JP5444420B2 - シール部材 - Google Patents

Description

本発明は、シール部材に関し、さらに詳しくは、ゴム成分及び熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物を用いたシール部材に関する。

近年、自動車用をはじめ各種分野において、耐熱性に優れ、圧縮永久歪が低い樹脂材料への要求が高まっている。
このような樹脂材料の用途としては、例えば、油圧式の無段変速機（Continuously Variable Transmission、以下、「ＣＶＴ」という。）用のシール部材（シールリング）が挙げられる。油圧式ＣＶＴでは、油圧室の油圧によりプーリの溝幅を相関的に変化させ、プーリの直径を変えることにより変速を無段階に変化させている。通常、駆動用の軸に固定プーリが一体形成され、この軸に沿って往復動するハウジングに可動プーリが形成されている。可動プーリには油圧室が設けられ、油圧室の油圧を制御することにより、可動プーリが固定プーリに離接する。これにより、両プーリに形成される溝部の幅を増減して、プーリに巻き掛けられたベルトの回転半径を増減させ、動力を伝達して、変速比を変化させる。油圧室に油を満たし、油圧を生じさせるために、軸の外周面に形成される軸溝には、樹脂製のシールリングが装着される。
ＣＶＴでは、エンジン停止時には、オイルポンプが停止するため、油圧が発生せず無負荷となる。従来のシールリングでは、油圧の発生している状態では、十分なシール性が得られるが、無負荷状態では、ハウジング内周面との密着性が失われ、油圧室の油が抜けてしまう。このような状態で、エンジンを再起動すると、油圧室に油が充填されるまでに時間を要する。また、油圧室に油が充填されていない状態で起動すると、ＣＶＴの回転部に焼き付きによる損傷が生じる恐れがある。そのため、油圧のない無負荷の状態においても油圧室からの油漏れを低減できるシールリングが求められている。

ＣＶＴ用のシールリングとしては、図１に示すように、断面略矩形で外周側に配置されるエンドレスタイプの樹脂リング７と、内周側に配置され、樹脂リングに拡張力を与えるＯリング６から構成される組合せシールリングが用いられてきた。一般に、樹脂リング７の材料としては、充填剤を添加したポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等が用いられ、Ｏリング６の材料としては、ゴム状弾性体が用いられている。
このような従来の組合せシールリングでは、Ｏリング６と樹脂リング７を潰し込んで、溝底８とハウジング４の内面４aとの間の隙間に装着するため、その後、Ｏリング６と樹脂リング７が装着された軸３をハウジング４に挿入する際の組み付け抵抗が大きく、圧入装置を導入してハウジング４を組み付ける必要があった。そのため、製造コストが増加し、シールリングの組み付け不具合も検知できないという問題があった。そこで、上記組合せシールリングの装着性やコスト面での問題点を解決するため、１本型シールリングでの対応が求められている。

ＣＶＴ では、油圧室に最大約７ＭＰａの油圧が生じるため、高油圧下で、優れた耐摩耗性及びシール性を有するシールリングが要求される。また、高速運転時の発熱による温度上昇や寒冷地での使用を考慮すると、シールリングには、−４０℃〜１５０℃の温度領域での耐性が求められる。そこで、シールリング材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂にカーボン粉末やカーボンファイバー等の添加剤を充填した材料が用いられている。
例えば、特許文献１には、ＣＶＴに適用可能な樹脂組成物として、ＰＴＦＥ系樹脂に所定のＤＢＰ吸収量を有するカーボンブラックを配合した組成物が開示されている。この組成のシールリングでは、吸油した際に膨張して、高温時のクリープ変形によるシールリングの径方向等の隙間を補填し、低温シール性が改善できるため、油圧装置の運転開始直後の低温時でも優れたシール性があることが記載されている。また、特許文献１のシールリングは、ＣＶＴ等の高面圧用であるため、耐摩耗性及び耐クリープ性等の向上を目的として、炭素繊維やグラファイトを配合できることも示されている。

