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Technology
News
● ご挨拶

…………………………………………………………………… 1
日本バルカー工業株式会社
代表取締役社長● 技術論文ガスケット締結体の応力緩和特性

兼

瀧澤

CEO

利一

……………………………………… 2
日本バルカー工業株式会社

研究開発部 シール開発グループ

野々垣 肇
山邊 雅之

水島事業所

三菱化学株式会社

設備技術部

機械2グループ

森本 吏一● 技術論文ePTFE膜のMBR用途に対する可能性に向けた一考察 ……………… 8
日本バルカー工業株式会社

研究開発部 メンブレン開発グループ

本居 学
瀬戸口 善宏● 製品の紹介
広範囲の流体に適用できる白色ふっ素樹脂系ガスケット
ブライトハイパー™ No.MＦ300 ……………………………………… 12
日本バルカー工業株式会社

研究開発部 シール開発グループ

小池 真二● 製品の紹介
高温高圧バルブ用膨張黒鉛編組パッキンNo.VFX-15 ……………… 16
日本バルカー工業株式会社

研究開発部 シール開発グループ

松村 清裕● 製品の紹介ZEUS製 PEEK熱収縮チューブPEEKshrink® …………………… 19
日本バルカー工業株式会社
機能樹脂事業部● 製品の紹介
多層基盤用プリプレグfastRise™

齋藤学…………………………………… 21
日本バルカー工業株式会社
機能樹脂事業部

杉本 昌樹

http://www.valqua.co.jp

バルカー技術誌

2011年

冬号

No.20 Winter 2011

技術論文

ご挨拶
日本バルカー工業株式会社
代表取締役社長 兼 CEO

瀧澤利一

ガスケット締結体の応力緩和特性〜応力緩和実験によるガスケット締結体の長期特性予測〜

日本バルカー工業株式会社

謹んで新年のご祝詞を申し上げます。

研究開発部 シール開発グループ

野々垣 肇
山邊 雅之

読者の皆様には日頃より本誌をご愛読いただき、厚く御礼申し上げます。

三菱化学株式会社

世界経済における新興国のポジションは、従来の生産拠点としての位置づけから巨大な消費地としての市

水島事業所

場に移りつつあり、
まさに世界経済は新興国を中心として展開する構図が鮮明になってきております。一方、設備技術部

機械2グループ

森本 吏一

日本国内に目を向けますと、法人税実効税率の５％引き下げが打ち出されたものの国際競争力という面からすのは難しいのではないかと考えられます。
こうした中、バルカーグループは、基盤となる国内事業の強化はもとより、グローバルな事業展開を加速しております。予てより中国・東南アジアを中心に生産・販売・研究開発を展開しておりますが、さらに昨年には、ダイキン工業株式会社と中国においてふっ素樹脂ビジネスにおける資本・業務提携をスタートさせました。また、中国における生産拠点の１つであるシール上海有限公司が昨年設立 10 周年を迎えるなど、地域に根ざ

Winter 2011

Winter 2011
No.20

はまだまだ不十分であり、円高や原材料費の高騰などの要因により、直ちにビジネス環境の悪化から抜け出

Asbestos-related regulations have virtually eliminated asbestos from gasket products and the industry is now
transitioning to mastering safer and more efficient uses of non-asbestos gaskets.
To ensure safety in the long-term use of non-asbestos gaskets, control methods for using non-asbestos
gaskets safely and techniques to evaluate and estimate the long-term performance of gasket connections
must be developed, compensating for actual data.
In this report, we make predictions on long-term variations in the contact pressure of gasket connections
according to stress relaxation tests for flange connections. In addition, we simulate and discuss the advantages of retightening and the effects of uneven clamping.

No.20

Keywords：non-asbestos gasket, relaxation, retightening, uneven clamping

した企業活動を続けてきた結果、海外社員の中から幹部として活躍する人材も現れております。研究開発の分野でも、中国総合研究所からの開発製品が上市されるなど、海外拠点における機能強化が着実に実を結んできております。

1. はじめに
今後はこれらの海外ネットワークをさらに活用してアジアを中心とするグローバルビジネスを強化すると同時

するとともに、非石綿ガスケットを安全に使用するための管理手法が必要である。

に、基盤であるシール事業と機能樹脂事業に加えて、特徴のある技術を活用したメンブレン事業などの展開

石綿規制によるガスケットの非石綿化もほぼ完了し、非石本報では石綿ジョイントシートガスケットの代替品として、広綿ガスケットをより安全に、効率よく使いこなすステップに移行

