(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に概ね沿って連なる凹溝を有し径方向断面のいずれもが略Ｕ字状に形成されるジャケットリング部材と、該ジャケットリング部材の凹溝を形成する両側壁に弾発的に当接するように該凹溝に嵌め込まれるＯリング状部材とを備え、
該ジャケットリング部材が主としてフッ素樹脂からなり、該Ｏリング状部材が主として水素化ニトリルゴムからなり、
該Ｏリング状部材が、周方向に分断されるように切り欠かれ、管状部材を介して周方向に連結されてなり、
管状部材が、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂および四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂から選ばれるフッ素樹脂から主としてなることを特徴とするシール材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シール材に関し、特に超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素の漏れ防止用の密封体として好適に用いられるシール材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
あらゆる産業分野におけるプロセスにおいて、フッ素系溶剤、トリクロロエタン、四塩化炭素などの有機溶媒を洗浄媒体とする洗浄や、該有機溶媒を使用しない水系洗浄、非水系洗浄などが従来から行われている。しかしながら近年の環境問題によって、有機溶媒の使用は全廃となり、水系洗浄で使用されている界面活性剤も問題視されている。非水系洗浄についても、近い将来には使用できなくなる洗浄剤がある。このように上述の各洗浄法は、環境問題の点から様々な制限が課せられているのが現状である。また有機溶剤や水を抽出媒体とする抽出方法も従来から知られているが、有機溶剤は安全性、環境に対する問題があり、水は抽出効率が悪い。
【０００３】
上記した洗浄法に代わる技術として、洗浄媒体として超臨界流体を利用する洗浄法が注目されている。超臨界流体洗浄は、超臨界流体に特有の粘度、密度および拡散係数を利用して湿式洗浄に近い洗浄を行う方式である。超臨界流体とは、図７の純物質の状態図と超臨界・亜臨界領域とを示すグラフにおいて、臨界点近傍で、圧力がその物質固有の臨界圧力Ｐｃを超え、かつ温度がその物質固有の臨界温度Ｔｃを超える超臨界領域にある高密度流体のことをさす。このような超臨界流体は、わずかの圧力変化や温度変化で密度が大きく変化する。一般に、物質の溶解度は概ね密度に比例するので、該超臨界流体においては、圧力変化、温度変化のみによって大きな溶解度差を得ることができる。また超臨界流体は、気体と液体の中間の粘度および拡散係数を有し、さらに元来気体である物質を圧縮したものであるため、圧力を通常圧に戻せば気体として振る舞う。
【０００４】
このような超臨界流体の性質は、複雑な形状をしたものや微小隙間の洗浄、あるいは高洗浄度が要求される精密洗浄に適している。すなわち、液体の状態と比較して、粘度が小さいため微細な箇所への浸透性が高く、また拡散係数が大きいため汚れの拡散性が高く、短時間に均一な洗浄が可能である。上記洗浄後に、汚染物質を含有する超臨界流体の密度を低くすれば、超臨界流体の溶解度が小さくなり該汚染物質を析出するので、わずかの圧力変化や温度変化で、洗浄後の超臨界流体および汚染物質を分離、回収できる。さらに、圧力を臨界圧力以下にまで低下させれば気体になるため、減圧するだけで微細な箇所に浸透した流体も乾燥し、乾燥工程が不要であるとともに洗浄後の被洗浄体にシミが発生しない。
【０００５】
上記の複雑な形状をしたものや微小隙間の洗浄、あるいは高洗浄度が要求される精密洗浄に適した性質は、亜臨界流体も同様に有する。亜臨界流体とは、上記の図７のグラフにおいて、臨界点手前近傍の亜臨界領域にある流体をさす。該亜臨界流体は、圧縮液体と圧縮気体とが併存した物性的に不安定な状態であって、上記の超臨界流体とは区別される。このような亜臨界流体は、液体の性質を維持しており、簡単な温度、圧力操作によって超臨界状態に移行する。
【０００６】
洗浄以外に、上述した抽出方法における抽出媒体として超臨界流体または亜臨界流体を使用することもできる。超臨界流体または亜臨界流体を抽出媒体として使用すれば、上述のように水分子が入れない箇所にまで入り込み抽出することができる。また温度、圧力を調整して超臨界または亜臨界の状態を解除すると、超臨界流体または亜臨界流体は気体と液体とに分離され、目的とする抽出物を得ることができる。
【０００７】