特許文献１のシールリングを採用することにより、低温下での油漏れ量を低減することは可能と考えられる。しかしながら、上記の構成は、ＰＴＦＥ系樹脂を主成分とするため、高温の潤滑・作動油中で加圧されることによりシールリングが塑性変形する。そのため、運転後にエンジンを停止し、無負荷状態とするとハウジング内周面との密着状態（密着性）を維持することが困難となり、油圧室からの油漏れを防止することは難しい。このような課題を解決するためには、耐熱性に優れ、圧縮永久歪の低い樹脂材料が求められる。

樹脂材料の圧縮永久歪を向上させる手段として、多くの提案がなされている。
例えば、特許文献２には、ポリ塩化ビニル系樹脂（１）、ポリウレタン（２）及び可塑剤（３）からなり、透過型電子顕微鏡で海−島型の相分離構造が観察され、分離構造のサイズが０．０１ミクロン以上１００ミクロン以下であり、ポリウレタン（２）がポリマーポリオールと３つ以上イソシアネート基を有する化合物をウレタン反応して得られる高反発材料が開示されている。この材料は、圧縮永久歪、加工性に優れ、且つ高反発な材料であることが記載されている。
また、特許文献３には、（Ａ１）（メタ）アクリル系重合体ブロックおよび（Ａ２）アクリル系重合体ブロックからなる（Ａ）（メタ）アクリル系ブロック共重合体、（Ｂ）１分子中に２個以上のアミノ基を含む化合物および（Ｃ）熱可塑性樹脂からなる熱可塑性エラストマー組成物であって、（Ａ）（メタ）アクリル系ブロック共重合体を（Ｂ）化合物により、（Ｃ）熱可塑性樹脂中で動的に熱処理した後、さらに（Ｄ）熱可塑性樹脂を添加して混練することにより得られる熱可塑性エラストマー組成物が開示されている。この組成物は、硬度と機械強度のバランスに優れ、広い温度範囲にわたるゴム弾性、高温クリープ性能、成形加工性に優れ、かつ熱可塑性エラストマーでありながら、耐油性、耐熱性に優れることが記載されている。

上記特許文献２の樹脂組成物には、８７℃付近にガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂であるポリ塩化ビニル系樹脂が必須成分として含まれている。そのため、ガラス転移温度以上の高温域では、樹脂組成物が高流動となり、弾性が低下するため、十分なシール特性が得られない可能性がある。また、ガラス転移温度以上の高温加圧下での使用により、樹脂組成物が塑性変形して、シール性能が劣化することも考えられる。
一方、特許文献３の熱可塑性エラストマー組成物に添加する熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等）が開示されている。一般に、ポリアミド系樹脂のガラス転移温度は、５０℃程度で、ポリエステル系樹脂のガラス転移温度は、５０℃（ポリブチレンテレフタレート）、６９℃（ポリエチレンテレフタレート）程度である。このため、特許文献３の熱可塑性エラストマーにおいても、特許文献２の樹脂と同様に、高温域では、弾性が低下して十分なシール特性が得られなかったり、高温加圧下での使用により、樹脂組成物が塑性変形して、シール性能が劣化したりする可能性がある。

特開２００６−２８３８９８号公報 特開平７−１７３３５７号公報 特開２００５−２６４０６８号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高温加圧下で長期間使用した後も、優れた弾性を維持し得る樹脂組成物を用いたシール部材を提供することを目的とする。

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、ゴム成分及び熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物を用いたシール部材において、２０℃〜１５０℃の温度範囲におけるシール部材の損失正接（ｔａｎδ）の最大値を０．２以下とすることにより、高温加圧下で長期間使用した後も、優れた弾性を維持できるため、前記樹脂組成物から構成されるシール部材は過酷な使用条件下においても、長期に亘り優れたシール特性を維持できることを見いだし、本発明に想到した。すなわち、本発明のシール部材は、アクリルゴム及び熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物を用いたシール部材であって、２０℃〜１５０℃の温度範囲におけるシール部材の損失正接（ｔａｎδ）の最大値が０．２以下であることを特徴とする。

本発明の樹脂組成物では、室温付近から１５０℃の温度範囲において、損失正接（ｔａｎδ）の値が低く維持され、高温度域においても高い反発力を維持するため、高温高圧下で長期間使用後も、優れた弾性を維持できる。そのため、この樹脂組成物から構成されるシール部材は過酷な使用条件下でも長期に亘り優れたシール特性を維持することができる。