く使用され始めている PTFE 系シートガスケットにおいて、フを加速させたいと考えております。バルカーグループの理念 ＴｈｅＶＡＬＱＵＡ ＷＡＹ を礎に「環境にやさししつつある。しかしながら、従来石綿ガスケット製品が、長年ランジ締結体の応力緩和試験によって、長期的なガスケット

いモノづくり」と「顧客感動の提供」を実現すべく邁進してまいります。
最後になりましたが、今後ともなお一層のお引き立てを賜りますようお願いいたしますとともに、読者の皆様の益々のご発展を祈念いたしまして、新年のご挨拶とさせていただきます。
1にわたる使用実績により長期使用に対する信頼性を得てい締結体の面圧変動の予測を行うとともに、増締めや片締め

たのに対して、非石綿ガスケットの使用実績は未だ乏しく、まの模擬実験を行い、それぞれの効果、影響について確認、た、石綿ガスケットとは異なる挙動を示すことがあり、これまで考察した。

と違った管理方法が必要とされる。非石綿ガスケットの長期供試ガスケットとしては、当社の特殊充填材入りPTFE ガ

使用における安全性に対する信頼を得るには、実績に代わスケットであるバルカー№GF300（以下、GF300）と、二軸延るガスケット締結体の長期性能を評価、推定する技術を構築

伸 PTFE ガスケット（以下、延伸 PTFE）とした。
2

技術論文
ガスケット締結体の応力緩和特性

2. 気密開始面圧と常温応力緩和試験

下、ボルト締結は同規格準拠とする）。次に、窒素ガス内圧

ガスケット締結体は高温での使用や長期使用において、発泡が見られた場合は 2.5MPa ごとの増締めを行った。発

応力緩和およびクリープ現象による面圧低下が生じ、初期締付力を維持することができない。面圧がシールを保持し得る
最低面圧（気密限界面圧）を下回れば漏洩を生じることになり、そこがガスケットの寿命であると考えることができる。初期締付力が高いほど、残留面圧は高く長寿命となるが、フランジやボルト強度をいたずらに高めることは経済的な負担も大きくなり、
またガスケットの耐圧壊荷重にも限界があるため、最適な締付力の見極めが必要となる。

Table.2

N2 gas

気密開始面圧確認試験結果

ガスケット面圧

漏洩状況
GF300

延伸PTFE圧）を初期締付面圧とし、面圧とシール特性の経時変化の22.5 MPa

Leak

Seal

25.0 MPa

Seal

Seal

Dynamic strain measurement
Bolt gauge

Fig.3

高温応力緩和試験／気密試験装置概要図

Fig.3 に試験概要図を、Table.3 に試験条件を示す。まず、気密開始面圧である 25.0MPa にてガスケットをフランジにボ

気密開始／常温応力緩和試験条件

試験方法

JIS 10K 50A

試験温度

常温

Fig.2

常温応力緩和試験結果

RF
Table.2 に気密開始面圧測定結果を、Fig.2 に常温応力

GF300，
延伸PTFE
厚さ：1.5mm

緩和試験結果を示す。気密開始面圧は GF300 が 25.0MPa、

フランジ

材質：SS400
シール面粗度：Rz=14.4μm（Ave.）

示すように GF300 は 200 時間経過後も漏洩は生じなかったボルト（ひずみゲージ付）

寸法：M16×4本
材質：SS400

気密試験

石鹸水発泡法（10min）
流体：N2 ガス
内圧：1.0MPa

ガスケット

Fig.4 に熱サイクル応力緩和試験結果を示す。常温に比ボルト軸力として確認した。次に、N2 ガスを 1.0MPa の内圧

べて面圧低下が大きいことがわかる。また、熱サイクルが負で負荷し、シール試験を行った。シール試験は N2 ガス内圧

荷されることによって、さらに面圧低下が大きくなっている。

供給側にマスフローメーターを取り付け、内圧を一定に保つ

熱サイクルにおいて、冷却時に大きな面圧低下が確認さことで、ガス供給流量＝漏洩量として測定を行った。シールのれた。これは、加熱時にフランジ、ボルト、およびガスケットが基準としては、JIS B 2490-（2008）2）を参考に、1.7×10-4Pa･

