(57)【要約】  工作機械に好適に使用することができるエラストマー部材、及び、このエラストマー部材を用いた工作機械用シール部材を提供する。  上記エラストマー部材は、熱硬化性ポリウレタン組成物の硬化物からなり、前記熱硬化性ポリウレタン組成物は、ポリオール成分、イソシアネート成分及び架橋剤を含有し、かつ、前記ポリオール成分がポリエチレンアジペートエステルポリオール（ＰＥＡ）であり、ＪＩＳ−Ａ硬さが６７°以上であり、工作機械に用いられること特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性ポリウレタン組成物の硬化物からなり、
前記熱硬化性ポリウレタン組成物は、ポリオール成分、イソシアネート成分及び架橋剤を含有し、かつ、前記ポリオール成分がポリエチレンアジペートエステルポリオール（ＰＥＡ）であり、
ＪＩＳ−Ａ硬さが６７°以上であり、
工作機械に用いられること特徴とするエラストマー部材。
【請求項２】
支持部材と、前記支持部材に一体化された弾性部材とからなる工作機械用シール部材であって、
前記弾性部材が、請求項１に記載のエラストマー部材からなることを特徴とする工作機械用シール部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エラストマー部材、及び、工作機械用シール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋盤やマシニングセンターなどの工作機械は、製造産業で汎用されている最も基本的な機械装置である。これらの工作機械では、駆動機構等を切屑やクーラント（切削油）から保護するために、例えば、リップシール、スライドシール、テレスコシール、カバーシール等のシール部材が使用されている。
工作機械用シール部材としては、支持部材と支持部材に一体化された弾性部材とを有するシール部材が知られている。【０００３】
このようなシール部材は、弾性部材の材料として、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン・プロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）等のゴム材料、ポリウレタン等の弾性材料などを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−８５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
工作機械用シール部材は、上述したように、駆動機構をクーラント等から保護するための部材である。そのため、工作機械用シール部材は、使用時に、弾性部材がクーラントに晒される。
クーラントに晒された弾性部材は、クーラントによって徐々に膨潤する。その結果、工作機械用シール部材はその機能を果たせなくなり、交換する必要が生じる。また、添加剤を含有する弾性部材がクーラントに晒された場合、上記添加剤が溶出することがある。その結果、弾性部材の物性が変化し、工作機械用シール部材の機能を果たせなくなることがある。
上記クーラントは、大きく分けて不水溶性切削油と水溶性切削油とがあり、両者は特性が異なる。これに対して、従来の工作機械用シール部材の弾性部材は、（ａ）不水溶性切削油では膨潤、溶出しにくくても水溶性切削油では容易に膨潤又は溶出するものか、又は、（ｂ）水溶性切削油では膨潤、溶出しにくくても不水溶性切削油では容易に膨潤又は溶出するものばかりであった。即ち、不水溶性切削油及び水溶性切削油のいずれに対しても膨潤、溶出しにくい弾性部材は、これまで知られていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、このような課題を解決すべく鋭意検討を行い、不水溶性切削油及び水溶性切削油のいずれのクーラントに対しても膨潤したり、添加剤が溶出したりしにくく、クーラントを使用する工作機械に好適に使用することができるエラストマー部材を見出し、本発明を完成した。【０００７】
本発明のエラストマー部材は、熱硬化性ポリウレタン組成物の硬化物からなり、上記熱硬化性ポリウレタン組成物は、ポリオール成分、イソシアネート成分及び架橋剤を含有し、かつ、上記ポリオール成分がポリエチレンアジペートエステルポリオール（ＰＥＡ）であり、ＪＩＳ−Ａ硬さが６７°以上であり、工作機械に用いられること特徴とする。【０００８】
上記エラストマー部材は、６７°以上のＪＩＳ−Ａ硬さを有する熱硬化性ウレタン組成物の硬化物からなるため、不水溶性切削油及び水溶性切削油のいずれのクーラントに対しても膨潤も溶出もしにくい。
そのため、クーラントを使用する工作機械に好適に使用することができる。【０００９】
本発明の工作機械用シール部材は、支持部材と、上記支持部材に一体化された弾性部材とからなる工作機械用シール部材であって、上記弾性部材が、本発明のエラストマー部材からなることを特徴とする。
上記工作機械用シール部材によれば、弾性部材がクーラントによって膨潤も溶出もしにくい本発明のエラストマー部材からなる。そのため、上記工作機械用シール部材は、クーラントに晒されても劣化しにくく、長期間に渡って優れたシール性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエラストマー部材は、不水溶性切削油、水溶性切削油を問わず切削油（クーラント）に対して優れた耐久性を有する。
