シール技術の科学：潤滑剤適合性によるシール性能の最適化
シールは、異なる物質が存在する区画や、異なる圧力条件下で動作する区画の間で、重要なバリアとして機能します。その主な目的は、潤滑剤などの物質漏洩を防ぎ、粉塵などの異物侵入を阻止することです。
これらの基本機能に加え、シールは規定の耐用期間にわたって確実に機能し続けなければなりません。これは、シールが摩擦による摩耗、温度変動、化学的攻撃にさらされるため、容易ではありません。低摩擦（ひいては低消費電力）は必須であり、メンテナンス時に容易に取り外せる設計であることも求められます。
潤滑剤に関連する主要な懸念事項には、膨潤、収縮、そして鉱油、PAO、シリコーンなど、異なる油種がシール材に及ぼす影響が含まれます。
膨潤と収縮
膨潤は、潤滑剤がシール材に拡散し、飽和状態に達することで発生します。膨潤の程度は、油とポリマーの化学構造、およびポリマー内の架橋密度の双方に依存します。一方、収縮は一般に、ポリマー系シール材から可塑剤が流出することによって生じます。
鉱油
特に芳香族含有量の高い鉱油ベースの潤滑剤は、高度に精製された油と比較して、エラストマーシールとの適合性が一般的に劣ります。エステル油も比較的適合性が低い傾向があります。化学構造が類似した油同士であれば、粘度が高くなるにつれて膨潤傾向は低下します。
ポリアルファオレフィン（PAO）
PAO油は、鉱油のような多様な混合物とは異なり、同一分子で構成される合成炭化水素です。エラストマーとの相互作用は鉱油を反映しており、類似した適合性特性を示します。
シリコーン油
シリコーン油は、ほとんどのエラストマーとは著しく異なる化学構造を持つため、シール材との優れた適合性をもたらすことが多々あります。
エラストマーシールと潤滑
エラストマーシールは本質的に柔らかく弾力性があり、相手材の表面に追従します。この追従性により、シールと相手材が張り付く可能性があるため、潤滑剤を離型媒体として使用することが不可欠です。膨潤や収縮は、エラストマーの弾性率、引張強度、硬度を変化させ、機械的性能を損なう恐れがあります。したがって、選定した潤滑剤とシール材の間で適合性試験を実施することが推奨されます。同じクラスのエラストマーであっても、可塑剤の種類や含有量、重合度の違いにより、膨潤挙動が異なる場合があるためです。
元記事はMROウェブサイトでご覧いただけます
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