超臨界流体または亜臨界流体としては、取り扱い性および経済性の観点から二酸化炭素が最も利用されている。二酸化炭素は、その臨界圧力（Ｐｃ）が７．４ＭＰａであり、その臨界温度（Ｔｃ）が３１.１℃であることから、比較的簡便に超臨界状態または亜臨界状態とすることができる。また二酸化炭素自体は無毒であることから、工業的に安全な使用が可能である。
【０００８】
上記超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を利用した洗浄は、通常、常温〜４０℃の温度で５ＭＰａ〜２０ＭＰａの圧力で行われる。したがって超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を利用した洗浄装置は高圧容器であり、該洗浄装置の気密性を高めるために、シール材が必要となる。超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を利用した抽出装置についても同様であり、シール材が必要となる。一般に、高圧の流体を密封するためのシール材としては、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）、フッ素ゴムなど各種ゴムで形成されたＯリングが知られている。
【０００９】
また他のシール材として、図８に示すような一般にセルフシールパッキンといわれるシール材３１が知られている。該シール材３１は、フッ素樹脂製のジャケットリング部材３２と、金属製のばね部材３３とを備える。ジャケットリング部材３２は、周方向に連なる凹溝３４を有し、径方向断面が略Ｕ字状に形成される。ばね部材３３は、凹溝３４に、該凹溝３４を形成する両側壁の壁面３４ａ，３４ｂに弾発的に当接するように嵌め込まれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記Ｏリングは、高圧化した状態である超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素の密封体として用いると、膨潤してしまったり、ブリスタやクラックが発生したりなどして、寿命が短い（二酸化炭素の導入から回収までの条件の洗浄で１回〜２回程度の使用が可能）という問題があった。
【００１１】
またジャケットリング部材３２とばね部材３３とを備えるシール材３１では、洗浄後に圧力を通常圧に戻した際に、ジャケットリング部材３２が変形してしまう問題があった。詳しく述べると、洗浄装置内は、圧力を常圧に戻した際に急激に温度が変化し、−６０℃程度にまで低下する。上記のようにシール材３１は、ジャケットリング部材３２がたとえば四フッ化エチレン樹脂（線膨張係数：１０×１０-5／℃）などのフッ素樹脂製であり、ばね部材３３がたとえばＳＵＳ６３１（線膨張係数：０．８×１０-5／℃〜０．９×１０-5／℃）などの金属製である。このように線膨張係数の大きく違う材料からなる部材を備える構成であるため、上述の急激な温度変化によって線膨張係数の大きいフッ素樹脂の方がより縮み、これによりジャケットリング部材３２が変形してしまう。このように変形したシール材３１を繰り返し使用すればする程、シール性はより低下してしまい気密性を保持できなくなってしまう。このようにジャケットリング部材３２とばね部材３３とを備えるシール材３１も、寿命が短い（二酸化炭素の導入から回収までの条件の洗浄で１回〜２回程度の使用が可能）。
【００１２】
本発明は、従来よりも高品位なシール材、特に、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素の漏れ防止用の密封体として使用しても劣化および変形しにくく、かつ優れたシール性を有する長寿命なシール材を提供することをその目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。本発明は以下のとおりである。
（１）周方向に概ね沿って連なる凹溝を有し径方向断面のいずれもが略Ｕ字状に形成されるジャケットリング部材と、該ジャケットリング部材の凹溝を形成する両側壁に弾発的に当接するように該凹溝に嵌め込まれるＯリング状部材とを備え、
該ジャケットリング部材が主としてフッ素樹脂からなり、該Ｏリング状部材が主として水素化ニトリルゴムからなることを特徴とするシール材。
（２）超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素漏れ防止用の密封体として使用される上記（１）に記載のシール材。
（３）フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂および四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂から選ばれることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のシール材。
