(57)【要約】【課題】圧縮したときの圧縮率が高く、シール性に優れ、例えば、配管同士の接続部における配管用シール材などとして好適に使用することができる配管シール用フッ素樹脂製ガスケットを提供すること。【解決手段】配管同士の接続部をシールするために用いられるガスケットであって、フッ素樹脂および充填材を含有し、当該充填材として平均粒子径が３０〜１５０μｍの充填材が用いられ、当該充填材の含有率が５〜６０質量％であることを特徴とする配管シール用フッ素樹脂製ガスケット。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管同士の接続部をシールするために用いられるガスケットであって、フッ素樹脂および充填材を含有し、当該充填材として平均粒子径が３０〜１５０μｍの充填材が用いられ、当該充填材の含有率が５〜６０質量％であることを特徴とする配管シール用フッ素樹脂製ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管シール用フッ素樹脂製ガスケットに関する。さらに詳しくは、例えば、配管同士の接続部における配管用シール材などとして好適に使用することができる配管シール用フッ素樹脂製ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、配管用シール材には、フッ素樹脂製ガスケット、メタルジャケットガスケット、うず巻形ガスケットなどのガスケットが用いられている。ガスケットを配管の際に取り付けて締め付ける際には、フランジが平滑でないことがよくある。なかでも特にグラスライニングフランジは、繰り返して焼結加工が施されているため、フランジのうねりが大きいことから、このフランジのうねりは、ガスケットで吸収させる必要がある。ガスケットは、フランジのうねりを吸収させるためには柔らかいシートであることが好ましいが、その半面、柔らかくなるにしたがって機械的強度が低下するようになる。
【０００３】
そこで、フッ素樹脂の充填率が低く充填材の充填率が高い場合であっても高い応力緩和性と高い気密性（シール性能）とが両立した充填材入りフッ素樹脂シートとして、例えば、黒鉛、カーボンブラックなどの炭素系充填材、タルクなどの無機系充填材、樹脂粉体、炭素繊維などの繊維材などの充填材が配合された充填材入りフッ素樹脂シートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前記フッ素樹脂シートは、高い応力緩和性および高い気密性を有するが、圧縮率が小さいため、フランジとガスケットとの間に隙間が生じ、当該間隙から配管内の気体や液体が漏洩するおそれがある。
【０００５】
したがって、近年、圧縮したときの圧縮率が高く、シール性に優れた配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５３５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、圧縮したときの圧縮率が高く、シール性に優れた配管シール用フッ素樹脂製ガスケットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、配管同士の接続部をシールするために用いられるガスケットであって、フッ素樹脂および充填材を含有し、当該充填材として平均粒子径が３０〜１５０μｍの充填材が用いられ、当該充填材の含有率が５〜６０質量％であることを特徴とする配管シール用フッ素樹脂製ガスケットに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧縮したときの圧縮率が高く、シール性に優れた配管シール用フッ素樹脂製ガスケットが提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、前記したように、配管同士の接続部をシールするために用いられるガスケットであり、フッ素樹脂および充填材を含有し、当該充填材として平均粒子径が３０〜１５０μｍの充填材が用いられ、当該充填材の含有率が５〜６０質量％であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、例えば、フッ素樹脂および充填材を含有するガスケット形成用樹脂組成物をシート状に成形することによって製造することができる。
【００１２】
本発明に用いられるガスケット形成用樹脂組成物は、フッ素樹脂および充填材を含有するものである。
【００１３】
フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのフッ素樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらのフッ素樹脂のなかでは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、成形性および加工性の観点から好ましい。
【００１４】
フッ素樹脂は、粉末状のものであってもよく、あるいはフッ素樹脂粉末を溶媒に分散させた分散液であってもよい。フッ素樹脂粉末の分散液は、充填材を容易に均一に分散させることができるという利点がある。
【００１５】
本発明においては、充填材として、平均粒子径が３０〜１５０μｍの充填材が用いられる。
【００１６】
充填材は、無機充填材と有機充填材とに大別することができる。無機充填材および有機充填材は、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。
【００１７】
無機充填材としては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、炭化珪素粒子、窒化硅素粒子、窒化硼素粒子、珪酸カルシウム粒子、珪酸アルミニウム粒子、硫酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、炭酸マグネシウム粒子、ガラス粒子、金属粒子などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの無機充填材は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００１８】
有機充填材としては、例えば、ポリエステル系樹脂粒子、ポリアミド系樹脂粒子、アクリル樹脂系樹脂粒子、ポリスチレン系樹脂粒子、塩化ビニル樹脂系樹脂粒子、酢酸ビニル樹脂系樹脂粒子、フェノール樹脂系樹脂粒子、エポキシ樹脂系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子などの樹脂粒子などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの有機充填材は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００１９】