従来のシール部材の一例を示す断面図である。 動的架橋樹脂、ポリフッ化ビニリデン及び比較例１の試料の動的粘弾性における損失正接（ｔａｎδ）を示すグラフである。 実施例２、４、５及び比較例１の試料の動的粘弾性における損失正接（ｔａｎδ）を示すグラフである。 実施例２の試料のＴＥＭ観察写真である（８０００倍）。 実施例４の試料のＴＥＭ観察写真である（８０００倍）。

以下に本発明の樹脂組成物を用いたシール部材について詳細に説明する。
本発明に係るシール部材に用いる樹脂組成物は、アクリルゴム及び熱可塑性樹脂を含有する混合物からなり、動的粘弾性測定による損失弾性率（Ｅ”）と貯蔵弾性率（Ｅ’）の比（Ｅ”／Ｅ’）であるシール部材の損失正接（ｔａｎδ）の２０℃〜１５０℃における最大値が０．２以下であることを特徴とする。一般にｔａｎδが大きいほど、即ち、損失弾性率（Ｅ”）が大きいほど、塑性変形しやすく、ｔａｎδが小さいほど、即ち、貯蔵弾性率（Ｅ’）が大きいほど、反発力が大きいことが知られている。また、通常、ｔａｎδには温度依存性がある。
本発明においては、２０℃〜１５０℃の温度範囲におけるシール部材のｔａｎδの最大値を０．２以下とするため、高温域でも高い反発力を維持できる。そして、本発明のシール部材に用いる樹脂組成物は、高温加圧後の圧縮永久歪が小さく、長期間使用後も優れたゴム弾性を維持できるため、過酷な使用条件においても長期に亘り優れたシール特性を維持できる。前記温度範囲におけるｔａｎδの最大値は、０．１５以下が好ましく、０．１３以下がより好ましい。
上記温度範囲におけるｔａｎδの値は、熱可塑性樹脂の種類や添加量により制御することができる。例えば、ガラス転移温度が１５０℃以上の熱可塑性樹脂を採用したり、ガラス転移温度が１５０℃未満の熱可塑性樹脂を用いる場合には、その添加量を低減することにより、ｔａｎδの値を低くすることができる。しかしながら、射出成形性を考慮すると、ガラス転移温度が高い熱可塑性樹脂の使用は必ずしも有利とはいえない。また、シール部材の機械的強度や耐クリープ特性を維持するためには、熱可塑性樹脂の低減には限界がある。これに対して、アクリルゴムと熱可塑性樹脂を高分散させることにより、熱可塑性樹脂のガラス転移温度付近でのｔａｎδ値を低下させる方法は、樹脂組成物の射出成形性、機械的強度及び耐クリープ特性を維持しつつ、高温域での優れたゴム弾性を実現できるため好ましい。
本発明のシール部材を構成する樹脂組成物の硬度、すなわち後述する方法で測定するショア硬度Ａは、６０〜９８とするのが好ましく、７０〜９５とするのがより好ましい。ショア硬度をこの範囲に規定することにより、使用時の油圧による変形が生じにくく、長時間の運転後も高いシール性が維持できるとともに、軸溝等への装着性が向上する。

動的架橋樹脂は公知の方法で製造することができる。例えば、予め未架橋のゴム成分中に架橋剤を混合し、熱可塑性樹脂成分と未架橋のゴム成分を２軸押出機を用いて、溶融混練することにより、ゴム成分の分散と架橋を同時に行うことができる。このような動的架橋樹脂は市販品として入手することもできる。例えば、ポリエステル樹脂中にアクリルゴムが分散した動的架橋樹脂の市販品としては、デュポン社製「ＥＴＰＶ」、日油株式会社製「ノフアロイ」(ＴＺ６６０−７６１２−ＢＫ、ＴＺ６６０−６６０２−ＢＫ等)等が挙げられる。また、ポリアミド樹脂中にアクリルゴムが分散した動的架橋樹脂の市販品としては、日本ゼオン株式会社製「ゼオサーム」等が挙げられる。
シール部材を構成する樹脂組成物全体の質量に対して、アクリルゴムの含有量は、６０質量％〜９５質量％とするのが好ましく、８０質量％〜９５質量％とするのがより好ましい。アクリルゴムの含有量を前記範囲に規定することにより、樹脂組成物の圧縮永久歪がより小さくなり、長期に亘りより優れたシール特性が得られる。