（４）Ｏリング状部材が、周方向に分断されるように切り欠かれ、管状部材を介して周方向に連結されてなり、
管状部材が、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂および四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂から選ばれるフッ素樹脂から主としてなることを特徴とする上記（１）〜（３）に記載のシール材。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明のシール材の好ましい一例を示す断面図であり、図２は図１のシール材の上面図である。なお図１は、図２の切断面線Ｉ−Ｉからみた断面図である。シール材１は、基本的に、ジャケットリング部材２と、該ジャケットリング部材２に嵌め込まれるＯリング状部材３とを備え、全体としてリング状に形成される。
【００１５】
本発明におけるジャケットリング部材は、周方向に概ね沿って連なる凹溝を有し、径方向断面のいずれもが略Ｕ字状に形成される。図１および図２に示す例のジャケットリング部材２は、たとえば径方向に対して垂直な軸線方向Ａ一方側が周方向Ｓに概ね沿って連なって切り欠かれて形成される凹溝５を有する。このようなジャケットリング部材２の大きさは、シールすべき相手部材の大きさによって適宜選択される。
【００１６】
このようなジャケットリング部材２は、主としてフッ素樹脂で形成される。上記フッ素樹脂としては、特には限定されず、たとえば四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）（線膨張係数：１０×１０-5／℃）、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）（線膨張係数：１２×１０-5／℃）、クロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）（線膨張係数：４．５×１０-5／℃〜７．５×１０-5／℃）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）（線膨張係数：８．３×１０-5／℃〜１０．５×１０-5／℃）、四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）（線膨張係数：５．９×１０-5／℃）、ビニリデンフルオライド樹脂（ＰＶＤＦ）（線膨張係数：７×１０-5／℃〜１４×１０-5／℃）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン樹脂（ＥＣＴＦＥ）（線膨張係数：８×１０-5／℃）などが挙げられる。なお上述の各フッ素樹脂の線膨張係数は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ６９６に規定される試験に従って測定された値である。
【００１７】
本発明におけるＯリング状部材３は、当分野において一般的に知られているＯリング状、すなわち径方向断面が円状の輪状物、好ましくは真円状の輪状物に形成される。このようなＯリング状部材３の大きさは、ジャケットリング部材２の大きさに併せて適宜選択され、ジャケットリング部材２の上記凹溝５を形成する両側壁６，７に弾発的に当接するように、該凹溝５に嵌め込み可能であれば特に限定はない。
【００１８】
このようなＯリング状部材３は、主として水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲともいう）からなる。上記水素化ニトリルゴムとは、ニトリルゴム（ＮＢＲともいう）の共役ジエン単位の全部または一部を水素化したものや、ニトリルゴムにエチレン性不飽和モノマー単位を導入したものや、共役ジエン単位の代わりにエチレン性不飽和モノマー単位を導入したものをさす。具体的には、水素化したブタジエン−アクリロニトリル共重合ゴム、水素化したイソプレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合ゴム、水素化したイソプレン−アクリロニトリル共重合ゴム、ブタジエン−メチルアクリレート−アクリロニトリル共重合ゴム、ブチルアクリレート−エトキシエチルアクリレート−ビニルクロロアセテート−アクリロニトリル共重合ゴム、ブチルアクリレート−エトキシエチルアクリレート−ビニルノルボルネン−アクリロニトリル共重合ゴムなどが例示されるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。該水素化ニトリルゴムは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１９７に規定される試験に従って測定された線膨張係数が、１０×１０-5／℃〜２０×１０-5／℃である。
