(57)【要約】【課題】高温環境でのクリープ性能に優れるガスケットを提供する。【解決手段】本発明にかかるガスケットは、ポリテトラフルオロエチレン、アラミド繊維、及び、カオリンを成分とする混合物を素材とする。ポリテトラフルオロエチレン、アラミド繊維、及び、カオリンが混合物中で分散している。混合物におけるポリテトラフルオロエチレンの割合が１５質量％以上３０質量％以下である。混合物におけるアラミド繊維の割合が５質量％以上２５質量％以下である。混合物におけるカオリンの割合が４５質量％以上８０質量％以下である。【選択図】図１
2014040887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリテトラフルオロエチレン、アラミド繊維、及び、カオリンを成分とする混合物を素材とするガスケットであって、
前記ポリテトラフルオロエチレン、前記アラミド繊維、及び、前記カオリンが前記混合物中で分散していることを特徴とするガスケット。
【請求項２】
前記混合物における前記ポリテトラフルオロエチレンの割合が１５質量％以上３０質量％以下であり、
前記混合物における前記アラミド繊維の割合が５質量％以上２５質量％以下であり、
前記混合物における前記カオリンの割合が４５質量％以上８０質量％以下であり、
前記ポリテトラフルオロエチレンの質量％と前記アラミド繊維の質量％と前記カオリンの質量％との合計が１００質量％以下であることを特徴とする請求項１記載のガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、発泡樹脂組成物を用いたガスケットを開示する。その発泡樹脂組成物は、ポリテトラフルオロエチレンのフィブリル５〜６５質量％及び無機質充填材３５〜９５質量％を含む。その発泡樹脂組成物中でポリテトラフルオロエチレンのフィブリルが互いに絡まるかそれら同士が結合することにより三次元網目構造が形成されている。その三次元網目構造の網目間に無機質充填材が概ね均一に分散している。その発泡樹脂組成物の比重は１．０未満である。特許文献１に開示されたガスケットは、耐熱性、耐薬品性、耐クリープ性が高く、シール性に優れ、かつ、成形性が良好となる。なお、以下の説明では、ポリテトラフルオロエチレンを「ＰＴＦＥ」と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６１７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたガスケットには、高温環境でのクリープ性能が乏しいという問題がある。２００℃（４７３．１５ケルビン）を超える蒸気などをシールするために特許文献１に開示されたガスケットが使用された場合、蒸気の圧力によってそのガスケットが拡がってしまうことがある。ガスケットが拡がってしまうと蒸気をシールすることができなくなる。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたものである。本発明の目的は、高温環境でのクリープ性能に優れるガスケットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような状況下、本発明者らは、ガスケットについて鋭意検討した結果、以下の本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、下記［１］〜［２］が提供される。
［１］ポリテトラフルオロエチレン、アラミド繊維、及び、カオリンを成分とする混合物を素材とするガスケットであって、
前記ポリテトラフルオロエチレン、前記アラミド繊維、及び、前記カオリンが前記混合物中で分散していることを特徴とするガスケット。
［２］前記混合物における前記ポリテトラフルオロエチレンの割合が１５質量％以上３０質量％以下であり、
前記混合物における前記アラミド繊維の割合が５質量％以上２５質量％以下であり、
前記混合物における前記カオリンの割合が４５質量％以上８０質量％以下であり、
前記ポリテトラフルオロエチレンの質量％と前記アラミド繊維の質量％と前記カオリンの質量％との合計が１００質量％以下であることを特徴とする［１］記載のガスケット。
【発明の効果】
【０００８】
本発明で得られたガスケットは高温環境でのクリープ性能に優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガスシール試験の合否を示す図である。
【図２】簡易蒸気試験装置の構成を示す図である。
【図３】簡易蒸気試験の合否を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明にかかるガスケットは、次に述べる混合物を素材とする。その混合物は、ＰＴＦＥ、アラミド繊維、及び、カオリンを成分とする。この混合物中において、ＰＴＦＥ、アラミド繊維、及び、カオリンは分散している。ＰＴＦＥ、アラミド繊維、及び、カオリン具体的な分散形態は特に限定されない。例えば、ＰＴＦＥ、アラミド繊維、及び、カオリンは、この混合物中において均一に分散していてもよい。この混合物が、ＰＴＦＥ、アラミド繊維、及び、カオリン以外の成分を含んでいてよいことは言うまでもない。
【００１１】
この混合物において、ＰＴＦＥの割合は１５質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。この混合物において、アラミド繊維の割合は５質量％以上２５質量％以下であることが好ましい。この混合物において、カオリンの割合は４５質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。ただし、ＰＴＦＥの質量％とアラミド繊維の質量％とカオリンの質量％との合計は１００質量％以下である。
【００１２】
本発明にかかるガスケットの製造方法は特に限定されない。その製造方法の一例は抄造法である。抄造法とは、スラリー状の混合物を網上に少なくとも一層すき上げ、その網の下部からその混合物を脱水し、さらにその混合物を加圧することによりその混合物のシートを形成し、その混合物のシートからガスケットを切り抜く方法のことである。この混合物が、ＰＴＦＥ、アラミド繊維、及び、カオリンを成分とする。本発明にかかるガスケットが抄造法によって製造される場合、混合物の成分は水を媒体として混ざる。混合物の成分が水を媒体として混ざると、ＰＴＦＥが満遍なくアラミド繊維に絡みつきやすくなる。
【００１３】
スラリー状の混合物の製造にあたっての、ポリテトラフルオロエチレンと、アラミド繊維と、カオリンとの具体的な形態は特に限定されない。例えば、本発明において、水中に分散している状態のＰＴＦＥの微粒子を混合物の原料とすることができる。なお、以下の説明ではこの微粒子を「ＰＴＦＥディスパージョン」と称する。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明にかかるガスケットの実施例とそのガスケットに対する試験の結果とを説明する。
【００１５】