前記アクリルゴムと混合する熱可塑性樹脂の表面硬度は、ショア硬度Ｄで、７０以上が好ましく、９０以上がより好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリプロピレン（ＰＰ）、シンジオタクティックポリスチレン樹脂、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルフォン、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。これらの樹脂は、共重合体、変性体であってもよく、２種類以上を混合してもよい。射出成型性、耐熱性等を考慮すると、上記熱可塑性樹の中でもＰＢＴ、ＰＡ、ＰＰＳ、ＰＶＤＦが好ましい。
シール部材を構成する樹脂組成物全体の質量に対して、熱可塑性樹脂の添加量は、５質量％〜４０質量％とするのが好ましく、５質量〜２０質量％とするのがより好ましい。この範囲で熱可塑性樹脂を添加することにより、シール部材の機械的強度及び耐クリープ特が向上し、加圧条件下で長時間使用後も、優れたシール特性を維持でき、ＰＶ値が高い領域での使用も可能となる。

本発明の樹脂組成物には、使用される用途や要求される特性に応じて、各種充填材を添加することもできる。無機充填材としては、ガラス繊維、炭素繊維、カーボンナノチューブ、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維等の繊維状無機充填材が挙げられる。繊維状無機充填材の添加により、シール部材の機械的強度及び耐クリープ特性が向上し、優れたシール特性が得られ、ＰＶ値が高い領域での使用も可能となる。前記繊維状無機充填材の中でもガラス繊維、炭素繊維、カーボンナノチューブが好ましい。カーボンナノチューブは、繊維状無機充填材として補強機能を発揮するのみならず、後述する無機充填材と同様、摺動特性を向上させるための充填材としても有効である。

本発明においては、摺動特性等を向上させる目的で、その他の無機充填材を添加することもできる。その他の無機充填材としては、炭酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト、タルク、シリカ、雲母、マイカ、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、珪酸カルシウム、二硫化モリブデン、ガラスビーズ、グラファイト、フラーレン、カーボン（アモルファス）粉、無煙炭粉末、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム、窒化ホウ素等が挙げられる。
無機充填材の添加量（合計）は、シール部材を構成する樹脂組成物全体の質量に対して、５質量％〜１０質量％とするのが好ましい。また、無機充填材として、カーボンナノチューブを添加する場合、その添加量は、シール部材を構成する樹脂組成物全体の質量に対して、１質量％〜５質量％とするのが好ましい。この範囲で、無機充填材を添加することにより、優れた機械的強度及び摺動特性が得られ、長期に亘りより優れたシール特性を維持できる。

本発明のシール部材に用いる樹脂組成物においては、アクリルゴムと熱可塑性樹脂が高分散されていることが好ましい。アクリルゴムと熱可塑性樹脂が高分散されることにより、熱可塑性樹脂のガラス転移温度付近でのシール部材のｔａｎδの増加が抑えられ、高温域でも低いｔａｎδの値を維持することができる。これにより、樹脂組成物は高温域においても高い反発力を維持できるため、優れたシール特性が得られる。さらに、高温加圧条件下でも樹脂組成物の塑性変形が抑えられるため、過酷な使用条件においても長期に亘り優れたシール特性を維持できる。
本発明のシール部材に用いる樹脂組成物では、微細な熱可塑性樹脂がアクリルゴム中に中に高分散しているのが好ましい。このような構成では、ガラス転移温度付近での熱可塑性樹脂の高流動に起因する塑性変形を、周囲のアクリルゴムにより効果的に抑え込むことができ、ｔａｎδの上昇がさらに抑制できる。このため、高温域においてもさらに高い反発力が維持され、優れたシール特性が得られる。高温加圧条件下においても、上記樹脂組成物の塑性変形は抑制され、過酷な使用条件においても長期に亘り優れたシール特性を維持できる。本発明のシール部材に用いる樹脂組成物中に分散する熱可塑性樹脂の大きさ（粒度）は特に限定されないが、円相当径で、４０〜１００ｎｍであるのが好ましい。熱可塑性樹脂の大きさは、ＲｕＯ_４染色超薄切片法で調整した試料の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察写真から熱可塑性樹脂を特定して算出することができる。
本発明における樹脂組成物の混合方法はｔａｎδが上記範囲となる方法であれば特に限定されないが、ラボプラストミル、二軸押出機等を用いて混合するのが好ましい。微細均一分散を確実に実現するためにはスクリュー軸にせん断作用の生じるニーディングディスクを組み合わせた二軸押出機を用いて高せん断条件下で混合するのが望ましい。また、市販の高せん断成形加工機を用いることもできる。
分散性は、スクリューの形状や長さ、帰還穴径、スクリュー回転速度やせん断混合時間等により制御することができる。