本発明の工作機械用シール部材は、本発明のエラストマー部材からなるため、長期間に渡って優れたシール性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材の別の一例を示す裏面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材を取り付けたテレスコカバーの一部を模式的に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、実施例で作製したシートをクーラントＡ（５０℃）に浸漬した際の浸漬時間と重量増加率を示すグラフであり、図４（ｂ）は、比較例で作製したシートをクーラントＡ（５０℃）に浸漬した際の浸漬時間と重量増加率を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）は、実施例で作製したシートをクーラントＢ（５０℃）に浸漬した際の浸漬時間と重量増加率を示すグラフであり、図５（ｂ）は、比較例で作製したシートをクーラントＢ（５０℃）に浸漬した際の浸漬時間と重量増加率を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）は、実施例で作製したシートをクーラントＣ（５０℃）に浸漬した際の浸漬時間と重量増加率を示すグラフであり、図６（ｂ）は、比較例で作製したシートをクーラントＣ（５０℃）に浸漬した際の浸漬時間と重量増加率を示すグラフである。
【図７】実施例２のウレタンシートを弾性部材とする工作機械用シール部材を使用した際のエッジ部の状態を撮影した写真及び模式図である。
【図８】比較例１のゴムシートを弾性部材とする工作機械用シール部材を使用した際のエッジ部の状態を撮影した写真及び模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
＜エラストマー部材＞
本発明の実施形態に係るエラストマー部材は、熱硬化性ウレタン組成物の硬化物からなる。
上記熱硬化性ウレタン組成物は、ポリオール成分、イソシアネート成分及び架橋剤を含有し、かつ、上記ポリオール成分がポリエチレンアジペートエステルポリオール（ＰＥＡ）である。
上記エラストマー部材は、ポリオール成分がＰＥＡである熱硬化性ウレタン組成物の硬化物であるため、クーラントによる膨潤や溶出が発生しにくい。そのため、クーラントを使用する工作機械に使用した際に、クーラントに晒されたとしても長期間に渡って、その要求特性を満足することができる。
【００１３】
上記ＰＥＡは、数平均分子量が１０００〜３０００であることが好ましい。数平均分子量が上記範囲内のＰＥＡを用いたエラストマー部材は、相手材との接触時に切り粉やクーラント等の侵入をより確実に防止することができる。
上記数平均分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフ）測定によるポリスチレン換算の測定値である。
【００１４】
上記熱硬化性ウレタン組成物は、ＰＥＡ（ポリオール成分）以外に、イソシアネート成分及び架橋剤を含有する。
上記イソシアネート成分としては特に限定されず、例えば、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネート、芳香族イソシアネート等が挙げられる。これらのなかでは、耐摩耗性が良好な点から、芳香族イソシアネートが好ましい。
【００１５】
上記脂肪族イソシアネートとしては、例えば、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等が挙げられる。また、ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体、ビウレット体、アダクト体等も挙げられる。
上記脂環族イソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート（ＮＢＤＩ）等の脂環族ジイソシアネート等が挙げられる。
上記芳香族イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート，ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート，ジフェニルメタンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートとの混合物（以下、これらを総称してＭＤＩともいう）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、ウレタン変性ＭＤＩ等が挙げられる。
これらのイソシアネート成分は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１６】
上記イソシアネート成分としては、ＭＤＩやＮＤＩが好ましい。芳香族イソシアネートの中でも特に良好な耐摩耗性を発現するからである。
【００１７】
上記架橋剤としては、例えば、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン（ＢＨＥＢ）、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、グリセリン、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）、ヒドラジン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシプロピル）アニリン、水等が挙げられる。
これらのなかでは、適切なゴム硬度、ゴム剛性を発現させやすいことから、１，４−ブタンジオール、ＴＭＰ、ＢＨＥＢが好ましい。また、１，４−ブタンジオール、ＴＭＰ、又は、ＢＨＥＢを含む熱硬化性ウレタン組成物は、ポットライフが比較的長く、手注型でも成形することができる。
上記架橋剤は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００１８】
上記熱硬化性ウレタン組成物は、更に、鎖延長剤、架橋促進剤や架橋遅延剤等の反応助剤、加水分解防止剤、無機繊維や無機フィラー等の補強材、着色剤、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、防黴剤、難燃剤、充填剤（増量剤）等の各種添加剤などを必要に応じて含有していてもよい。
【００１９】
上記熱硬化性ウレタン組成物におけるイソシアネート基濃度は、５．５０〜１０．０重量％が好ましい。
上記イソシアネート基濃度が、５．５０重量％未満では、上記エラストマー部材を後述する工作機械用シール部材の弾性部材として使用する際に、上記弾性部材の耐摩耗性が不充分となることがある。一方、上記イソシアネート基濃度が１０．０重量％を超えると、上記硬化物が硬度の高すぎるものとなり、摺動抵抗が大きくなってしまうことがある。