充填材の平均粒子径は、ガスケットを圧縮したときの圧縮率を高くする観点から、３０μｍ以上、好ましくは４０μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上であり、ガスケットの厚さによって異なるが、シール性を向上させる観点から、１５０μｍ以下、好ましくは１２０μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。
【００２０】
なお、充填材の平均粒子径は、コールターカウンター法で測定したときの体積平均粒子径を意味する。前記コールターカウンター法は、充填材を懸濁させた電解質を細孔（アパチャ−）に通過させ、そのときに充填材の体積に比例して発生する電圧パルスの変化を読み取って粒子径を測定する方法であり、電圧パルス高を１つずつ計測することにより、充填材の体積分布ヒストグラムが得られる。
【００２１】
本発明においては、充填材の粒子径は、ベックマン・コールター社製の粒度分布測定装置（品番：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４）を用い、分散媒としてＩＳＯＴＯＮ（登録商標）  IIを用い、アパチャー径を２０μｍとし、分散剤としてエタノールを用い、超音波処理時間を３分間に調整して測定したときの値である。
【００２２】
ガスケットにおける充填材の含有率は、ガスケットを圧縮したときの圧縮率を高くする観点から、５質量％以上、好ましくは１０質量％以上であり、ガスケットの脆化を抑制する観点から、６０質量％以下、好ましくは５５質量％以下、より好ましくは５０質量％以下である。
【００２３】
本発明に用いられるガスケット形成用樹脂組成物には、目的が阻害されない範囲内で、前記充填材以外の他の充填材が含まれていてもよい。他の充填材としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック、タルク、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムなどの平均粒子径が３０μｍ未満の無機系微粒子、カーボンナノチューブ、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ロックウールなどの短繊維などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの他の充填材は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００２４】
また、本発明に用いられるガスケット形成用樹脂組成物には、ガスケット形成用樹脂組成物をシート状に成形し、プリフォームを圧延させる際にフッ素樹脂を膨張させるために加工助剤を適量で含有させてもよい。加工助剤としては、例えば、パラフィン系炭化水素化合物などの石油系炭化水素化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。加工助剤は、商業的に容易に入手することができるものである。商業的に容易に入手することができる加工助剤としては、例えば、アイソパーＣ、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ、アイソパーＭ〔以上、エクソンモービル（有）製、商品名〕などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００２５】
ガスケット形成用樹脂組成物には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、例えば、テルペン樹脂、テルペン−フェノール樹脂、クマロン樹脂、クマロン−インデン樹脂、ロジンなどの粘着性付与剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、重合禁止剤、充填剤、顔料などの着色剤などが適量で含まれていてもよい。
【００２６】
ガスケット形成用樹脂組成物は、フッ素樹脂、充填材、必要により、他の充填材、加工助剤、添加剤などを任意の順序で一度に、または少量ずつ複数回に分けて均一な組成を有するように混合することによって調製することができる。なお、均一な組成を有するガスケット形成用樹脂組成物を得るために、ガスケット形成用樹脂組成物に加工助剤を過剰量で添加し、十分に撹拌した後に、過剰量の加工助剤を、例えば、濾過、揮散などの手段によって除去してもよい。
【００２７】
本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、例えば、ガスケット形成用樹脂組成物を押出成形などによってシート状に成形することによって製造することができる。得られた配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、必要により、常温で放置するか、あるいは適宜加熱することにより、当該ガスケットに含まれている加工助剤などを揮散除去させることができる。
【００２８】
また、本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、フッ素樹脂の融点以上の温度で加熱することによって焼成することができる。加熱温度は、フッ素樹脂の種類によって異なるので一概には決定することができないが、シート全体を均一に焼成する観点およびフッ素樹脂の分解を回避する観点から、通常、３４０〜３７０℃程度であることが好ましい。
【００２９】
以上のようにして焼成された配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、そのままの状態でガスケットとして用いてもよく、あるいは所望の形状に裁断した後にガスケットとして用いてもよい。
【００３０】
本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、圧縮率が高く、シール性に優れているので、例えば、配管同士の接続部における配管用シール材などとして好適に使用することができる。
【実施例】
【００３１】
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３２】
実施例１
充填材としてガラス粒子（平均粒子径：５０μｍ）を用い、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が５質量％となるように、当該充填材（ガラス粒子）とポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ファインパウダー〔ダイキン工業（株）製、品番：Ｆ１０４〕とを混合し、得られた混合物１３５０ｇと炭化水素系有機溶媒〔エクソンモービル（有）製、商品名：アイソパーＧ〕２５０ｇとをニーダーで５分間混合した後、ダイの開口部のサイズが３００ｍｍ×２０ｍｍの押出機で押し出し、プリフォームを作製した。
【００３３】