熱膨張し、熱応力がガスケットに負荷されていた状態から、

m /s（0.1cc/min）以下の漏洩量のときにシールとした。これ

冷 却 時の収 縮により熱 応 力が低 下 するが、ガスケットはのに対し、延伸 PTFE は面圧低下が大きく、24 時間経過後の初期締付面圧は、GF300と同じ 25.0MPaとした。

3. 高温応力緩和試験
3-1） 熱サイクルによる影響

Fig.1 に試験概要図を、Table.1 に試験条件を示す。締ガスケット締結体の応力緩和およびクリープによる面圧低

結ボルトに取り付けたひずみゲージにより、ボルト軸力を測定

下は、高温下でより大きくなり、熱サイクルが負荷されることにし、ガスケット面圧とした。これにより、初期締付力の測定、およってさらに加速される。ここでは、200℃条件における面圧

よび面圧変動を測定した。まず、ガスケット面圧 20MPaとな

挙動、および熱サイクル負荷による挙動の変化を確認するとるように JIS B 2251-（2008）1）に従いボルト締結を行った（以同時に、シール特性についても確認を行った。

3

は石鹸水発泡法による検知感度と同等であるとされている。

100％復元せず、圧縮永久歪が残るため、結果としてガスケッ

漏洩のないことを確認したのち、電気炉にて 200℃の加熱を

ト面圧が低下したものと考えられる。再加熱した時に、熱応行い、ガスケット面圧の経時変化を測定した。加熱条件とし力によりガスケット面圧は再び上昇したが、冷却前の面圧まて、200℃一定に加熱し続けた場合と、200℃−常温の熱サイでは回復しなかった。これはサイクルを繰り返すほど、面圧低

クルを負荷した場合とで、熱サイクルによる面圧低下の影響

下が大きくなっていくことを示しており、頻繁に熱サイクルがかを確認した。また、熱サイクル負荷時に最も面圧の低下したかる条件では注意が必要である。

タイミングで、サイクルごとにシール試験を実施した。なお、熱また、各サイクルにおいて最も面圧低下の大きい、冷却時（常温）にてシール試験を行ったが、いずれにおいても基準

延伸 PTFE は 22.5MPa であった。しかしながら、Fig.2 にに漏洩が生じたため、応力緩和試験時における延伸 PTFE（冷却）が約 3 時間とした。

Table.3

熱サイクル応力緩和試験／気密試験条件

試験方法

JIS 10K 50A

試験温度

200℃ （24時間サイクル）

ガスケット

GF300，
延伸PTFE
厚さ：1.5mm

フランジ

材質：SS400
シール面粗度：Rz=14.4μm（Ave.）

ボルト（ひずみゲージ付）

寸法：M16×4本
材質：SS400

気密試験

マスフローメーター
漏洩感度：1.7×10-4 Pa･m3/s
流体：N2 ガス
内圧：1.0 MPa

である 1.7×10 -4 Pa･m3/s を上回る漏洩は見られなかった。

RF

Fig.4

熱サイクル応力緩和試験結果
4

Winter 2011

Winter 2011
気密開始／常温応力緩和試験概要図

サイクルは 24 時間で 1 サイクルとし、昇温が約 2 時間、降温ルト締結した。面圧はボルトに取り付けたひずみゲージにて、3Table.1

Mass ﬂow meter

シール特性の経時変化も確認した。

Leak

Fig.1

Bolt gauge

た 24 時間、96 時間、200 時間経過後にシール試験を行い、N2 gas

No.20

Oven

軸力）の経時変化を確認する応力緩和試験に移行した。まLeak

Bridge box

Bridge box

泡が見られなくなった面圧を気密開始面圧とし、面圧（ボルト20.0 MPa

Data logger

Dynamic strain measurement

1.0MPa を負荷し、石鹸水発泡法にてシール試験を行った。

ここではシールを確保する最小限の面圧（気密開始面確認を行った。

Data logger

No.20

技術論文
ガスケット締結体の応力緩和特性

3-2） 気密限界面圧の確認ており、その対策として増締めが行われてきている。

本項では、Fig.7 に示すように±20％の片締めにて締付け

ガスケット面圧が低下していくと気密を保持できなくなり漏増締めには運転初期の加熱状態で行うホットボルティング

実施した場合、増締めを実施しない場合に比べて残留面圧

たフランジ締結体のボルト軸力挙動の経時変化を評価し、片洩する。この気密を保持しうる最低面圧を気密限界面圧とと、運転停止時、再起動前の常温時に行うコールドボルティンが高くなり、増締めによる面圧保持の効果が確認された。ま締めによる応力緩和挙動への影響を確認した。主な試験条