上記イソシアネート基濃度（重量％）とは、イソシアネート成分、ポリオール成分、及び、架橋剤の合計量中に含まれるイソシアネート基の重量割合をいう。
【００２０】
上記熱硬化性ウレタン組成物の硬化物は、ＪＩＳ−Ａ硬さ（ＪＩＳ  Ｋ  ７３１２に準じて、スプリング式タイプＡ硬さ試験機により測定される値）が６７°以上である。
上記硬化物のＪＩＳ−Ａ硬さが６７°未満の場合、上記硬化物の架橋点が少なく、クーラントに晒されることによる膨潤を充分に回避することができない。
一方、上記硬化物のＪＩＳ−Ａ硬さの上限は特に限定されず、上記エラストマー部材の使用箇所を考慮して適宜選択すればよい。
【００２１】
上記硬化物のＪＩＳ−Ａ硬さは、上記エラストマー部材を後述する工作機械用シール部材の弾性部材として使用する場合、６７〜９０゜が好ましい。上記硬化物のＪＩＳ−Ａ硬さが６７°未満では、上述した通り、クーラントに対する耐性が発現しないことがある。一方、上記硬化物のＪＩＳ−Ａ硬さが９０°を超えると、シール部の応力（圧接力）が大きくなり過ぎ、その結果、摺動抵抗が大きくなりすぎることがある。
上記ＪＩＳ−Ａ硬さは、７０〜８５°がより好ましい。
【００２２】
上記エラストマー部材は、上記熱硬化性ウレタン組成物を所定の条件で硬化させたものである。
上記熱硬化性ウレタン組成物の硬化条件は特に限定されず、上記熱硬化性ウレタン組成物の組成に応じて適宜設定すればよい。上記硬化条件としては、通常、１００〜１６０℃で３０〜９０分間加熱する条件を採用することができる。
また、上記条件で硬化処理を行い、金型等から脱型した後、１００〜１６０℃で３〜４８時間の条件で後硬化を行ってもよい。
【００２３】
上記熱硬化性ウレタン組成物に含まれるイソシアネート成分及びポリオール成分は、上記熱硬化性ウレタン組成物を所定の条件で硬化させる前に、予め反応させてプレポリマーとしておいてもよい。
【００２４】
上記エラストマー部材を得るための上記熱硬化性ウレタン組成物の成形方法は、特に限定されない。上記成形方法としては、例えば、常圧注型成形、減圧注型成形、遠心成形、連続回転成形、押出成形、射出成形、反応射出成形（ＲＩＭ）、スピンコーティング等が挙げられる。
これらのなかでは、遠心成形、連続回転成形が好ましい。
このようなエラストマー部材は、クーラントを使用する工作機械に好適に使用することができる。
【００２５】
＜工作機械用シール部材＞
本発明の実施形態に係るエラストマー部材は、支持部材と上記支持部材に一体化された弾性部材とからなる工作機械用シール部材において、上記弾性部材として好適に使用することができる。
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。
【００２６】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、工作機械用シール部材１０は、支持部材１１と弾性部材１２とを備える。
支持部材１１は、略矩形状の金属板の長手方向に沿って屈曲させた加工金属板からなる。
弾性部材１２は、支持部材１１の長手方向に沿って接着剤層１３を介して固定された板状の部材１２である。弾性部材１２は、上記エラストマー部材からなる。
工作機械用シール部材１０は、弾性部材１２のエッジ部１２ａが相手材に摺動可能に接触し、それにより、工作機械の所定の箇所を確実にシールすることができる。
【００２７】
支持部材１１は、通常、耐久性や強度の点からスチールやアルミニウム等の金属材料からなる。支持部材１１は、セラミックや剛性プラスチック等からなるものであってもよい。
支持部材１１としては、表面無処理の鋼板、リン酸亜鉛処理やクロメート処理、錆止め樹脂処理等の表面処理の施された鋼板、りん青銅やばね鋼などの弾性金属板を加工したものを使用することもできる。
支持部材１１は、接着剤層１３とのなじみ性を向上させるために、ウレタン系プライマー、シラン系プライマー等により予め表面処理が施されていてもよい。
また、支持部材１１の表面（特に接着剤層１３を介して弾性部材１２と接する領域）は、粗面化処理が施されていてもよい。これにより、支持部材１１と接着剤層１３との密着性をアンカー効果により向上させることができる。
【００２８】
弾性部材１２は、板状に成形された上記エラストマー部材からなる。弾性部材１２は、接着剤層１３を介して支持部材１１に固定されている。上記エラストマー部材については、既に説明した通りである。
弾性部材１２のＪＩＳ−Ａ硬さは、上述した通り、６７〜９０゜が好ましい。
【００２９】
弾性部材１２の反発弾性は、１０〜５０％が好ましい。
弾性部材１２は、例えば、工作機械側の接触面上を摺動する部材である。この場合、弾性部材１２は、上記接触面の表面凹凸に追随するための即応性と、摺動時に異音（ビビり音）を発生させない性能とが求められる。これら２つの性能は、トレードオフの関係にある性能であるが、弾性部材１２の反発弾性を上記範囲とすることにより、上記の２つの性能を両立することができる。上記反発弾性は、２０〜４０％がより好ましい。
上記反発弾性は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３１２に準拠して測定された値である。
【００３０】
接着剤層１３は、支持部材１１と弾性部材１２とを接合させる役割を有する。接着剤層１３は、弾性部材１２を支持部材１１に充分な接着力で接合させることができるものであれば特に限定されない。
接着剤層１３としては、例えば、ＥＶＡ系、ポリアミド系又はポリウレタン系のホットメルト接着剤や、硬化型接着剤等により形成されたもの、更には両面テープにより形成されたものなどが挙げられる。
【００３１】
接着剤層１３は、支持部材１１と弾性部材１２との接合強度に優れる点からウレタン系ホットメルト接着剤により形成されたものが好ましい。接着剤層１３は、特に、湿気硬化型ウレタン系ホットメルト接着剤により形成されたものが好ましい。
