(57)【要約】【課題】プラントなどにおける高温のマンホール、タンクの蓋などをはじめ、配管、流体機器などのフランジなどに使用することができるシートガスケットであって、セラミック繊維を使用することなく、高温下でもシール性および耐熱性に優れたシートガスケットを提供する。【解決手段】織布にゴムが含浸されてなるシート状ガスケットであって、前記織布を構成する繊維が生体溶解性繊維または金属細線を含有する生体溶解性繊維であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
織布にゴムが含浸されてなるシート状ガスケットであって、前記織布を構成する繊維が生体溶解性繊維または金属細線を含有する生体溶解性繊維であることを特徴とするシート状ガスケット。
【請求項２】
シート状ガスケットを８００℃の雰囲気中で１５時間加熱する前後の密度差が０．２２ｇ／ｃｍ3以下である請求項１に記載のシート状ガスケット。
【請求項３】
引張速度５ｍｍ／ｍｉｎで引っ張ったときの最大応力が５ＭＰa以上である請求項１または２に記載のシート状ガスケット。
【請求項４】
ゴムの含有率が１５〜４５質量％である請求項１〜３のいずれかに記載のシート状ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状ガスケットに関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、高温下でもフランジ面におけるシール性に優れたシート状ガスケットに関する。本発明のシート状ガスケットは、例えば、プラントにおける高温のマンホール、タンクの蓋などをはじめ、配管、流体機器などのフランジなどに好適に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
耐熱性を有するガスケットとして、縦糸および横糸にセラミック繊維または金属入りセラミック繊維を使用して製織し、ゴム液を含浸させた耐熱性クロスシートが用いられている耐熱性ガスケットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、前記耐熱性ガスケットを用いてフランジ面をシールさせた場合、高温環境下で使用したときにゴム成分が消失し、シール性が低下するおそれがある。
【０００３】
耐熱性ガスケットとして、セラミック繊維または金属入りセラミック繊維を用いて製織された耐熱性クロスシートに無機充填材または金属粉末を均一に分散させたゴム液を含浸させることによって得られる耐熱性ガスケットが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、前記耐熱性ガスケットに含まれているセラミック繊維は、石綿と同様に人体に対する安全性が懸念されていることから、当該セラミック繊維が使用されていない耐熱性ガスケットの開発が急務となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０３８０９１号公報
【特許文献２】特開２００５−２７３６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、セラミック繊維を使用することなく、高温下でもシール性および耐熱性に優れたシート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】
【０００６】
本発明は、
（１）  織布にゴムが含浸されてなるシート状ガスケットであって、前記織布を構成する繊維が生体溶解性繊維または金属細線を含有する生体適合性繊維であることを特徴とするシート状ガスケット、
（２）  シート状ガスケットを８００℃の雰囲気中で１５時間加熱する前後の密度差が０．２２ｇ／ｃｍ3以下である前記（１）に記載のシート状ガスケット、
（３）  引張速度５ｍｍ／ｍｉｎで引っ張ったときの最大応力が５ＭＰa以上である前記（１）または（２）に記載のシート状ガスケット、および
（４）  ゴムの含有率が１５〜４５質量％である前記（１）〜（３）のいずれかに記載のシート状ガスケット
に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、セラミック繊維を使用することなく、高温下でもシール性および耐熱性に優れたシートガスケットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１および比較例１で得られたシート状ガスケットのシール性の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のシート状ガスケットは、前記したように、織布にゴムが含浸されたシート状ガスケットであり、前記織布を構成する繊維が生体溶解性繊維または金属細線を含有する生体適合性繊維であることを特徴とする。