次に、前記で得られたプリフォームを、圧延時の線圧を１０ｋＮ／ｍに、ロール速度を６ｍ／ｍｉｎに、ロールの温度を室温（約２５℃）に調整し、二軸ロール（ロールの直径：７００ｍｍ、ロールの間隔：２０ｍｍ）、二軸ロール（ロールの直径：７００ｍｍ、ロールの間隔：１０ｍｍ）、二軸ロール（ロールの直径：７００ｍｍ、ロールの間隔：５ｍｍ）および二軸ロール（ロールの直径：７００ｍｍ、ロールの間隔：３ｍｍ）に順次通過させることにより、厚さ３ｍｍのシートを作製した。
【００３４】
前記で得られたシートを室温（約２５℃）の雰囲気中で２４時間放置することによってシートに含まれている溶媒を揮散除去した後、このシートを電気炉内に入れ、３５０℃で３時間焼成することによって厚さが３ｍｍのシート状ガスケットを得た。
【００３５】
次に、前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を以下の方法に基づいて調べた。その結果を表１に示す。
【００３６】
（１）圧縮率
ＪＩＳ  Ｒ３４５３に準処して３４．３ＭＰａの圧力を加えたときの圧縮率を測定し、以下の評価基準に基づいて評価した。
（評価基準）
◎：圧縮率が２０％以上
○：圧縮率が１５％以上
×：圧縮率が１５％未満であるか、または脆化によりガスケットの製造が困難
【００３７】
（２）シール性
内径４８ｍｍ、外形６７ｍｍの寸法に打ち抜いたガスケット試験片を直径１００ｍｍ、高さ５０ｍｍ、表面粗さＲmax１２μｍの鋼フランジ間に装着し、圧縮試験機により面圧が１９．６ＭＰａとなるよう荷重を負荷した。フランジに設けられた圧力導入用の貫通孔からガスケット試験片の内径側に窒素ガスで２０ＭＰａの圧力を付与した後、圧力導入配管を封じ、その状態を１時間保持した。保持前後の圧力変化を圧力センサで読み取り、圧力降下量から漏洩量を求め、以下の評価基準に基づいて評価した。
（評価基準）
◎：漏洩量が１．７×１０-5Ｐａ・ｍ3／ｓ未満
○：漏洩量が１．７×１０-5Ｐａ・ｍ3／ｓ以上、３．５×１０-5Ｐａ・ｍ3／ｓ未満
×：漏洩量が３．５×１０-5Ｐａ・ｍ3／ｓ以上であるか、または脆化によりガスケットの製造が困難
【００３８】
実施例２
実施例１において、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が１０質量％となるように調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００３９】
実施例３
実施例１において、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が２０質量％となるように調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００４０】
実施例４
実施例１において、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が５０質量％となるように調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００４１】
実施例５
実施例１において、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が６０質量％となるように調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００４２】
実施例６
実施例１において、充填材としてガラス粒子（平均粒子径：３０μｍ）を用い、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が２０質量％となるように調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００４３】
実施例７
実施例１において、充填材としてガラス粒子（平均粒子径：１００μｍ）を用い、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が２０質量％となるように調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００４４】
実施例８
実施例１において、充填材としてガラス粒子の代わりに炭化ケイ素粒子（平均粒子径：５０μｍ）を用い、ガスケットにおける充填材（炭化ケイ素粒子）の含有率を１０質量％に調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００４５】
実施例９
実施例１において、充填材としてガラス粒子の代わりにアルミナ粒子（平均粒子径：５０μｍ）を用い、ガスケットにおける充填材（アルミナ粒子）の含有率を１０質量％に調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００４６】
実施例１０
実施例１において、充填材としてガラス粒子の代わりにシリカ粒子（平均粒子径：５０μｍ）を用い、ガスケットにおける充填材（シリカ粒子）の含有率を１０質量％に調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００４７】
比較例１
実施例１において、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が３質量％となるように調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００４８】
比較例２
実施例１において、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が７０質量％となるように調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００４９】
比較例３
実施例１において、充填材としてガラス粒子（平均粒子径：１０μｍ）を用い、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が２０質量％となるように調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００５０】
比較例４
実施例１において、充填材としてガラス粒子（平均粒子径：２００μｍ）を用い、ガスケットにおける充填材（ガラス粒子）の含有率が２０質量％となるように調整したこと以外は、実施例１と同様の操作を行なうことにより、シート状ガスケットを得た。前記で得られたシート状ガスケットの物性として、圧縮率およびシール性を実施例１と同様の方法で調べた。その結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2014196767.tif 000002
【００５２】
表１に示された結果から、各実施例で得られたガスケットは、いずれも、各比較例で得られたガスケットと対比して、圧縮率が高いとともに、シール性に優れていることがわかる。