油圧および空圧システムでは、最も一般的なシーリング材料は、特定の動作要件に合わせて選択されたエラストマーとポリマーです。ニトリルやポリウレタンなどの材料は標準的な用途で広く使用されていますが、極端な温度や過酷な化学物質を伴う厳しいシーリング条件には、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）などの高度なフッ素樹脂が指定されます。
最適なシール材料は単一の「最良」の選択肢ではなく、慎重に選択されたバランスです。選択は、材料の特定の特性（温度範囲、耐薬品性、耐摩耗性など）をアプリケーションの正確な要求と一致させる必要があります。
シール材料選択の柱
適切な材料を選択するには、それが動作する環境を評価する必要があります。シーリングの完全性を維持し、漏れや汚染を防ぐために、意思決定プロセスを支配する4つの主要な要因があります。
動作温度
材料がシステムの温度範囲全体で安定性と柔軟性を維持する能力は極めて重要です。材料は低温で脆くなりすぎたり、高温で劣化したり膨潤したりして、シールの故障につながる可能性があります。
化学的適合性
シールは、作動油、ガス、または遭遇する可能性のある外部化学物質による劣化に耐える必要があります。適合性がないと、材料が軟化、硬化、または膨潤し、シーリング能力が損なわれる可能性があります。
圧力と耐摩耗性
材料は、隙間に押し出されることなくシステム圧力に耐えるのに十分な強度が必要です。可動部品を伴う動的アプリケーションでは、長寿命のために高い耐摩耗性と耐摩耗性が不可欠です。
アプリケーションの種類（静的 vs. 動的）
シールにかかる要求は、静的アプリケーション（非可動部品のシーリング）と動的アプリケーション（ピストンやロッドなどの可動部品のシーリング）とでは大きく異なります。動的シールには、より低い摩擦とより高い耐久性を持つ材料が必要です。
一般的なシール材料のプロファイル
何百もの材料のバリエーションが存在しますが、少数のコアタイプが油圧および空圧アプリケーションの大部分をカバーしています。
ニトリル（NBR）：汎用性の高い主力材料
ニトリル、別名バイトンは、石油ベースの作動油に対する優れた耐性と低コスト性から、最も広く使用されているシール材料です。標準的な産業用途において、優れた特性のバランスを提供します。
ポリウレタン（PU）：堅牢な性能を発揮する材料
ポリウレタンは、その並外れた靭性、高い引張強度、および優れた耐摩耗性で知られています。これにより、高圧、高摩耗の動的油圧アプリケーションに最適な選択肢となります。
Viton®（FKM）：高温の専門家
FKMは、商標名Viton®としても知られるフッ素エラストマーであり、高温、鉱油、および幅広い化学物質に対する優れた耐性を提供します。ニトリルがすぐに故障するような過酷なアプリケーションで使用されます。
PTFE：過酷なサービスのエキスパート
フッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（PTFE）は、最も過酷なシーリング条件に指定されます。その主な利点は、非常に広い温度範囲、ほぼ普遍的な化学的適合性、および非常に低い摩擦係数であり、攻撃的な媒体や低摩擦の動的シールに理想的です。
トレードオフの理解
すべての材料選択には妥協が伴います。これらのトレードオフを理解することは、信頼性が高く費用対効果の高いソリューションを選択するために不可欠です。
コスト vs. 性能
材料の性能能力とコストの間には直接的な相関関係があります。NBRは標準的な使用には非常に経済的ですが、FKMやPTFEなどの高性能材料は、極端な条件を処理できる能力によって正当化されるかなりの価格プレミアムを伴います。
硬度 vs. シーリング能力
柔らかい材料（低いデュロメータ）は表面により良く適合し、低圧アプリケーションでより良いシールを提供できます。しかし、高圧下で押し出されたり、「押し出されたり」する傾向があります。硬い材料は押し出しには耐性がありますが、効果的にシールするためにはより細かい表面仕上げが必要になる場合があります。
特殊な特性 vs. 汎用的な特性
高温耐性など、ある分野で優れている材料でも、低温での柔軟性など、別の分野では性能が低い場合があります。すべてのカテゴリで優れている単一の材料はないため、材料を特定のアプリケーションに合わせる必要性が強調されます。
アプリケーションに最適な選択をする
材料選択の出発点として、システムの主な動作要求を使用してください。
- 主な焦点が石油ベースの流体を使用する標準的な油圧である場合：ニトリル（NBR）が性能とコストの最良のバランスを提供します。
- 主な焦点が高圧、高摩耗の動的アプリケーションである場合：ポリウレタン（PU）が必要な靭性と耐摩耗性を提供します。
- 主な焦点が高温または広範な化学物質への曝露である場合：Viton®（FKM）が熱的および化学的劣化に対する信頼できる選択肢です。
- 主な焦点が極端な条件または非常に低い摩擦である場合：PTFEは最も過酷なサービス環境向けの主要な材料です。
結局のところ、適切に選択されたシールは、信頼性が高く効率的な流体パワーシステムの基盤となります。
要約表：
| 材料 | 最適な用途 | 主な特性 |
|---|---|---|
| ニトリル（NBR） | 標準的な油圧、石油系流体 | 優れた耐油性、費用対効果が高い |
| ポリウレタン（PU） | 高圧、高摩耗の動的アプリケーション | 並外れた靭性、耐摩耗性 |
| Viton®（FKM） | 高温、広範な化学物質 | 優れた耐熱性・耐薬品性 |
| PTFE | 極端な条件、低摩擦 | 最も広い温度範囲、普遍的な耐薬品性 |
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