上記湿気硬化型ウレタン系ホットメルト接着剤により形成された接着剤層１３は、使用時に工作機械用シール部材１０が高温になった場合でも、溶融したり、軟化したりせず、安定した接着性を維持することができる。
【００３２】
上記湿気硬化型ウレタン系ホットメルト接着剤とは、溶融した状態で塗布、接着した後、弾性部材及び／又は支持部材の表面に付着する水分や、雰囲気の水分と反応して徐々に架橋反応が進行する接着剤であり、ウレタンプレポリマーを含むものである。
具体例としては、例えば、ウレタンプレポリマー（例えば、ポリカーボネート系ウレタンプレポリマー）３０〜５０重量％、熱可塑性樹脂０〜７０重量％、及び、粘着性付与剤０〜５０重量％からなる湿気硬化型ウレタン系ホットメルト接着剤等が挙げられる。
上記ウレタンプレポリマーは、分子中に２個以上のイソシアネート基を有し、雰囲気中の水分等と反応して硬化するものである。
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、飽和ポリエステル等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂は、上記湿気硬化型ウレタン系ホットメルト接着剤において、結晶性を与えることにより接着力を上げる役割と、１２０〜１４０℃程度の温度で塗布することができるようにする可塑剤の役割とを有する。上記熱可塑性樹脂は、上記湿気硬化型ウレタン系ホットメルト接着剤に優れた低温作業性を付与することができる。
【００３３】
上記湿気硬化型ウレタン系ホットメルト接着剤としては、市販品を使用することもできる。上記市販品としては、例えば、タイフォースＨ−８１０、タイフォースＨ−８５０、タイフォースＰＵＲ−１Ｓ、タイフォースＨ−９１０、タイフォースＦＨ−４４５、タイフォースＦＨ−３１５ＳＢ、タイフォースＦＨ−４３０、タイフォースＦＨ−００ＳＢ（いずれもＤＩＣ社製）、ＲＨＣ−１０１、５９２１（ノーテープ工業社製）、ハイボン４８３６Ｍ、ハイボン４８３６Ｓ、ハイボン４８３６Ｗ（日立化成ポリマー社製）等が挙げられる。
これらのなかでは、タイフォースＨ−８１０、タイフォースＨ−８５０が好ましい。
【００３４】
接着剤層１３の厚さは特に限定されないが、５０〜５００μｍが好ましい。
接着剤層１３がホットメルト接着剤からなる場合、その厚さは５０〜２００μｍが好ましい。５０μｍ未満では、充分な接着強度を確保することができないことがある。一方、２００μｍを超えると、ホットメルト接着剤の溶融に、温度と時間を過剰に要することがある。
【００３５】
工作機械用シール部材１０は、例えば、以下の方法により製造することができる。
（１）鋼板等を出発材料とし、所定のサイズに裁断した後、必要に応じて折り曲げ加工等を施し、支持部材１１を作製する。
（２）上記（１）における支持部材１１の作製とは別に、熱硬化性ウレタン組成物の硬化物からなるシート状のエラストマー部材を作製する。その後、得られたエラストマー部材を超音波カッター等を用いて所定のサイズに裁断し、弾性部材１２を作製する。
なお、エラストマー部材の成形方法は上述した通りである。
（３）支持部材１１及び弾性部材１２の少なくとも一方にアプリケータ等を用いて接着剤を塗布した後、両者を所定の位置で貼り合わせる。その後、必要に応じて加圧及び／又は養生する。
このような工程を経ることにより、工作機械用シール部材１０を製造することができる。
【００３６】
図１（ａ）及び（ｂ）に示す工作機械用シール部材１０において、弾性部材１２の形状は、断面が長方形の板状であるが、本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材において、上記弾性部材の形状はこのような形状に限定されない。上記弾性部材の形状は、例えば、上記エッジ部にＣ面取り又はＲ面取りが施された形状であってもよい。更に、上記弾性部材は、断面形状（長手方向に垂直な面の形状）がエッジ部に向かって連続的に又は断続的に先細りしていくような形状であってもよい。
【００３７】
本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材は、図２（ａ）及び（ｂ）に示したような工作機械用シール部材であってもよい。
図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材の別の一例を示す裏面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の側面図である。
【００３８】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、工作機械用シール部材２０は、板状の金属板からなる支持部材２１と、支持部材２１に一体成形された弾性部材２２とを備える。
弾性部材２２は、支持部材と接合される本体部２２Ａと、本体部２２Ａから延設され、相手材に接触するエッジ部２２ａを有するリップ部２２Ｂとからなる。
弾性部材２２は、上記エラストマー部材からなる。
工作機械用シール部材２０は、弾性部材２２のエッジ部２２ａが相手材と摺動可能に接触し、確実に工作機械の所定の箇所をシールすることができる。
このように、本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材は、支持部材と弾性部材とが接着剤層を介さずに一体化されていてもよい。
【００３９】
工作機械用シール部材２０において、支持部材２１の材質としては、上述した工作機械用シール部材１０における支持部材１１と同様、金属やセラミック、剛性プラスチック等を用いることができる。
工作機械用シール部材２０において、弾性部材２２は上記エラストマー部材であり、その好ましい物性は、上述した工作機械用シール部材１０における弾性部材１２と同様である。
なお、工作機械用シール部材２０において、支持部材２１と弾性部材２２との間には、プライマー層を介在させてもよい。これにより、支持部材２１と弾性部材２２との密着性をより向上させることができる。
【００４０】