し、気密限界面圧と応力緩和特性を比較検討することで、ガグがある。ここではホットボルティングおよびコールドボルティン

た、ホットボルティングとコールドボルティングを比較した場合、件を Table.6 に示す。

スケットの使用限界時期（寿命）を推定することが可能となる

グの面圧低下に対する効果を確認した。なお、ここでの増締

ホットボルティングによる増締めの場合が、より残留面圧が高と考えられる。ここでは、気密限界面圧を確認する。

めは初期締付面圧まで締め直すことを指す。Table.5 に試験

い結果となった。これは、コールドボルティングによる増締めは

条件を、Fig.5、Fig.6 に増締め試験結果を示す。

常温で行うため、再加熱時の温度変化によりガスケットの剛性

前項で実施した熱サイクル試験後に常温に冷却した締結体において、その残留面圧を 100％として、80％、60％、40％、20％、10％となるよう、段階的にボルト締結を緩めていき、面圧

Table.5

増締め試験条件

段階ごとにマスフローメーターによる気密試験を実施した。気試験方法

JIS 10K 50A

密限界面圧試験結果を Table.4 に示す。

試験温度

200℃

ガスケット

GF300，
延伸PTFE
厚さ：1.5mm

フランジ

材質：SS400
シール面粗度：Rz=14.4μm（Ave.）

Table.4

気密限界試験結果

GF300

延伸PTFE

RF

残留面圧
[MPa]

漏洩量
[Pa・m3/s]

残留面圧
[MPa]

漏洩量
[Pa・m3/s]

100

14.5

Seal

5.3

Seal

ボルト
（ひずみゲージ付）

寸法：M16×4本
材質：SS400

80

11.6

Seal

4.3

2.0×10−4

60

8.7

Seal

3.2

2.3×10−3

増締めタイミング

40

5.8

3.5×10−6

2.1

Over

20

2.9

2.1×10−4

1.1−

ホットボルティング
加熱24時間後（高温状態）
コールドボルティング
加熱24時間後冷却時
（常温）

10

1.5

Over

0.5

−

注1）Seal：1.7×10−5 Pa・m3/s 以下、Over：1.7×10−3 Pa・m3/s 以上

してかなり小さな値となった。これは、締結によってガスケットとフランジに なじみ が形成され、一旦形成された なじみ
は低面圧下にて内圧によって破られるまで気密を維持していTable.6

片締め試験条件

試験方法

JIS 10K 50A

低下が起こり、フローすることによって、ボルト軸力の低下が大

試験温度

常温

きくなったと考える。一方、ホットボルティングは、高温状態にてガスケット

GF300，
延伸PTFE
厚さ：1.5mm

フランジ

材質：SS400
シール面粗度：Rz=14.4μm（Ave.）

ボルト（ひずみゲージ付）

寸法：M16×4本
材質：SS400

増締めを行うため、剛性低下したガスケットを締付けることになり、フローさせながら締付けを行うため、増締め後のフローが少なく、応力緩和が小さくなったものと推測する。
以上のように、ホットボルティングによる増締めが、熱履歴による面圧低下に対して、より効果的であるという結果を得た。
しかしながら、ホットボルティングはガスケットが剛性低下（軟化）した状態での増締めであるため、過剰締付によるガスケッ
ト破壊に十分注意し、トルク管理にて行うことを推奨する。ま

RF

初期締付ボルト軸力 Fig.7参照
ガスケット面圧25MPaとなるおよび軸力分布ボルト軸力（27.0ｋN）
を100％とし、±20％の片締めを与えた

た、面圧が最も下がるのは冷却時であり、この時点でコールドボルティングによる増締めを実施することで、再起動時の漏洩を防止する効果が高いものと考えられる。

Fig.8、Fig.9 に初期締付時にボルト軸力分布（片締め）を与えた場合の軸力変動経時変化を示す。比較として片締めなしの結果を併記する。締付時に片締めを行ったフランジ締