【００１９】
また本発明で使用される水素化ニトリルゴムは、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２２４０に規定される測定方法に従って、タイプＡデュロメータを用いて測定されるショアＡ硬度が、７０〜９０であるのが好ましい。該ショアＡ硬度が７０未満であると、Ｏリング状部材３がジャケットリング部材２の上記両側壁６，７を外方に向かって押圧するような力が小さくなってしまい、シール性が低下してしまうため好ましくない。また該ショアＡ硬度が９０を超えると、圧縮するのに要する力が大きくなってしまい、シールすべき相手部材、たとえば後述する洗浄装置の容器においては蓋体の挿入が困難となってしまう不具合があり好ましくない。
【００２０】
本発明で使用される水素化ニトリルゴムは、アクリロニトリル単位を含有することが好ましく、その含有量は、好ましくは２０重量％〜４５重量％、より好ましくは３０重量％〜３６重量％である。該含有量が２０重量％未満であると、二酸化炭素に対する膨潤が大きくなってしまう不具合があるので好ましくなく、また該含有量が４５重量％を超えると、低温特性が低下してしまう不具合があるので好ましくない。
【００２１】
上記のようなジャケットリング部材２とＯリング状部材３とを備える本発明のシール材１は、使用され得る相手部材が、特に往復動部材や回動部材である易開閉蓋体に好適である。また上記相手部材が固定部材であってもよく、特には限定されない。また本シール材１は、密封する対象物も限定はないが、たとえば超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素の漏れ防止用の密封体として特に好適に使用できる。具体的には、媒体として超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いた洗浄装置あるいは抽出装置のシール材として、特に好ましい。
【００２２】
図３は、図１および図２に示したシール材１を、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いた洗浄装置１１に使用した例を示す簡略化した断面図である。該洗浄装置１１の容器１２は、たとえば一方側の壁部に開口を有する中空のハウジング本体１３と、該ハウジング本体１３の開口に着脱されることで容器１２を開閉可能な蓋体１４とを備える。
【００２３】
図３において、本発明のシール材１は、Ｏリング状部材３が凹溝５を形成する上記両側壁６，７に弾発的に当接する方向Ｂと、蓋体１４がハウジング本体１３に嵌め込まれる方向Ｃとが互いに略垂直となるように、ハウジング本体１３の開口付近に取付けられる。これによって上記両側壁６，７が、ハウジング本体１３および蓋体１４に弾発的に当接する。これによって、蓋体１４を閉じた状態で、容器１２の内部空間１５を気密に保持できる。
【００２４】
上述のように本発明のシール材１は、ジャケットリング部材２とＯリング状部材３とを、互いに線膨張係数の近い材料で形成してなる。これによって該シール材１は、激しく温度変化が繰り返されるような環境下における密封に使用したとしても、フッ素樹脂製のジャケットリング部材と、金属製のばね部材とを備える従来のシール材とは異なり、線膨張係数の違いによって一方の部材が変形してしまうことがなく、安定したシール性を有するとともに長寿命（二酸化炭素の導入から回収までの条件の洗浄で１００回以上の使用が可能）なシール材を実現することができる。したがって図３のように、洗浄後に容器１２内を常圧に戻した際に、急激に内部空間１５の温度が変化して通常−６０℃程度にまで低下するような環境におけるシール材として、好適に使用することができる。
【００２５】
また上記のようにジャケットリング部材２は、主としてフッ素樹脂からなる。本発明においては、柔軟なフッ素樹脂をジャケットリング部材２の主たる材料として用いることで、良好なシール性を担保することができる。またフッ素樹脂は、適当な圧縮特性および復元性を有することから、なじみ性のよいジャケットリング部材２を実現することができる。さらにフッ素樹脂は、優れた耐薬品性を有するため、これを用いてなるシール材は密封に適用できる流体の選択範囲が広いという利点がある。なお本シール材は、二酸化炭素以外の溶媒の超臨界流体、亜臨界流体の特性を生かした装置にも適用でき得る特性もある。
【００２６】