工作機械用シール部材２０の作製は、金型内の所定の位置に支持部材２１を配置した後、未硬化の熱硬化性ウレタン組成物を注型し、所定の硬化条件で硬化させることにより行うことができる。
ここで、熱硬化性ウレタン組成物の硬化条件は上述した通りである。
【００４１】
本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材の形状は、図１（ａ）、（ｂ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示した形状に限定されない。上記工作機械用シール部材は、リップシール、スライドシール、テレスコシール、カバーシール等の従来の工作機械用シール部材と同様の形状を有するものであればよい。
【００４２】
本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材は、旋盤やマシニングセンター等の種々の工作機械において、工作機械の摺動個所や摺動機構等を切り粉やクーラント（切削油）から保護するためのシール部材（ワイパー部材）として使用することができる。具体的には、例えば、スライドシール、テレスコシール、カバーシール、リップシール等として使用することができる。
【００４３】
以下、本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材をテレスコシールとして使用する場合を例に、その使用例を説明する。図３は、本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材１０を取り付けたテレスコカバー１００の一部を模式的に示す断面図である。
図３に示すように、工作機械用シール部材１０は、テレスコカバー１００を構成する各カバー部材１５の外側先端部の下面に支持部材１１をボルト締め（図示せず）することで固定する。このとき、工作機械用シール部材１０は、下側に位置するカバー部材１５の外面１５ａと、弾性部材１２の端部とが確実に摺接する位置に取り付けられる。
なお、支持部材１１には、ボルト用の貫通孔（図示せず）を予め形成しておく。
このように各カバー部材１５の外側先端部に工作機械用シール部材１０を取り付けたテレスコカバー１００は、テレスコカバー１００の伸縮時にテレスコカバー１００の外側に存在する切り粉等がカバー内へ入り込むことを防止することができる。
勿論、本発明の実施形態に係る工作機械用シール部材の用途は、テレスコシールに限定されない。
【００４４】
本発明の実施形態に係るエラストマー部材は、工作機械用シール部材の弾性部材以外にも使用することができる。具体的には、例えば、工作機械が備える伝動ベルト等にも使用することができる。
工作機械では、種々の部材が伝動ベルトを用いて駆動するように構成されている。上記工作機械に用いられる伝動ベルトのなかには、クーラントに晒される位置に配置された伝動ベルトもある。このような伝動ベルトは、クーラントに晒されることによって劣化（膨潤する、又は、添加剤が溶出する）したり、場合によっては破断したりすることがある。これに対して、上記エラストマー部材を用いた伝動ベルトであれば、上述したクーラントによる劣化を抑制することができる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例によって本発明の実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【００４６】
（実施例１）
１１０℃に加温したＭＤＩ−ＰＥＡプレポリマー（三洋化成工業社製、商品名「サンプレンＰ−６８１４」）１００．００重量部に、１，４−ＢＤ（三菱化学社製）５．６０重量部と、ＴＭＰ（三菱ガス社製）０．７６重量部とを加えて撹拌混合してウレタン組成物を調製した。直後に得られたウレタン組成物を遠心成形機に投入し、金型温度１５０℃、架橋時間６０分間の条件で架橋させ、厚さ１．５ｍｍで円筒状の硬化物を成型した後、脱型した。その後、円筒状の硬化物の一か所を切断して板形に展開し、送風オーブン内にて１１０℃、２４時間の条件で後架橋を行い、ポリウレタン製原反シートを得た。
次に、上記原反シートを縦１２ｍｍ×横４９ｍｍにカットし、短冊状のウレタンシートとした。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、７０°であった。
なお、上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、ＪＩＳ  Ｋ  ７３１２に準拠し、厚さ１．５ｍｍのウレタンシートを１０枚重ねて測定した。【００４７】
（実施例２）
１，４−ＢＤの配合量を６．３６重量部に変更し、ＴＭＰの配合量を０．２０重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして短冊状のウレタンシートを得た。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、８０°であった。【００４８】
（実施例３）
１１０℃に加温したＭＤＩ−ＰＥＡプレポリマー（三洋化成工業社製、商品名「サンプレンＰ−６８１４」）１００．００重量部に、ＢＨＥＢ（三菱化学ファイン社製）１０．５０重量部と、１，４−ＢＤ（三菱化学社製）１．５９重量部とを加えて撹拌混合してウレタン組成物を調製した。直後に得られたウレタン組成物を遠心成形機に投入し、金型温度１５０℃、架橋時間６０分間の条件で架橋させ、厚さ１．５ｍｍで円筒状の硬化物を成型した後、脱型した。その後、円筒状の硬化物の一か所を切断して板形に展開し、送風オーブン内にて１１０℃、２４時間の条件で後架橋を行い、ポリウレタン製原反シートを得た。
次に、上記原反シートを縦１２ｍｍ×横４９ｍｍにカットし、短冊状のウレタンシートとした。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、９０°であった。【００４９】
（実施例４）