本発明のシール部材に用いる樹脂組成物は、各種分野において、ガスケット、チューブ、パッキン、ホース等として用いられる。シール部材としては、回転運動用シールリングや往復運動用シールリング等が挙げられるが、特に、自動車のＣＶＴ等に装着されるシールリングに適用するのが好ましい。
本発明の樹脂組成物を用いたシール部材をＣＶＴ用シールリングとして用いる場合、無負荷状態における油漏れを確実に防止するため、合口を有しないエンドレスタイプのシールリングを採用するのが好ましい。本発明の樹脂材料は柔軟性があるため、エンドレスタイプとしても装着性に優れ、１本型とすることによりさらに装着が容易となる。一方、用途等によっては合口を設けることもできる。この場合の合口形状は特に限定されず、直角（ストレート）合口、斜め（アングル）合口、段付き（ステップ）合口の他、ダブルアングル合口、ダブルカット合口、トリプルステップ合口等公知の合口を採用することができる。

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
（実施例１）
ゴム成分としてポリエステル樹脂／アクリルゴム系動的架橋樹脂、熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビニリデン樹脂を用い、リードとニーディングディスクを組み合わせたφ９２ｍｍのスクリューが設置された２軸押出機で混合した。ここで、ポリエステル樹脂／アクリルゴム系動的架橋樹脂及びポリフッ化ビニリデン樹脂を、それぞれサイドフィーダーにて供給し、温度２４０℃、スクリュー回転数２００ｒｐｍのせん断条件で混合してペレットを得た。なお、ポリエステル樹脂／アクリルゴム系動的架橋樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂は、市販品を用い、質量比（ポリエステル樹脂／アクリルゴム系動的架橋樹脂：ポリフッ化ビニリデン樹脂）は９０：１０とした。得られたペレットを射出成型し、各種測定試料を作製し、以下の方法で、動的粘弾性における損失正接（ｔａｎδ）、表面硬度（ショア硬度）、圧縮永久歪、及び静的漏れ量を測定した。結果を表１に示す。ここで、静的漏れ量測定用試料のシールリングのサイズは、軸溝に装着した状態で圧縮量が２５％となるように設定した。また、ｔａｎδは、２０℃〜１５０℃の温度範囲における最大値を示す。
（実施例２〜５）
２軸押出機のスクリュー回転速度を、３００ｒｐｍ（実施例２）、４００ｒｐｍ（実施例３）、５００ｒｐｍ（実施例４）及び６００ｒｐｍ（実施例５）とした他は実施例１と同様に、測定試料を作製した。それぞれの試料の動的粘弾性における損失正接（ｔａｎδ）、表面硬度、圧縮永久歪、及び静的漏れ量を測定した。結果を表１に示す。また、実施例２、実施例４及び実施例５の試料の２０℃〜１５０℃の温度範囲におけるｔａｎδの測定結果を図３に示す。
さらに、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて実施例２及び４の試料の組織観察を行った。測定試料は、ＲｕＯ_４染色超薄切片法で調整した。図４及び図５に、それぞれ実施例２及び実施例４の試料のＴＥＭ観察写真を示す（倍率：８０００倍）。