しかしながらこのジャケットリング部材のみでシール材を形成すると、外壁を外方に向かって押圧するような力がジャケットリング部材に作用しないため、充分なシール性が得られない。またジャケットリング部材と、Ｏリング状部材に換えて角リングとを組み合わせたものであると、凹溝を形成する両側壁を押圧する面圧が不充分であり、充分なシール性を得ることができない。本発明においては、Ｏリング状部材３を上記両側壁６，７に弾発的に当接させる構造であることに加えて、上記の各性質を有するフッ素樹脂でジャケットリング部材２を形成してなるので、優れたシール性を有するシール材１を実現できる。
【００２７】
また本発明におけるＯリング状部材３は、上記のように主として水素化ニトリルゴムからなる。水素化ニトリルゴムは、他のゴム材料、たとえばシリコーンゴム、ＥＰＤＭ、ヒドリンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなどと比較して、二酸化炭素に対する膨潤が少なく、かつ二酸化炭素に対する耐ブリスタ性に優れる。しかしながら従来のようにＯリング状部材のみでシール材を形成すると、強度的な問題から寿命が短い。このような不具合を解消するために、本発明においては、水素化ニトリルゴムと比較して二酸化炭素（炭酸ガス）に対するガス透過性が格段に小さなフッ素樹脂にてジャケットリング部材２を形成しており、このようなジャケットリング部材２の凹溝５にＯリング状部材３を嵌め込む構成としている。これによって図３のように使用した状態では、ジャケットリング部材２が超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素の密封を行い、Ｏリング状部材３がジャケットリング部材２の形状を保ち、変形を防ぐことができる。これによって本発明では、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素の高圧下での低温から１００℃までの温度範囲で優れたシール性を示し、かつ長寿命なシール材を実現することができる。
【００２８】
なお、本発明のシール材の、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素漏れ防止用の密封体としての使用例として、上述のように洗浄装置を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。抽出装置や反応を行う装置であっても、その抽出や反応の媒体として超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を使用するものであれば、該媒体の漏れ防止用の密封体として、本発明のシール材を好適に使用することができる。
【００２９】
ジャケットリング部材２を形成するフッ素樹脂は、上記した中でも特に、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂および四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂から選ばれるいずれかが好ましい。フッ素樹脂として四フッ化エチレン樹脂を用いると、耐熱特性および耐薬品特性に特に優れたジャケットリング部材２を得ることができる。またフッ素樹脂として四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂を用いると、ジャケットリング部材２をインジェクション成形で成形でき、より容易にかつ高い生産性でシール材を形成できる。フッ素樹脂としてクロロトリフルオロエチレン樹脂を用いると、他のフッ素樹脂を用いた場合と比較して、低温特性に特に優れたジャケットリング部材２を得ることができる。またクロロトリフルオロエチレン樹脂は、フッ素樹脂の中でも二酸化炭素（炭酸ガス）に対するガス透過性が小さく、したがってシール性が高く、かつＯリング状部材３の保護にも優れたシール材を実現できる。フッ素樹脂として四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂を用いると、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂より耐熱性に劣るが、同様にインジェクション成形で成形でき、より容易にかつ高い生産性でシール材を形成できる。
【００３０】
また本発明において、フッ素樹脂は、ガラス繊維、カーボン繊維、ブロンズ、グラファイト、耐熱性樹脂（たとえば、ポリフェニレンサルファイド、芳香族系ポリエステル樹脂）などを含有したものを用いてもよい。これによって圧縮強さが大きくなり、耐クリープ性が向上したジャケットリング部材が得られる。これらガラス繊維、カーボン繊維などの含有量は、フッ素樹脂１００重量部に対して、１０重量部〜６０重量部程度が好ましい。
【００３１】