ＰＥＡ（住友バイエルウレタン社製、商品名「ブルコラン２０００ＭＭ」）１００．００重量部及びＮＤＩ（住友バイエルウレタン社製、商品名「デスモジュール１５」）１９．００重量部を１２５℃の真空反応槽で撹拌しつつ１５分間反応させてプレポリマーを得た。次に、得られたプレポリマーに、１，４−ＢＤ（三菱化学社製）２．５０重量部を加えて撹拌混合した後、遠心成形機に投入し、金型温度１３０℃、架橋時間６０分間の条件で架橋させ、厚さ１．５ｍｍで円筒状の硬化物を成型した後、脱型した。その後、円筒状の硬化物の一か所を切断して板形に展開し、送風オーブン内にて１１０℃、２４時間の条件で後架橋を行い、ポリウレタン製原反シートを得た。
次に、上記原反シートを縦１２ｍｍ×横４９ｍｍにカットし、短冊状のウレタンシートとした。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、８０°であった。【００５０】
（実施例５）
ＮＤＩの配合量を２５．００重量部に変更し、１，４−ＢＤの配合量を５．００重量部に変更した以外は、実施例４と同様にして短冊状のウレタンシートを得た。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、９０°であった。【００５１】
（実施例６）
ＮＤＩの配合量を４０．００重量部に変更し、１，４−ＢＤの配合量を１１．００重量部に変更した以外は、実施例４と同様にして短冊状のウレタンシートを得た。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、９６°であった。【００５２】
（実施例７）
１，４−ＢＤの配合量を４．５８重量部に変更し、ＴＭＰの配合量を１．７９重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして短冊状のウレタンシートを得た。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、６７°であった。【００５３】
実施例１〜７で作製したウレタンシートについて、配合物及びＪＩＳ−Ａ硬さを表１に示した。【００５４】
【表１】
2017073405.tif 000002
【００５５】
（比較例１）
ＮＢＲ（日本ゼオン社製、商品名「ニッポール１０３１」）１００．００重量部、フタル酸ビス（２−エチルへキシル）（三菱化学社製）５．００重量部、カーボンブラック（東海カーボン社製、商品名「ＩＳＡＦ」）８４．００重量部、酸化亜鉛（日本化学工業社製、商品名「酸化亜鉛」）５．００重量部、酸化亜鉛（井上石灰工業社製、商品名「メタＺＬ−５０」）５．００重量部、及び、硫黄（細井化学工業社製、商品名「オイルサルファー」）０．４０重量部をゴム混練機にて混練時の到達温度１３５℃になるまで約１２０秒間混練した後、得られた混合物を下記の方法で成形し、その後、裁断して実施例１と同サイズの短冊状のゴムシートを得た。上記ゴムシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、８０°であった。
成形方法としては、混錬後の生ゴムをカレンダー圧延機にて１．６ｍｍ厚さの生ゴムシートに加工し、１．５ｍｍ厚さ×４００ｍｍ×１００ｍｍ面積のプレス金型内に上記生ゴムシートをセットした後、１３０℃にて３０分間プレス架橋し、ゴム架橋シートを得る方法を採用した。【００５６】
（比較例２）
水素化ＮＢＲ（日本ゼオン社製、商品名「ゼットポール２０２１」）１００．００重量部、有機過酸化物（日油社製、商品名「ペロキシモンＦ４０」）６．００重量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート（精工化学社製、商品名「ハイクロスＭ」）３．００重量部、ステアリン酸亜鉛（川村化成工業社製、商品名「ステアリン酸」）１．００重量部、カーボンブラック（昭和キャボット社製、商品名「ＩＰ２００」）６０．００重量部、及び、酸化亜鉛（日本化学工業社製、商品名「酸化亜鉛」）１０．００重量部をゴム混練機にて混練時の到達温度１３５℃になるまで約１２０秒間混練した後、得られた混合物を下記の方法で成形し、その後、裁断して実施例１と同サイズの短冊状のゴムシートを得た。上記ゴムシートのＪＩＳ−Ａ硬さは８０°であった。
成形方法は、混錬後の生ゴムをカレンダー圧延機にて１．６ｍｍ厚さの生ゴムシートに加工し、１．５ｍｍ厚さ×４００ｍｍ×１００ｍｍ面積のプレス金型内に上記生ゴムシートをセットした後、１３０℃にて３０分間プレス架橋し、ゴム架橋シートを得る方法を採用した。【００５７】
（比較例３）
ＥＰＤＭ（三井化学社製、商品名「ＥＰＴ４０４５Ｍ」）１００．００重量部、ジエチレングリコール（三菱化学社製）３．００重量部、エチレングリコール（共栄社化学社製、「ライトエステルＥＧ」）３．００重量部、パラフィンオイル（出光興産社製、商品名「パラフィンオイルＨ」）５．００重量部、シリカ（東ソー社製、商品名「ニップシールＶＮ３」）５０．００重量部、酸化亜鉛（日本化学工業社製）５．００重量部、及び、酸化チタン（堺化学工業社製）５．００重量部をゴム混練機にて混練時の到達温度１５５℃になるまで約１８０秒間混練した後、得られた混合物を下記の方法で成形し、その後、裁断して実施例１と同サイズの短冊状のゴムシートを得た。上記ゴムシートのＪＩＳ−Ａ硬さは７０°であった。
成形方法は、混錬後の生ゴムをカレンダー圧延機にて１．６ｍｍ厚さの生ゴムシートに加工し、１．５ｍｍ厚さ×６００ｍｍ×１００ｍｍ面積のプレス金型内に上記生ゴムシートをセットした後、１６０℃にて３０分間プレス架橋し、ゴム架橋シートを得る方法を採用した。【００５８】
（比較例４）
ＭＤＩ−ＰＣＬ系熱可塑性ポリウレタン（日本ミラクトラン社製、商品名「Ｅ５９５ＰＮＡＴ」）を下記の方法で成形した後、裁断し、実施例１と同サイズの短冊状のウレタンシートを得た。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、９３°であった。
成形は、射出幅２００ｍｍのＴダイを使用した押し出し機を使用し、厚さ１．５ｍｍ、幅２００ｍｍのシートを押出成形することにより行った。このとき、ダイの温度は１９０℃とした。【００５９】
（比較例５）