3-4） 初期締付時のボルト軸力分布
（片締め）
の影響

結体のボルト軸力の挙動は、初期軸力が大きいボルトほど、多数本ボルトからなる締結体であるフランジ継手の締付け

その後の軸力低下が大きくなる傾向となった。ただしボルト軸には、トルク法が広く用いられているが、トルクレンチを注意深

力大小の順位列は変わることはなく、これは一般的なガスケッ

く使用しても、ネジ部品各部の摩擦係数のばらつきなどにより、トの応力緩和挙動と同傾向であった。また、軸力を 100％とし

締付力のばらつき（片締め）が生じる。JIS B 2251 -（2008）

たボルトは、片締めなしの場合の軸力挙動と一致しており、ボでは、少なく見積もっても±15％の締付力のばらつきが生じる

ルト軸力分布に影響されないことが確認された。

としている。

るためであると考えられる。また、熱履歴によるガスケットの軟化により、さらにフランジとの密着性が向上し、 なじみ がよくなっていることが考えられる。
ここで、気密限界面圧と、Fig.4 に示した熱サイクル負荷時の残留面圧を比較検討すると、運転中の残留面圧は気Fig.5

GF300増締めによる面圧変動

密限界面圧を大きく上回っており、比較的長期の使用、例え

BOLT-1

BOLT-2100%（27.0kN）

120%（32.4kN）

BOLT-3

BOLT-480%（21.6kN）

80%（21.6kN）

ばプラントの定修工事期間内に使用限界（寿命）を迎えることはないと考えられる。ただし、運転停止時の面圧低下は大きく、場合によっては気密限界面圧を下回ることも考えられる。
実際にも運転停止後の再起動時に漏洩が発生したケースもいくつか報告されており、この場合は増締めなどの対策が必要になる。

※ガスケット面圧25MPaとなるボルト軸力（27.0ｋN）
を100％とし、±20％の片締めを与えた

3-3） 増締め効果の確認
前項で示したように、ガスケット締結体は加熱や熱サイクルの付与によりガスケット面圧が低下することは以前から知られ
5

Fig.6

延伸PTFE増締めによる面圧変動

Fig.7 フランジ締結体片締めボルト締付

Fig.8

GF300片締め時のボルト軸力変動

すなわち、初期締付において片締めが生じた場合は、その最も小さいボルト軸力がガスケット寿命を左右すると考えられ、初期締付力を十分に与えることが肝要となる。
6

Winter 2011

Winter 2011

面圧
段階
[％]

気密限界面圧は、Table.2 に示した気密開始面圧に比較

No.20

ホットボルティングおよびコールドボルティングによる増締めを

No.20

技術論文
ガスケット締結体の応力緩和特性

しかしながら、実機にて使用される温度、圧力、流体などの条件は多種多様であり、すべてを網羅することは現実的ではない。また、大口径の実験は困難であるなど、実験手法にも制限がある。これらの問題については、有限要素解析（FEA）によるガスケット締結体の長期特性予測手法の開発が進んでおり 3）、これらと組合せることによってより確度の高い有益なデータを示すことができるものと考えられる。

ePTFE膜のMBR用途に対する可能性に向けた一考察

本稿は日本工業出版社「配管技術誌」 第 52 巻第 7 号

日本バルカー工業株式会社（通巻 696 号）に掲載された論文を転載したものである。
Fig.9

研究開発部 メンブレン開発グループ

延伸PTFE片締め時のボルト軸力変動

4. 今後の展開と課題

5. 参考文献
1）JIS B 2251（2008）フランジ継手締付方法

ガスケット締結体の諸条件における面圧挙動を、比較的簡便な実験手法において明らかにすることができた。さらに実機で想定されるさまざまな条件、現象を模擬し、実験していくことで、非石綿ガスケットを安全に使用、管理する手法を2）JIS B 2490（2008）管フランジ用ガスケットの密封特性試
験方法3）佐藤 広嗣 , 野々垣 肇 , 黒河真也 , 出口 聡美 , バルカー
技術誌 , No.17, 2-7,（2009）.

With the world water shortage and water quality deterioration, the worldwide need for a safe and securesupply of fresh water has been increasing. The membrane bioreactor (MBR) is a leading edge technology
currently being used in countries around the world for water reclamation. Due to advances in the technology
and declining costs, the application of MBR technology for water reclamation has increased sharply over the
past several years.
MBR technology offers several advantages to conventional wastewater treatment including reduced footprint,
consistent and superior effluent water quality, and ease of operation.
This report describes how the basic characteristics such as pore size of ePTFE (expanded polytetrafluoroethylene) membrane films affect their performance in activated sludge through the laboratory tests with flat membrane elements. It was studied in the laboratory test with artificial raw wastewater.