フッ素樹脂として、四フッ化エチレン樹脂を用いる場合、ジャケットリング部材２は、従来公知の圧縮成形法などによってたとえば圧縮プレス、焼成炉などを用いて素材を成形し、旋盤などで機械加工して、好適に形成できる。またフッ素樹脂として、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂を用いる場合、ジャケットリング部材２は、従来公知のインジェクション成形などの方法によってたとえばインジェクション成形機などの装置を用いて好適に形成できる。
【００３２】
本発明において用いられるＯリング状部材３を形成する材料は、水素化ニトリルゴムに加えて、さらに過酸化物（架橋剤）、架橋助剤、カーボンブラックなどを含有することが好ましい。
【００３３】
本発明で使用される過酸化物は、一般にゴムに架橋剤として配合される過酸化物であれば、特に制限はない。このような過酸化物としては、具体的には、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ｔ−ブチルパーオキシクメンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３４】
本発明で使用される架橋助剤は、上記過酸化物による架橋を助けるものであり、一般にゴムに架橋助剤として配合されるものであれば、特に制限はない。たとえば、Ｎ，Ｎ'−ｍ−フェニレンジマレイミド、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフマレート、メタアクリレート、エチレングリコールメタアクリレート、液状ポリブタジエン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３５】
本発明で使用できるカーボンブラックとしては、特に限定されず、たとえば、一般に使用されているＭＴカーボンブラック、ＦＴカーボンブラック、ＳＲＦカーボンブラック、ＦＥＦカーボンブラック、ＨＡＦカーボンブラック、ＩＳＡＦカーボンブラック等各種のグレードのものが挙げられる。
【００３６】
本発明のゴム組成物には、必要に応じて当分野において一般的に使用される老化防止剤、金属酸化物、加工助剤などの添加物を発明の目的を損なわない範囲で添加することができる。該添加物は、具体的には、老化防止剤としてはたとえばジフェニルアミン系、キノリン系、イミダゾール系の老化防止剤などが挙げられ、金属酸化物としてはたとえば酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化鉄などが挙げられ、加工助剤としてはたとえば脂肪酸アミド、脂肪酸エステルなどが挙げられる。本発明のゴム組成物の調製は、インタミックス、ニーダ、バンバリーミキサなどの混練機あるいはオープンロールなどを用いて混練することによって行われる。
【００３７】
本発明のＯリング状部材３は、以下のように製造される。
まず、上記の材料からなる組成物を、当分野における通常の方法、たとえば、押出機、オープンロール、バウレルプレフォマ等の装置を用いて、目的とする形状に近い形状に予備成形を行い、予備成形物とする。予備成形物の形状および大きさは、目的に応じて適宜選択される。この予備成形物をプレス成形等の方法で加硫することにより、所望の成形物を得ることができる。水素化ニトリルゴムには二次加硫を施すのが好ましい。
【００３８】
本発明のシール材１は、上述のようにして得られたＯリング状部材３を、ジャケットリング部材２の凹溝５を形成する両側壁６，７に弾発的に当接するように設けてなる。これによってジャケットリング部材２は、図１〜図３に示すようにＯリング状部材３を嵌め込んだ状態では、凹溝５の開口５ａ付近の端部（軸線方向Ａ一方側の端部）６ａ，７ａが、互いに近接する方向に弾性変形する。言い換えれば、ジャケットリング部材２は、Ｏリング状部材３を嵌め込むことで、Ｏリング状部材３を嵌め込んでいない状態（以下、「自由状態」ということがある。）から、凹溝５の開口面積を小さくするように弾性変形する。これによってＯリング状部材３の、凹溝５の開口５ａ側への移動を阻止し、Ｏリング状部材３が不所望にジャケットリング部材２から飛び出して外れてしまうことを防止できる。このことは、後述する図６のような構成において、特に効果がある。
【００３９】