［実施例１］
まず、水１０００ｇとアラミド繊維（帝人テクノプロダクト社製トワロン（登録商標）３０９１）５．６ｇとカオリン（白石カルシウム社製ハードトップ（登録商標）クレー）２６．３ｇとを家庭用ミキサーで１分間撹絆する。家庭用ミキサーで撹拌された液はプラスチック製バケツに投入される。撹拌と投入とが３回繰り返された後、そのプラスチック製バケツ内の液に水１２０００ｇが加えられる。水１２０００ｇが加えられた液に、ＰＴＦＥディスパージョン（三井デュポン社製３４ＪＲ）が２８．１ｇ（ＰＴＦＥ固形分１６．８６ｇ）投入される。投入の際、プラスチック製バケツ内の液は柄杓で撹拌されている。ＰＴＦＥディスパージョンの投入が完了すると、その液に硫酸アルミニウム１％溶液が１００ｇ投入される。硫酸アルミニウム投入の際もプラスチック製バケツ内の液は柄杓で撹拌されている。硫酸アルミニウム投入によりＰＴＦＥはアラミド繊維に定着する。ＰＴＦＥの定着が完了した液が本実施例における「スラリー状の混合物」である。次に、標準角形シートマシン（東洋精機製・シートサイズ２５０×２００ｍｍ）にそのスラリー状の混合物が投入される。その混合物は標準角形シートマシンによって脱水される。これにより、水分が含まれた混合物のシートが得られる。この混合物において、ＰＴＦＥの割合は１５質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は１５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は７０質量％である。この混合物のシートは蘆紙で挟まれプレスされる。プレスされたシートは乾燥させられる。乾燥が完了した後、そのシートから環状のガスケットが切り抜かれる。ガスケットの厚さは１．５ｍｍであった。ガスケットの密度は１．５ｇ／ｃｍ３であった。
【００１６】
［実施例２］
カオリンが２０．７ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が５６．２ｇ（ＰＴＦＥ固形分３３．７２ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この実施例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は３０質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は１５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は５５質量％である。本実施例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。これは混合物の脱水時に水分を含んだシートの空隙の量を制御したためである。
【００１７】
［実施例３］
カオリンが３０．１ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が１．９ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることとを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この実施例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は１５質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は８０質量％である。本実施例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００１８】
［実施例４］
カオリンが２４．４ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が１．９ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が５６．２ｇ（ＰＴＦＥ固形分３３．７２ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この実施例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は３０質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は６５質量％である。本実施例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００１９】
［実施例５］
カオリンが２２．５ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が３．７ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が５６．２ｇ（ＰＴＦＥ固形分３３．７２ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この実施例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は３０質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は１０質量％である。この混合物において、カオリンの割合は６０質量％である。本実施例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００２０】
［実施例６］
カオリンが２４．４ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が７．５ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることとを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この実施例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は１５質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は２０質量％である。この混合物において、カオリンの割合は６５質量％である。本実施例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００２１】
［実施例７］
カオリンが２２．５ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が９．３ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることとを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この実施例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は１５質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は２５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は６０質量％である。本実施例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００２２】
