基本的に、オイルシールは主に2つの異なるクラスの材料、すなわち合成ゴム（最も一般的なのはNBR（ニトリルブタジエンゴム））と先進的なフッ素樹脂、特にPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）から製造されています。従来のシールがゴムやポリウレタンに依存しているのに対し、PTFEはより過酷な条件向けに設計された特殊な材料です。
オイルシール材料の選択は、どれが普遍的に「優れているか」ではなく、特定の運転要件に正確に適合するものはどれかという問題です。NBRは多用途で費用対効果の高い標準として機能し、PTFEは極端な温度、速度、または化学的暴露に対する高性能ソリューションです。
ワークホース材料：NBR（ニトリルゴム）
NBRは汎用オイルシールの最も普及している材料であり、幅広い用途で業界標準と見なされています。
NBRとは？
ニトリルブタジエンゴム、すなわちNBRは合成ゴムのコポリマーです。その分子構造は、柔軟性と一般的な石油系オイルや燃料に対する耐性のバランスの取れた組み合わせを提供します。
主な利点
NBRの主な強みは、優れた柔軟性と堅牢なシーリング能力を低コストで提供することです。シャフト表面によく密着し、軽微な不完全性を許容できるため、寛容で信頼性の高い選択肢となります。
主な制限事項
NBRの主な弱点は、高温（通常100〜120℃または212〜250°F以上）や特定の攻撃的な化学物質や合成潤滑剤に対する耐性が限られていることです。これらはNBRを硬化させ、早期の故障を引き起こす可能性があります。
高性能スペシャリスト：PTFE（テフロン）
PTFEは、従来のゴムシールの限界を超える場合に使用される高性能熱可塑性プラスチックです。これは一般的にデュポンの商品名であるテフロンとして知られています。
PTFEとは？
ポリテトラフルオロエチレンは、極めて低い摩擦係数と卓越した化学的不活性性という特有の特性を持つフッ素樹脂です。
主な利点
PTFEシールは、高温環境、高速回転、およびNBRが劣化する攻撃的な化学物質を使用する用途で優れています。その低摩擦特性は、発熱と動力損失を低減します。
フィラーの役割
純粋なPTFEは柔らかく、摩耗しやすいことがあります。これを打ち消すために、ガラス繊維、カーボン、グラファイト、または青銅などのフィラーとブレンドされることがよくあります。これらの添加剤は、コアとなる利点を損なうことなく、シールの靭性、耐摩耗性、寸法安定性を大幅に向上させます。
トレードオフの理解
正しい材料を選択するには、シールが直面する環境的および機械的ストレスを明確に理解する必要があります。
温度と速度
NBRは中程度の温度と速度に最適です。熱と回転速度が増加するにつれて、早期の摩耗と故障を防ぐために、PTFEの低摩擦性と高温安定性が必要になります。
耐薬品性
標準的な作動油や鉱物油には、NBRは完全に適しています。しかし、攻撃的な溶剤、酸、または最新の合成潤滑剤を使用する用途では、PTFEのほぼ完全な化学的不活性性が、ゴム化合物が故障する場所で遥かに優れた信頼性を提供します。
柔軟性と剛性
NBRの固有の柔軟性により、軽微な偏心や表面の不規則性があるシャフトでも一貫したシールを維持できます。PTFEははるかに剛性が高いため、シャフトの仕上げと取り付けにより高い精度が要求されますが、圧力下および高速下で比類のない性能を発揮します。
コストと取り付け
NBRシールは一般的に弾性があるため、より経済的で取り付けが容易です。PTFEシールはプレミアム製品であり、その剛性は、シールリップを損傷しないように取り付け時に細心の注意を払う必要があります。
目標に合わせた正しい選択をする
アプリケーションの特定の要件が、材料選択の唯一の決定要因となるべきです。
- コスト効率を標準的な環境で重視する場合： NBRは、中程度の温度と速度を伴う汎用アプリケーションにとって最も実用的で信頼性の高い選択肢です。
- 高速または高温での性能を重視する場合： 充填PTFEは決定的な選択肢であり、過酷な条件下で必要な低摩擦性と熱安定性を提供します。
- 攻撃的な化学物質や合成油への耐性を重視する場合： PTFEは不可欠であり、その化学的不活性性が、ゴム化合物が故障する場所でシールの完全性と長寿命を保証します。
結局のところ、適切なシール材料の選択は、機器の信頼性と寿命に直接影響を与える重要なエンジニアリング上の決定です。
要約表：
| 材料 | 最適用途 | 主な利点 | 主な制限事項 |
|---|---|---|---|
| NBR（ニトリルゴム） | 汎用、費用対効果の高いアプリケーション | 優れた柔軟性と低コストでのシーリング | 限られた温度および耐薬品性 |
| PTFE（テフロン） | 高速、高温、攻撃的な化学環境 | 優れた化学的不活性性と低摩擦 | 高コストと正確な取り付けが必要 |
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