Winter 2011

Winter 2011

構築していくことができるものと考える。

本居 学
瀬戸口 善宏Keywords：
Water Shortage, water quality deterioration, membrane bioreactor, MBR, wastewater, footprint, ePTFE,
expanded polytetrafluoroethylene, pore size, flat membrane, activated sludge, artificial raw wastewaters

No.20

1. はじめになったり、広大な用地（沈降分離のための沈澱槽用の用地など）が必要になったりするなどの不都合が生じている。

従来、浄水処理、下水・廃水処理、あるいは産業廃水の処

これらの問題を解決する方法の一つとして、膜分離活性汚理など、濁度の高い被処理水の固液分離を行う方法の一つ

泥法（Membrane Biological Reactor 以下 MBR）
が検討さ

として、
活性汚泥法が採用されている。

れている。前述の標準活性汚泥法が、重力沈降などを利用

この活性汚泥法とは、廃水中に空気を吹込みながら様々なして活性汚泥と処理水の固液分離を行うのに対し、MBRで微生物（活性汚泥）を増殖させ、
その微生物により廃水中のは精密ろ過膜（Microfiltration膜：ＭＦ膜）
あるいは限外ろ生物化学的酸素要求量（Biochemical oxygen demand 以

過膜（Ultrafiltration膜：ＵＦ膜）を用いた膜分離を利用して下 BOD）の増加につながる成分などの汚れを浄化する方法

活性汚泥と処理水の固液分離を行うのが特徴である。

である。

7

No.20

すなわち、
MBRでは曝気槽に微細な穴を持つ膜を浸漬し、標準的な活性汚泥法（以下 標準活性汚泥法）
では、砂を微生物と処理水の直接ろ過を行って固液分離するため、安利用したろ過や重力を利用した沈殿などにより、活性汚泥と定して清澄な処理水が得られる上、沈澱槽が不要であり装処理水の固液分離が行われている。しかしながら、このよう置をコンパクトにできる特徴を有する（Fig.1参照）。このことな方法による固液分離では得られる処理水質が不充分とから、標準活性汚泥法に比べ、浮遊固形物（suspended
8

技術論文
ePTFE膜のMBR用途に対する可能性に向けた一考察

solids 以下 SS）や微生物群の除去能力に優れ、
また必ずし

次に、
多孔質PTFE（expanded PTFE：以下 ePTFE）の日間を Run 3 とした。使用した ePTFE 平膜の細孔径は、も大きな敷地面積を必要としない（標準活性汚泥法に比して特徴を説明する。ePTFEは、非粘着性・疎水性・耐熱性・0.3μm, 0.5μm, 1.0μm の 3 種 類で、1.0μm についてのみ 21）, 2）
敷地面積を小さくできる）などの利点がある。

耐薬品性・耐候性・低摩擦・撥水性・低誘電率などの優れ

枚用い、計 4 枚の平膜を浸漬させて同時にろ過試験を行った性質を有するポリテトラフルオロエチレン（以下 PTFE）をた。なお、処理水は全て処理槽に戻し、余剰汚泥の引き抜き

延伸して作られ、Fig.2のような3次元に多孔質化された構造は行わなかった。

返送汚泥

原水

返送汚泥用ポンプ
標準活性汚泥法Fig.1 MBRと標準活性汚泥法の処理フロー

がら様々な特性を持つ多孔質膜を作ることができる。
このePTFEの特性として、高空隙率・非粘着性（易剥離性）
・耐薬品性・耐熱性・防水透湿性などが挙げられる。
この応用分野としては分離・ろ過用途（液体フィルター・エアーフィ
ルター・バグフィルター）、通気・透湿・防水・防塵用途（電池用
撥水膜・ベントフィルター・燃料電池用透過膜・セパレーターなど）などがある。
本研究では、
ePTFEの特性である高空隙率（高透水性）、

これまで MBR は産業排水、
ビル中水道、
し尿処理、浄化槽など、小規模処理を中心に普及していたが、今後は大規模都市下水処理への展開が期待されている。しかし、MBRが抱える問題点の 1 つに膜の汚染（以下 ファウリング）があめ、膜には低ファウリング性が要求される。またファウリング進
行時には薬剤による膜の洗浄が行われるため、膜はその化
学的耐久性も必要となる。本研究では、ラボスケールの浸漬型 MBR に、耐薬品性に優れたポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene 以 下 PTFE）の多 孔 質 膜を適