１１０℃に加温したＭＤＩ−ＰＴＭＧプレポリマー（東ソー社製、商品名「コロネート４３６２」）１００．００重量部に、１，４−ＢＤ（三菱化学社製）４．４１重量部と、ＴＭＰ（三菱ガス社製）１．１０重量部とを加えて撹拌混合してウレタン組成物を調製した。直後に得られたウレタン組成物を遠心成形機に投入し、金型温度１５０℃、架橋時間６０分間の条件で架橋させ、厚さ１．５ｍｍで円筒状の硬化物を成型した後、脱型した。その後、円筒状の硬化物の一か所を切断して板形に展開し、送風オーブン内にて１１０℃、２４時間の条件で後架橋を行い、ポリウレタン製原反シートを得た。
次に、上記原反シートを縦１２ｍｍ×横４９ｍｍにカットし、短冊状のウレタンシートとした。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、７０°であった。【００６０】
（比較例６）
１１０℃に加温したＭＤＩ−ＰＣＬプレポリマー（三洋化成工業社製、商品名「サンプレンＰ−６９０３」）１００．００重量部に、１，４−ＢＤ（三菱化学社製）６．１７重量部と、ＴＭＰ（三菱ガス社製）１．５４重量部とを加えて撹拌混合してウレタン組成物を調製した。直後に得られたウレタン組成物を遠心成形機に投入し、金型温度１５０℃、架橋時間６０分間の条件で架橋させ、厚さ１．５ｍｍで円筒状の硬化物を成型した後、脱型した。その後、円筒状の硬化物の一か所を切断して板形に展開し、送風オーブン内にて１１０℃、２４時間の条件で後架橋を行い、ポリウレタン製原反シートを得た。
次に、上記原反シートを縦１２ｍｍ×横４９ｍｍにカットし、短冊状のウレタンシートとした。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、７７°であった。【００６１】
（比較例７）
ＤＥＧ−ＰＥＳ（東ソー社製、商品名「ニッポラン４７０６」）１００．００重量部及びカルボジイミド変性ＭＤＩ（三井化学社製、商品名「タケネートＬＳＩ−１４Ｐ」）２２．２０重量部をアジテータにて混合した。次に、得られた混合物に、ＢＨＥＢ（三菱化学ファイン社製）６．７０重量部と、及びＴＭＰ（三菱ガス化学社製）０．５０重量部とを加えて撹拌混合してウレタン組成物を調製した。続いて、得られたウレタン組成物を遠心成形機に投入し、金型温度１５０℃、架橋時間６０分間の条件で架橋させ、厚さ１．５ｍｍで円筒状の硬化物を成型した後、脱型した。その後、円筒状の硬化物の一か所を切断して板形に展開し、送風オーブン内にて１１０℃、２４時間の条件で後架橋を行い、ポリウレタン製原反シートを得た。
次に、上記原反シートを縦１２ｍｍ×横４９ｍｍにカットし、短冊状のウレタンシートとした。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、６７°であった。【００６２】
（比較例８）
カルボジイミド変性ＭＤＩの配合量を３２．２０重量部に変更し、ＢＨＥＢの配合量を１３．００重量部に変更した以外は比較例７と同様にして短冊状のウレタンシートを得た。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、８５°であった。【００６３】
（比較例９）
１，４−ＢＤの配合量を３．８２重量部に変更し、ＴＭＰの配合量を２．５４重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして短冊状のウレタンシートを得た。上記ウレタンシートのＪＩＳ−Ａ硬さは、６５°であった。【００６４】
比較例１〜９で作製したゴムシート及びウレタンシートについて、配合物及びＪＩＳ−Ａ硬さを表２に示した。【００６５】
【表２】
2017073405.tif 000003
【００６６】
［耐クーラント性の評価］
実施例及び比較例で作製したシート（ウレタンシート又はゴムシート）について、クーラントに対する耐久性を評価した。
ここでは、下記の３種類のクーラントを使用し、これらに対する耐久性を評価した。
クーラントＡ（油系）：商品名「ダフニーマーグプラスＭＰ１０」（出光興産社製）
クーラントＢ（水系）：商品名「クリアカット  Ｒ−Ｈ−１Ｋ」（ネオス社製）の１０倍希釈品
クーラントＣ（水系）：商品名「ネオクール  Ｂｉｏ−６０Ｅ」（モレスコ社製）の１０倍希釈品【００６７】
（評価方法）
実施例及び比較例で作製したシートを上記クーラントＡ〜Ｃのそれぞれに所定時間（０時間、７２時間、５２０時間）浸漬し、浸漬時におけるシートの重量増加率（％）を算出した。
ここで、０時間の浸漬では、シートをクーラントに浸漬し、その直後にシートを引き上げた。また、クーラントＡ〜Ｃは、それぞれ室温及び５０℃のクーラントと使用した。また、重量の測定は、クーラントからシートを引き上げて素早くクーラントを紙ウェスにて拭き取った後に行った。
結果を表３、４及び図４（ａ）〜図６（ｂ）に示した。【００６８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、いずれも上記シートをクーラントＡ（５０℃）に浸漬した際の浸漬時間と重量増加率を示すグラフである。図４（ａ）には実施例１〜７の評価結果を示した。図４（ｂ）には比較例１〜９の評価結果を示した。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、いずれも上記シートをクーラントＢ（５０℃）に浸漬した際の浸漬時間と重量増加率を示すグラフである。図５（ａ）には実施例１〜７の評価結果を示した。図５（ｂ）には比較例１〜９の評価結果を示した。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、いずれも上記シートをクーラントＣ（５０℃）に浸漬した際の浸漬時間と重量増加率を示すグラフである。図６（ａ）には実施例１〜７の評価結果を示した。図６（ｂ）には比較例１、２の評価結果を示した。【００６９】
次に、上記重量増加率に基づいて、実施例及び比較例で作製したシートを、下記の基準で「良好」、「膨潤」及び「溶出」に区分けした。結果を表３、４に示した。【００７０】
良好：重量増加率が−５〜＋５％である。
膨潤：重量増加率が５％より大きい。