［実施例８］
カオリンが１６．９ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が９．３ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が５６．２ｇ（ＰＴＦＥ固形分３３．７２ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この実施例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は３０質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は２５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は４５質量％である。本実施例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００２３】
［比較例１］
カオリンが２８．２ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が１８．７ｇ（ＰＴＦＥ固形分１１．２４ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この比較例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は１０質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は１５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は７５質量％である。本比較例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００２４】
［比較例２］
カオリンが１８．８ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が１１．２ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が３７．５ｇ（ＰＴＦＥ固形分２２．４８ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この比較例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は２０質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は３０質量％である。この混合物において、カオリンの割合は５０質量％である。本比較例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００２５】
［比較例３］
カオリンが１５．０ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が９．３ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が６５．６ｇ（ＰＴＦＥ固形分３９．３４ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この比較例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は３５質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は２５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は４０質量％である。本比較例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００２６】
［比較例４］
カオリンが３３．８ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が１．９ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が９．４ｇ（ＰＴＦＥ固形分５．６２ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この比較例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は５質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は９０質量％である。本比較例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００２７】
［比較例５］
カオリンが２０．７ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が１．９ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が７４．９ｇ（ＰＴＦＥ固形分４４．９６ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この比較例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は４０質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は５５質量％である。本比較例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００２８】
［比較例６］
カオリンが２０．７ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が３．７ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が６５．６ｇ（ＰＴＦＥ固形分３９．３４ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この比較例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は３５質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は１０質量％である。この混合物において、カオリンの割合は５５質量％である。本比較例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００２９】
［比較例７］