【００１０】
生体溶解性繊維としては、例えば、二酸化珪素５０〜７５質量％、酸化カルシウム１５〜４０質量％および酸化マグネシウム１〜１０質量％を含有する生体溶解性無機繊維などが挙げられる。
【００１１】
生体溶解性繊維は、例えば、二酸化珪素、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどの成分を加熱することによって溶融させ、得られた溶融物を一般に採用されている溶融紡糸法で繊維化させることによって容易に製造することができる。
【００１２】
生体溶解性繊維の平均繊維径は、生体溶解性繊維の強度を高める観点から、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上であり、生体溶解性繊維の柔軟性を向上させる観点から、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下、さらに好ましくは１５μｍ以下である。
【００１３】
なお、生体溶解性繊維の平均繊維径は、生体溶解性繊維を走査型電子顕微鏡〔（株）日立ハイテクノロジーズ製、品番：Ｓ−３４００Ｎ〕の試料台上に固定し、生体溶解性繊維を１０００倍の倍率に拡大した状態で撮影し、撮影された画像中の繊維の任意の２０点における繊維径の平均値である。
【００１４】
生体溶解性繊維は、繊維強度を高める観点から、例えば、ステンレス鋼、鉄−クロム合金鋼などの金属からなる金属細線を含有することが好ましい。生体溶解性繊維が金属細線を含有する場合、当該生体溶解性繊維は、例えば、金属細線との撚糸として用いることができる。
【００１５】
金属細線の線径は、特に限定されないが、好ましくは５〜５００μｍ、より好ましくは２０〜２５０μｍである。生体溶解性繊維と金属細線との撚糸において、金属細線の本数は、特に限定されないが、当該撚糸の強度を高める観点から、好ましくは１〜３本程度、より好ましくは１〜２本である。
【００１６】
また、生体溶解性繊維は、本発明の目的を阻害しない範囲内で、例えば、ポリエステル繊維、アクリル樹脂繊維、ナイロン繊維などの合成繊維、綿などの天然繊維などの他の繊維と併用してもよい。生体溶解性繊維と他の繊維とを併用する場合、当該生体溶解性繊維は、他の繊維との撚糸として用いることができる。
【００１７】
生体溶解性繊維および撚糸の引張強度は、いずれも、織布の機械的強度を向上させる観点から、５ＭＰa以上であることが好ましい。なお、生体溶解性繊維および撚糸の引張強度は、いずれも、チャック間距離を約５ｃｍに設定し、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎで生体溶解性繊維または撚糸を引っ張ったときに生じる応力の最大値である。
【００１８】
織布を構成する繊維には、経糸および緯糸が用いられる。本発明においては、経糸および緯糸のいずれにも生体溶解性繊維が用いられる。したがって、前記織布は、生体溶解性繊維を含む縦糸と生体溶解性繊維を含む緯糸とから構成される。織布は、常法により、織機を用いて製造することができる。
【００１９】
織布の密度は、当該織布の機械的強度を高めるとともにガスケットとのシール性を向上させる観点から、０．６ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましい。
【００２０】
織布にゴムが含浸されたシート状ガスケットは、例えば、前記織布をゴム溶液に浸漬させた後、当該ゴム溶液から取り出し、乾燥させ、乾燥させたゴムが含浸した織布を所定形状に打ち抜くなどの方法によって裁断することにより、製造することができる。
【００２１】
ゴム溶液に用いられるゴムとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ化シリコーンゴム、エチレン−プロピレンゴム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。これらのゴムは、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。
【００２２】