本発明のシール材１は、好ましくは、上記両側壁６，７のそれぞれＯリング状部材３が当接する側とは反対側に、各突起部１６，１７を有する。内周側である側壁６の突起部１６は、径方向内方に突出するように形成され、外周側である側壁７の突起部１７は、径方向外方に突出するように形成される。また該突起部１６，１７は、図１の断面でみたときに、それぞれの頂点１６ａ，１７ａが、凹溝５内においてＯリング状部材３が当接する各点を結ぶ仮想一直線Ｌ上に位置するように形成される。本発明のシール材１は、このような頂点１６ａ，１７ａを有する突起部１６，１７をそれぞれ有することで、凹溝５内におけるＯリング状部材が突起部１６，１７を径方向内方または外方に押圧する。したがって図３のように本シール材１を装着した状態においては、頂点１６ａ，１７ａがそれぞれ相手部材に弾発的に当接する。このようにリップ部としての役割を果たす突起部１６，１７をさらに有することで、シール性をより向上できる。
【００４０】
図４は、管状部材１９によって連結される場合のＯリング状部材１８を簡略化して示す断面図である。本発明におけるＯリング状部材は、図４に示す例のように、周方向Ｓに分断されるように切り欠かれ、主としてフッ素樹脂からなる管状部材１９を介してＯリング状となるように連結されて実現されてもよい。管状部材１９用のフッ素樹脂としては、上述した四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂および四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂から選ばれるいずれかが挙げられる。このようなＯリング状部材１８を用いることで、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素によるＯリング状部材１８の膨潤を、管状部材１９にて吸収でき、Ｏリング状部材１８がジャケットリング部材の凹溝から不所望にはみ出してしまうことがない。ここで重要なのは、単にＯリング状部材を周方向に分断するように切り欠くのみでは、ジャケットリング部材への挿入が困難となるだけでなく、該切り欠きにおいて側壁に弾発的に当接できないというように好ましくない傾向になることである。上記膨潤の吸収およびＯリング状部材の不所望なはみ出しの防止を達成するためには、Ｏリング状部材を連結する上記管状部材が必須となる。管状部材１９の長さ、外径、内径などは、用いるＯリング状部材およびジャケットリング部材に併せて、適宜選択される。
【００４１】
なお、本発明におけるジャケットリング部材２は、周方向に沿って連なる凹溝を有し、これによって径方向断面のいずれもが略Ｕ字状に形成されればよく、凹溝が形成されるのは、図１〜図３に示したような軸線方向Ａ一方側には限定されない。たとえば図５の簡略化した断面図に示す例のシール材２１のように、ジャケットリング部材２２が径方向外方において周方向に連なって切り欠かれて形成される凹溝２３を有するように実現されてもよく、またたとえば図６の簡略化した断面図に示す例のシール材２５のように、ジャケットリング部材２６が径方向内方において周方向に連なって切り欠かれて形成される凹溝２７を有するように実現されてもよい。ただし、本発明においては、ある径方向断面がたとえば軸線方向Ａ一方側において切り欠かれ、他の径方向断面がたとえば径方向外方において切り欠かれているような形状、言うなればねじれの関係で凹溝が形成されている場合は含まない。なお図５および図６について、図１と同様の構成を有する部分については同一の参照符を付し、説明を省略する。図１〜図３に示したシール材１、図５に示したシール材２１および図６に示したシール材２５は、使用する相手部材（フランジなど）の形状に応じて、適宜選択して用いる。
【００４２】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
実施例１
まず、従来公知の圧縮成形法に従って、圧縮プレス、焼成炉などを用いて素材を成形した後、旋盤などで機械加工して、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）製のジャケットリング部材２を得た。該ジャケットリング部材２の各寸法は、外径：３１６．３ｍｍ、内径：２９８．７ｍｍ、軸線方向に沿った長さ：１０ｍｍ、自由状態における凹溝５の開口幅：３．６ｍｍ、凹溝５の底部幅：４ｍｍ、凹溝５の深さ：８ｍｍであった。
【００４３】
次に、水素化ニトリルゴムとしてアクリロニトリル量が３６重量％、ＡＳＴＭＤ  ２２４０に規定される測定方法に従ってタイプＡデュロメータを用いて測定されるショアＡ硬度が８０のコンパウンドを用いて、図１〜図３に示したＯリング状部材３を得た。得られたＯリング状部材３の各寸法は、内径：３０４．２ｍｍ、幅：５．３ｍｍであった。
【００４４】
上記で得られたジャケットリング部材２の凹溝５に、Ｏリング状部材３を嵌め込み、本発明のシール材１を作製した。
【００４５】
実施例２
従来公知のインジェクション成形法に従って、インジェクション成形機などの装置を用い、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）製のジャケットリング部材２を得た以外は、実施例１と同様にしてシール材を作製した。