（比較例１、２）
スクリュー回転数を１００ｒｐｍ（比較例１）及び１５０ｒｐｍ（比較例２）とした他は実施例１と同様に測定試料を調整し、評価を行った。比較例１の試料の動的粘弾性における損失正接（ｔａｎδ）、表面硬度、圧縮永久歪、及び静的漏れ量を測定した結果を表１に示す。

（動的粘弾性における損失正接（ｔａｎδ）の測定）
実施例１〜５及び比較例１、２の樹脂組成物を熱プレスして、厚さ５００〜１０００μｍのシートを作製した後、幅３ｍｍ、長さ２０ｍｍに切断して短冊状測定試料とした。動的粘弾性測定装置は、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製熱機械分析装置を用い、昇温法により、空気中で、測定周波数０．１Ｈｚ、昇温速度３℃／分で測定を行った。各測定温度における動的貯蔵弾性率（Ｅ’）と動的損失弾性率（Ｅ”）から損失正接（ｔａｎδ＝Ｅ”／Ｅ’）を自動算出してプロットした。
なお、参考として、実施例及び比較例の原料であるポリエステル樹脂／アクリルゴム系動的架橋樹脂及びポリフッ化ビニリデン樹脂についても、それぞれ同様の測定試料を作製して同様に評価を行った。
（表面硬度の測定）
ＪＩＳ Ｋ７２１５に基づき、ショア硬度を測定した。
（圧縮永久歪Ｃｓの測定）
圧縮永久歪Ｃｓの測定は、ＪＩＳ Ｋ６２６２を参考にして、以下のとおり行った。射出成型により得られた５ｍｍ×１５ｍｍ、厚さ２ｍｍの試験片を圧縮装置に装着し、圧縮量２５％に圧縮した後、予め、１５０℃に調節した潤滑・作動油(Automatic Transmission Fluid：ＡＴＦ)中に１００時間浸漬した。加熱処理終了後、ＡＴＦ中から取り出し、圧縮装置から取り外した試験片表面のＡＴＦを拭き取って、室温にて３０分間静置した後の試験片中央部の厚さ（ｔ_２）を測定した。この時のｔ_２より、式１により圧縮永久歪Ｃｓを算出した。
Ｃｓ =（ｔ_０ −ｔ_２）／（ｔ_０ −ｔ_１）×１００ ・・・・・・（式１）
ｔ_０：試験片の元の厚さ（ｍｍ）
ｔ_１：スペーサーの厚さ（ｍｍ）
ｔ_２：試験後３０分後の厚さ（ｍｍ）

（静止状態におけるオイル漏れ量の測定）
実施例１〜５及び比較例１、２の樹脂組成物を用いて、合口を有しないシールリングを射出成型して作製した。得られたシールリングを、軸の外周面に設けた軸溝に装着し、静的漏れ性能試験装置に設置した。ここで、油圧室に１６５ｃｃのＡＴＦを充填し、室温下（油温：２５℃）、静止状態で、シールリングから漏れたＡＴＦを排油溝から回収し、７日間の累積油漏れ量を測定した。測定結果を初期の静的油漏れ量として表１に示す。ここで、静的油漏れ量は、比較例１の値を１００として相対値で表した。なお、シールリングのサイズは、軸溝に装着した状態で圧縮量が２５％となるように設定した。
また、それぞれのシールリングを軸の外周面に設けた軸溝に装着し、油圧４．０ＭＰａ、油温１５０℃において、ハウジングを１０ｍｍ/ｓのストロークで、累積１Ｋｍ往復動した後、再度上記の方法で油漏れ量を測定した。測定結果を運転後の静的油漏れ量として表１に示す。なお、ここでも静的油漏れ量は、比較例１の初期の静的油漏れ量を１００として相対値で表した。