ゴム溶液は、ゴムを有機溶媒に溶解させることにより、容易に調製することができる。有機溶媒としては、ゴムを溶解させることができるものであればよく、特に限定されないが、その例として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系有機溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酢酸エチルモノエチルエーテルなどのエステル系有機溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系有機溶媒、塩化メチレン、塩化エチレン、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロベンゼンなどの塩素含有有機溶媒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。
【００２３】
織布をゴム溶液に浸漬させる際のゴム溶液の液温は、好ましくは０〜４０℃程度、より好ましくは１０〜３０℃である。織布をゴム溶液に浸漬させる時間は、織布の密度などによって異なるので一概には決定することができないことから、織布にゴムが所定量で含浸されるのに要する時間が選択される。
【００２４】
なお、ゴム溶液には、本発明の目的を阻害しない範囲内で、例えば、炭酸カルシウム粉末、タルク、シリカ粉末、マイカ粉末、アルミナ粉末などの無機フィラーが含まれていてもよい。
【００２５】
ゴム溶液から取り出された織布にはゴム溶液が付着しているので、当該織布を乾燥させる。ゴム溶液が付着した織布を乾燥させる方法としては、例えば、当該織布に温風を吹き付けることによって乾燥させる方法、当該織布を乾燥器内に入れて乾燥させる方法、当該織布を常温で放置して乾燥させる方法、当該不織布を減圧下で乾燥させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる乾燥方法によって限定されるものではない。
【００２６】
以上のようにして得られるゴムが含浸された不織布を所定のガスケットの形状に裁断することにより、シート状ガスケットを得ることができる。
【００２７】
シート状ガスケットにおけるゴムの含有率は、シート状ガスケットのシール性を向上させる観点から、好ましくは１５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは２５質量％以上であり、シート状ガスケットの耐熱性を向上させる観点から、好ましくは４５質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、さらに好ましくは３５質量％以下である。
【００２８】
本発明のシート状ガスケットの密度と当該シート状ガスケットを８００℃の雰囲気中で１５時間加熱した後の密度との差（加熱前後のシート状ガスケットの密度差）は、高温下でのシール性を向上させる観点から、０．２２ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましく、０．２１ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましい。
【００２９】
また、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎで引っ張ったときの本発明のシート状ガスケットの最大応力は、シール性を向上させる観点から、５ＭＰa以上であることが好ましい。
【００３０】
本発明のシート状ガスケットは、加熱後にガスケット密度が低下しがたいことから、セラミック繊維を使用したガスケットよりもシール性および耐熱性に優れている。
【００３１】
したがって、本発明のシート状ガスケットは、例えば、プラントにおける高温のマンホール、タンクの蓋などをはじめ、配管、流体機器などのフランジなどに好適に使用することができる。
【実施例】
【００３２】
次に、本発明のシート状ガスケット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。
【００３３】
実施例１
生体溶解性繊維として生体溶解性無機繊維（組成：二酸化珪素６５±３質量％、酸化カルシウム２９±３質量％、酸化マグネシウム５±２質量％であり、全量が１００質量％となるように調整、平均繊維径：１０μｍ）とステンレス線（線径：１００μｍ）１本との撚糸を経糸および緯糸に使用した織布（縦：２００ｍｍ、横：２００ｍｍ）を用意した。
【００３４】
前記織布から直径２８ｍｍの円形の試験片２個を打ち抜き、得られた各試験片の直径および厚さを測定して各試験片の体積を求めた。さらに、電子天秤で各試験片の質量を測定し、測定された各試験片の体積および質量から密度を算出し、その平均値を求めた。その結果、前記試験片の密度は０．７０５ｇ／ｃｍ3であった。
【００３５】