カオリンが１８．８ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が６５．６ｇ（ＰＴＦＥ固形分３９．３４ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この比較例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は３５質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は１５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は５０質量％である。本比較例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００３０】
［比較例８］
アラミド繊維が７．５ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が１８．７ｇ（ＰＴＦＥ固形分１１．２４ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この比較例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は１０質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は２０質量％である。この混合物において、カオリンの割合は７０質量％である。本比較例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００３１】
［比較例９］
カオリンが２４．４ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が９．３ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が１８．７ｇ（ＰＴＦＥ固形分１１．２４ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この比較例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は１０質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は２５質量％である。この混合物において、カオリンの割合は６５質量％である。本比較例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００３２】
［比較例１０］
カオリンが１６．９ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、アラミド繊維が１１．２ｇずつ家庭用ミキサーで撹拌されることと、ＰＴＦＥディスパージョンの投入量が４６．８ｇ（ＰＴＦＥ固形分２８．１０ｇ）であったことを除けば、本実施例の内容は実施例１と同様である。この比較例で用いられた混合物において、ＰＴＦＥの割合は２５質量％である。この混合物において、アラミド繊維の割合は３０質量％である。この混合物において、カオリンの割合は４５質量％である。本比較例において得られたガスケットの厚さ及び密度は実施例１と同様である。
【００３３】
［ガスシール試験］
日本工業規格の一種である「ＪＩＳ  Ｒ３４５３」の「解説表４」に示されている方法に準じたガスシール試験を行った。すなわち、まず実施例１ないし実施例８と比較例１ないし比較例１０とにおいて得られたガスケットを個別に所定の面圧で加圧し、３分間保持した。その後、窒素ガスをガスケット中心の空間に供給し、５分間保持後、窒素ガスの漏洩量を石鹸膜移動法により測定した。窒素ガスの漏洩量が毎分０．１μｍ３（毎分０．１ｃｃ）以下のガスケットを合格とした。漏洩量が毎分０．１μｍ３を超えるガスケットを不合格とした。図１に、ガスケットごとのガスシール試験の合否が示される。実施例１ないし実施例８で得られたガスケット、比較例３で得られたガスケット、比較例５ないし比較例７で得られたガスケット、及び、比較例１０で得られたガスケットが合格であった。
【００３４】
［簡易蒸気試験］
図２に簡易蒸気試験装置の構成が示される。簡易蒸気試験装置は、フランジつき容器１０と、プレート１２と、ボルト１４と、ナット１６とを備える。フランジつき容器１０の容器本体２０には水３０が入れられる。プレート１２とフランジつき容器１０のフランジ２２とは、ボルト１４とナット１６とによって締め付けられる。フランジ２２とプレート１２との間に実施例１ないし実施例８と比較例１ないし比較例１０とにおいて得られたガスケット４０が挟まれる。簡易蒸気試験は以下の手順で実施される。まず、容器本体２０に２２５ｇの水３０が入れられる。次に試験対象のガスケット４０がフランジ２２とプレート１２との間に挟まれる。次にフランジ２２とプレート１２とが締め付けられる。フランジ２２とプレート１２との締め付けは、ボルト１４とナット１６とがトルク１２０Ｎ・ｍで締め付けられることによる。ボルト１４とナット１６とがトルク１２０Ｎ・ｍで締め付けられることにより、試験対象のガスケット４０には４０Ｎ／ｍｍ２の圧力がかかる。ボルト１４とナット１６とが締め付けられたら、簡易蒸気試験装置は電気炉に収容される。電気炉の炉内温度は予め２８０℃（５５３．１５ケルビン）となっている。その後、３６時間加熱と２時間冷却とのサイクルが５サイクル繰り返される。その後、フランジ２２及びプレート１２からボルト１４とナット１６とが取り外され、フランジつき容器１０内の水３０の残量が測定される。残量が測定されたら、その残量に基づいて加熱と冷却との間における蒸気漏洩量が算出される。また、ガスケット４０が破裂しているか否かが判断される。蒸気漏洩量が毎分１ｇ以下、かつ、ガスケット４０が破裂していなければ合格と判断された。加熱と冷却とを繰り返している期間１分間あたりの蒸気漏洩量が１ｇを超えた場合、又は、ガスケット４０が破裂した場合は不合格と判断された。図３にガスケット４０ごとの合否が示される。実施例１ないし実施例８で得られたガスケット４０が合格であった。比較例１ないし比較例１０で得られたガスケット４０が不合格であった。
【００３５】
［実施例にかかる効果の説明］
以上述べたように、本実施例にかかるガスケットは、常温で窒素ガスの漏れを抑えることができる。しかも、本実施例にかかるガスケットは、３６時間加熱と２時間冷却とのサイクルが５サイクル繰り返された後も、蒸気の漏れを抑えることができる。したがって、本実施例にかかるガスケットは高温環境でのクリープ性能に優れている。
【符号の説明】
【００３６】
１０      ：フランジつき容器
１２      ：プレート
１４      ：ボルト
１６      ：ナット
２０      ：容器本体
２２      ：フランジ
３０      ：水
４０      ：ガスケット
【図１】
2014040887.tif 000003
【図２】
2014040887.tif 000004
【図３】
2014040887.tif 000005