【００４６】
実施例３
従来公知の圧縮成形法に従って、熱プレス、冷却プレスなどの装置を用い、素材を成形した後、旋盤などで機械加工してクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）製のジャケットリング部材２を得た以外は、実施例１と同様にしてシール材を作製した。
【００４７】
実施例４
実施例１と同じＯリング状部材を、周方向で一箇所切断し、この切断箇所に四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）製の管状部材を嵌め込んで連結し、図４に示すようなＯリング状部材を得た。管状部材としては、内径が５．５ｍｍ、肉厚が０．２ｍｍ、長さが３０ｍｍのものを用いた。このような管状部材にて連結されたＯリング状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてシール材を作製した。
【００４８】
比較例１
フッ素ゴム（ＪＩＳ  Ｂ  ２４０１  ４種Ｄ  適合材料）を用いてＯリング状部材を得た以外は、実施例１と同様にしてシール材を作製した。
【００４９】
比較例２
シリコーンゴム（ＪＩＳ  Ｂ  ２４０１  ４種Ｃ  適合材料）を用いてＯリング状部材を得た以外は、実施例１と同様にしてシール材を作製した。
【００５０】
比較例３
エッチング法で得られたＳＵＳ６３１製のリング状のばねを、Ｏリング状部材に換えて用いた以外は、実施例１と同様にしてシール材を作製した。
【００５１】
比較例４
実施例１と同様にして得られたＯリング状部材のみを用いて、シール材とした。
【００５２】
超臨界二酸化炭素を用いて洗浄を行う炭酸ガス洗浄装置の容器に、図３のようにして実施例１〜４および比較例１〜４の各シール材を装着した。容器への二酸化炭素の導入から回収まで、超臨界二酸化炭素を用いた洗浄における一連の操作の後、容器の開閉を行い、これを１０回繰り返した。
上記開閉試験後、目視にて実施例１〜４および比較例１〜４の各シール材の外観にクラックやはみ出し、変形などの異常が発生していないかどうかをみた。また圧力の保持性によって、開閉試験後の実施例１〜４、比較例１〜４の各シール材のシール性をみた。
実施例１〜４の結果を表１に、比較例１〜４の結果を表２に示す。
【００５３】
【表１】
0004450521.tif 000002
【００５４】
【表２】
0004450521.tif 000003
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、従来よりも高品位で、特に、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素漏れ防止用の密封体として使用しても劣化および変形しにくく、かつ優れたシール性を有する長寿命で高品位なシール材を提供できる。このようなシール材は、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を利用した洗浄装置や抽出装置、反応装置などの軸用（外径摺動用、内径摺動用）とフランジ用のシールとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシール材の好ましい一例を簡略化して示す断面図である。
【図２】図１のシール材の上面図である。
【図３】図１および図２に示したシール材１を、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いた洗浄装置１１に使用した例を示す簡略化した断面図である。
【図４】管状部材１９によって連結される場合のＯリング状部材１８を簡略化して示す断面図である。
【図５】本発明の他の例のシール材２１を簡略化して示す断面図である。
【図６】本発明のさらに他の例のシール材２５を簡略化して示す断面図である。
【図７】純物質の状態図と超臨界・亜臨界領域とを示すグラフである。
【図８】従来用いられてきたシール材３１を示す簡略化した断面図である。
【符号の説明】
１，２１，２５      シール材
２，２２，２６      ジャケットリング部材
３，１８            Ｏリング状部材
５，２３，２７      凹溝
【図１】
0004450521.tif 000004
【図２】
0004450521.tif 000005
【図３】
0004450521.tif 000006
【図４】
0004450521.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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