前記織布に使用されている経糸および緯糸を６本取り出し、チャック間距離を約５ｃｍに設定し、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎで各糸を引っ張ったときの最大応力を精密万能試験機〔（株）島津製作所製、商品名：オートグラフＡＧ−５０ＫＮＸ型〕を用いて測定し、測定された値の平均値を求め、当該平均値を前記織布に使用されている繊維または撚糸の最大応力とした。その結果、当該最大応力は１６．４７ＭＰａであった。
【００３６】
次に、天然ゴム１ｋｇをトルエン５００ｍＬに溶解させたゴム溶液を用意し、このゴム溶液に前記織布を十分に浸漬させた後、当該織布をゴム溶液から取り出すことにより、ゴム溶液を含浸させた織布を得た。得られたゴム溶液を含浸させた織布を機内温度が６０℃の温風乾燥機内に入れ、十分に乾燥させることにより、ゴムを含有する織布を得た。
【００３７】
前記で得られたゴムを含有する織布およびゴムを含浸させていない織布をそれぞれ２個ずつ打抜くことによって直径２８ｍｍの円形の試験片を作製した。各試験片の直径および厚さに基づいて各試験片の体積を測定した。さらに、各試験片の質量を電子天秤で測定し、測定された各試験片の体積および質量から密度を求めた。試験片におけるゴムの含有率を式：
〔試験片におけるゴムの含有率（質量％）〕
＝｛〔(ゴムを含有する織布の密度)−(ゴムを含有させていない試験片の密度)〕
÷(ゴムを含有する織布の密度)｝×１００
に基づいて算出し、その平均値を求め、当該平均値を試験片におけるゴムの含有率とした。その結果、前記試験片におけるゴムの含有率は２９．８質量％であった。
【００３８】
前記で得られたゴムを含有する織布を用い、当該織布を打ち抜くことにより、ガスケット寸法がＪＩＳ １０Ｋ １００Ａのシート状ガスケットを得た。
【００３９】
前記で得られたシート状ガスケットの物性として、加熱減量およびシール性を以下の方法に基づいて調べた。加熱減量の測定結果を表１に、シール性の評価結果を表２に示す。
【００４０】
〔加熱減量〕
シート状ガスケット２枚を機内温度が８００℃の熱風乾燥機内に入れ、１５時間加熱した後、加熱されたシート状ガスケットの密度を前記と同様にして求め、加熱前後のシート状ガスケットの密度差を求めた。
【００４１】
〔シール性〕
配管のフランジとしてＳＳ  ４００（ＪＩＳ  １０Ｋ  １００Ａ）を用い、ボルトとしてＳＵＳ３１０（Ｍ１６、８ｐｔ）を用い、ナットとしてＳＵＳ３１６を用い、ワッシャーとしてＳＵＳ３１６を用い、焼き付き防止材〔極東貿易（株）製、商品名：ネバーシーズ〕をフランジ面に塗布し、フランジ間にシート状ガスケットを挟み、最終締付トルク〈６９Ｎ・ｍ〉に向けて２５％ずつ対角締めにより、最終締付トルクに締付けた後、２度締めを行ない、さらに円周締めを２回行なうことにより、締め付け面圧を２４．５ＭＰａ(トルク：６９Ｎ・ｍ)に調整した。
【００４２】
次に、フランジ間に挟持されたシート状ガスケットを８００℃で１５時間加熱する前後において、配管内に窒素ガスを導入し、配管の内圧が０．０１ＭＰａ、０．０２ＭＰａ、０．０３ＭＰａ、０．０４ＭＰａ、０．０５ＭＰａ、０．０８ＭＰａまたは０．１ＭＰａとなるように調整し、水没試験法にて表２に示す時間で配管に内圧を付与し、窒素ガスの量を測定した。その結果を表２に示す。試験数はＮ２で実施した。なお、窒素ガスの漏れ量を測定するときの測定限界は、１．０×１０-4Ｐａ・ｍ3／ｓである。
【００４３】
比較例１
繊維としてリフラクトリーセラミックファイバーからなる織布〔タンボ(株)製、品番：１０２Ｇ〕を用意した。織布の密度を実施例１と同様にして測定したところ、当該織布密度は０．５５４ｇ／ｃｍ3であった。
【００４４】
前記織布に使用されている繊維の最大応力を実施例１と同様にして測定したところ、当該最大応力は４．６３ＭＰａであった。
【００４５】
次に、前記織布を用いて実施例１と同様にしてゴムを含有する織布および試験片を作製し、実施例１と同様にして当該試験片におけるゴムの含有率を求めたところ、当該試験片におけるゴムの含有率は３７．８質量％であった。
【００４６】
前記で得られたゴムを含有する織布を用い、実施例１と同様にしてシート状ガスケットを作製し、当該シート状ガスケットの物性として、加熱減量およびシール性を実施例１同様にして調べた。加熱減量の測定結果を表１に、シール性の評価結果を図２に示す。
【００４７】
【表１】
2018028347.tif 000002
【００４８】
【表２】
2018028347.tif 000003
【００４９】
次に、表２に示された結果に基づいて、実施例１および比較例１で得られたシート状ガスケットのシール性の評価結果を図１に示す。
【００５０】
図１に示された結果から、実施例１で得られたシート状ガスケットは、比較例１で得られた従来のシート状ガスケットと対比して、高温でのシール性に優れていることがわかる。
【図１】
2018028347.tif 000004