溶出：重量減少率が５％より大きい（重量増加率＜−５％）。【００７１】
また、耐クーラント性の１つの指標として、「５２０ｈにおける重量増加率（％）／７２ｈにおける重量増加率（％）」を算出した。結果を表３、４に示した。この指標によっても上記シートの耐クーラントを評価することができる。この指標では、算出値が１．０に近いほど耐クーラント性が良好であることを意味する。【００７２】
【表３】
2017073405.tif 000004
【００７３】
【表４】
2017073405.tif 000005
【００７４】
表３、４及び図４（ａ）〜図６（ｂ）に示したように、ポリオール成分がポリエチレンアジペートエステルポリオール（ＰＥＡ）であり、ＪＩＳ−Ａ硬さが６７°以上である実施例１〜７のエラストマー部材は、不水溶性切削油及び水溶性切削油のいずれのクーラントに対しても耐クーラント性が良好であった。これに対して、比較例１〜９のエラストマー部材（又はゴム部材）は、いずれかのクーラントにより、膨潤又は溶出が認められた。【００７５】
［実機評価］
実施例２のウレタンシート、及び、比較例１のゴムシートのそれぞれと同様の組成のエラストマー部材（ゴム部材）を弾性部材とする工作機械用シール部材を作製した。
具体的には、実施例２のウレタンシートについては、まず、架橋後のシートを２０ｍｍ×６００ｍｍに裁断し、厚さ１．２ｍｍ、長さ９００ｍｍの金属製支持体と接着させた。その後、必要な長さ及び角度に端部をカットし、取付け用穴を開けて、シール部材とした。
一方、比較例１のゴムシートについては、まず、１５０℃に加熱したリップシール形状の金型（約２ｍｍ厚さ×３２ｍｍ幅×１２００ｍｍ長さ）内に生ゴムシートと金属製支持体をセットし、３０分間加圧加温することによりプレス架橋させ、ゴムと支持体の一体成型物を得た。その後、必要な長さ及び角度に端部をカットし、取付け穴を開けてシール部材とした。【００７６】
得られた工作機械用シール部材をＣＮＣ旋盤（ＤＭＧ森精機社製  ＮＬＸ３０００）にリップシールとして取り付け（取り付け時の先端押し込み量：３ｍｍ）、８００時間稼働させた。稼働前後に工作機械用シール部材のエッジ部を観察した。結果を図７、８に示した。
図７は、実施例２のウレタンシートを弾性部材として備えた工作機械用シール部材を使用した際のエッジ部の状態を撮影した写真（左側）及び模式図（右側）であり、上段が稼働前、下段が稼働後である。
図８は、比較例１のゴムシートを弾性部材として備えた工作機械用シール部材を使用した際のエッジ部の状態を撮影した写真（左側）及び模式図（右側）であり、上段が稼働前、下段が稼働後である。【００７７】
実施例２のウレタンシートと同様の組成のエラストマー部材を弾性部材とする工作機械用シール部材は、図８に示したように、わずかに摩耗しているだけであった。これに対して、比較例１のゴムシートと同様の組成のゴム部材を弾性部材とする工作機械用シール部材は、図９に示したように、大きく摩耗（約１ｍｍ）していた。これらのことから、ポリオール成分としてＰＥＡを用いたエラストマー部材（弾性部材）は、耐久性に優れることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００７８】
１０、２０  工作機械用シール部材
１１、２１  支持部材
１２、２２  弾性部材
１２ａ、２２ａ  エッジ部
１３  接着剤層
１５  カバー部材
２２Ａ  本体部
２２Ｂ  リップ部
１００  テレスコカバー
【図１】
2017073405.tif 000006
【図２】
2017073405.tif 000007
【図３】
2017073405.tif 000008
【図４】
2017073405.tif 000009
【図５】
2017073405.tif 000010
【図６】
2017073405.tif 000011
【図７】
2017073405.tif 000012
【図８】
2017073405.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月15日(2017.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性ポリウレタン組成物の硬化物からなり、
前記熱硬化性ポリウレタン組成物は、ポリオール成分、イソシアネート成分及び架橋剤を含有し、
前記ポリオール成分がポリエチレンアジペートエステルポリオール（ＰＥＡ）であり、
前記イソシアネート成分が芳香族イソシアネートであり、
ＪＩＳ−Ａ硬さが６７°以上であり、
工作機械に用いられること特徴とするエラストマー部材。
【請求項２】
支持部材と、前記支持部材に一体化された弾性部材とからなる工作機械用シール部材であって、
前記弾性部材が、請求項１に記載のエラストマー部材からなることを特徴とする工作機械用シール部材。
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月6日(2017.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性ポリウレタン組成物の硬化物からなり、
前記熱硬化性ポリウレタン組成物は、ポリオール成分、イソシアネート成分及び架橋剤を含有し、
前記ポリオール成分がポリエチレンアジペートエステルポリオール（ＰＥＡ）であり、
前記イソシアネート成分が芳香族イソシアネートであり、
ＪＩＳ−Ａ硬さが６７°以上であり、
工作機械におけるクーラントに晒される部材に用いられること特徴とするエラストマー部材。
【請求項２】
支持部材と、前記支持部材に一体化された弾性部材とからなり、前記弾性部材がクーラントに晒される工作機械用シール部材であって、
前記弾性部材が、請求項１に記載のエラストマー部材からなることを特徴とする工作機械用シール部材。
【国際調査報告】
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2017073405.tif 000015
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