表１より、２軸押出機のスクリュー回転速度を変えることにより、２０℃〜１５０℃におけるｔａｎδの最大値を制御できることがわかる。図２に、ポリエステル樹脂／アクリルゴム系動的架橋樹脂、ポリフッ化ビニリデン及び比較例１の２０℃〜１５０℃の温度範囲におけるｔａｎδの測定結果を示す。ポリエステル樹脂／アクリルゴム系動的架橋樹脂単独では、２０℃〜１５０℃の全温度範囲において、ｔａｎδは、０．２以上を示し、３０℃〜４０℃に緩やかなピークが認められた。このピークは、ポリエステル樹脂／アクリルゴム系動的架橋樹脂のポリエステル樹脂であるポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のガラス転移に起因すると考えられる。また、ポリフッ化ビニリデンは、室温付近では、ｔａｎδが０．１と低い値を示したが、温度の上昇とともにｔａｎδが増加することがわかった。これに対して、ポリエステル樹脂／アクリルゴム系動的架橋樹脂とポリフッ化ビニリデンを混合した比較例１では、ＰＢＴのガラス転移に起因すると考えられる明確なピークが認められたが、高温側においては、ｔａｎδが減少する傾向があることがわかった。
表１より、２０℃〜１５０℃の温度範囲におけるｔａｎδの最大値が０．２を超える比較例１及び２の試料では、圧縮永久歪が１００％と大きく、静的油漏れ量も多く、十分なシール特性が得られていないことがわかる。これに対して、スクリュー回転速度を２００ｒｐｍとした実施例１の試料では、ｔａｎδの最大値が０．１８となり、圧縮永久歪が低下するとともに静的油漏れ量が大幅に低減しており、シール特性の向上が認められた。このことから、２０℃〜１５０℃の温度範囲におけるｔａｎδの最大値を０．２以下とした本発明のシール部材の有効性が確認された。スクリュー回転速度をさらに上げた実施例２〜５では、ｔａｎδの最大値がさらに下がり、圧縮永久歪も低下することがわかった。実施例１〜５のいずれの試料においても初期の静的油漏れ量は０であり、優れたシール特性を有することが確認された。しかし、高温加圧条件で運転した後、実施例１の試料で油漏れが観察された。これに対して、ｔａｎδの最大値が０．１６及び０．１４である実施例２及び３の試料では、高温加圧条件下で運転した後の油漏れ量が実施例１に比べ大幅に低減し、ｔａｎδの最大値が０．１３以下の実施例４及び５では、温高圧条件下で運転した後にも油の漏れは認められなかった。
図３に、比較例１、実施例２、４及び５の試料の２０℃〜１５０℃の温度範囲におけるｔａｎδの測定結果を示す。比較例１の試料に比べ、実施例２の試料では、全ての温度範囲において、ｔａｎδの値が低減するとともに、ＰＢＴのガラス転移に起因すると考えられる４０℃〜５０℃付近のピークが消失することがわかった。また、実施例４及び５の試料では、特に低温側で、実施例２の試料よりさらにｔａｎδ値が低下することが確認された。図４及び図５に、それぞれ、実施例２及び実施例４の試料のＴＥＭ観察写真を示す。ここで、薄い灰色の島状にみえるのが、熱可塑性樹脂であるポリフッ化ビニリデン２と考えられ、ゴム成分１からなるマトリックス中に分散していることがわかる。実施例２に比べると、実施例４の方が、ポリフッ化ビニリデンの大きさ（粒径）が小さくなり、高分散（微分散）していることがわかる。このように、熱可塑性樹脂がゴム成分中に均一微細分散することにより、熱可塑性樹脂の流動に起因する塑性変形が、熱可塑性樹脂の周囲のゴム成分（アクリルゴム）１によりさらに効果的に抑制され、全温度領域において低いｔａｎδ値を維持できたと考えられる。１２０℃〜１５０℃の温度範囲におけるｔａｎδが０．２以下である本発明のシール部材では、熱可塑性樹脂の塑性変形を効果的に抑え、高温域においてもゴム弾性を維持できるため、過酷な条件で運転した後も高いシール特性を維持できることがわかった。

１ ゴム成分
２ ポリフッ化ビニリデン

Claims (3)

1. アクリルゴム及び熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物を用いたシール部材であって、２０℃〜１５０℃の温度範囲における前記シール部材の損失正接（ｔａｎδ）の最大値が０．２以下であることを特徴とするシール部材。
2. 前記熱可塑性樹脂が、ポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項１に記載のシール部材。
3. 前記樹脂組成物中における熱可塑性樹脂の円相当径が、４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシール部材。