率）
に着目し、
MBRとしての性能評価を検討した。

3. 浸漬型MBR装置と運転条件

透過流束1.2-1.6[m/d]

温度 [℃]

15-19

pH

6.5-7.5

MLSS [g/L]

6.5-8.5

曝気量 [L/min]2

基質

グルコース, リン酸二水素カリウム
ペプトン, 酢酸ナトリウム運転期間 [d]6（Run1）、7（Run ）、6（Run 3）

ろ過方法

間欠吸引ろ過（吸引9分，
休止1分）

運転日数 [day]槽にePTFE平膜モジュール（PP製プレートにePTFE/PPラミ

超純水のろ過抵抗を測定した。また取り出した膜モジュール

ネート膜を貼り付け、表裏両面からの吸引ろ過を可能にしたモに対し、表面をスポンジで拭き取る「物理洗浄」、5000 mg

ジュール）
4組を浸漬させ、グルコースを主な炭素源とする人工の NaClO 溶液に 5 時間以上浸漬させる「薬品洗浄」を施

廃水の処理を19日間連続して行った。

し、各洗浄後の超純水のろ過抵抗を測定した。各ろ過抵抗は、以下の式とFig.4 から算出した。3）
データロガー

エアーコンプレッサー

タイマー付ポンプ

傾き=1/μR⊿P：ろ過圧力[Pa]μ：透過液粘度[Pa・s]
R：ろ過抵抗

吸引

活性汚泥

-1

細孔径0.3μmの膜のTMPのみが80kPa程度まで急激に上昇し、他の3つの膜のTMPにおいては20kPa程度までほぼ同様に緩やかな増加を示した。そのためRun2からは細孔径0.3μmの膜を外し、他の3つの膜のTMPの変化を比較した。 Run 1終了後、膜洗浄を行って開始したRun2においては、細孔径1.0μm（A）膜のTMPが他の2つの膜のTMPに比後、膜洗浄を行って開始したRun3においては、
細孔径1.0μm（B）膜のTMPのみが30kPa程度まで緩やかに上昇し、他の2つの膜のTMPは70kPa程度まで急激に上昇するする傾向
を示した。

薬品洗浄後
物理洗浄後

膜取り出し直後散気管

9ファウリングの進行度を示す指標の一つであり、TMPが上昇4-2） 各膜のろ過抵抗 R 3）

曝気

Fig.3

（以下TMP）の経時変化をFig.5に示す。なお、TMPは膜

べ、若干緩やかに増加する傾向を示した。一方、Run2終了

J：透過流束[m/s]

J=ΔP/μR

圧力計（人工廃水）

各膜における膜間差圧
（TMP）
の経時変化

MBR処理槽に浸漬させた4枚のePTFE平膜の膜間差圧

Run1, Run 2 終了時に膜モジュールを処理槽から取り出し、基質

Fig.2 ePTFEの構造図（×5000）Fig.5

するほどファウリングが進行していることを示す。Run1では

流量計

2. ePTFEの特徴

0.3, 0.5, 1.0（A, B）

MBR装置の模式図をFig.3に示す。有効容積18Lの処理較した。また洗浄（物理・薬品洗浄）前後の膜ろ過抵抗を調べた。3）

膜細孔径 [μm]非粘着性（耐ファウリング性、易洗浄性）、耐薬品性（洗浄効用し、その細孔径の違いによるファウリングの進行の程度を比測定することで、ろ過抵抗と膜ファウリングの進行との関係を浸漬型MBR装置運転条件

浸漬型MBR装置模式図

その時の運転条件を Table.1 に示す。運転初日から 6 日

膜間差圧（ろ過圧力）

目までを Run 1、その後の 7 日間を Run 2、更にその後の 6

Fig.4 ろ過抵抗算出方法

Winter 2011

Winter 2011

る。このファウリングが進行すると膜の処理能力が下がるた

Table.1

TMP [kPa]

透過制御を行うことが可能であり、PTFEの特徴を活かしな

純水ろ過時の抵抗 [1/m]

標準活性
汚泥法
処理水

透過流束 J

沈殿槽

No.204-1） 膜間差圧の経時変化3）を示す。この延伸多孔化技術では、密度制御・孔径制御・

MBR
処理水

ブロア 生物反応槽
MBR

4. 結果と考察

Fig.6

各膜における洗浄前後の純水ろ過抵抗
10

No.20

製品の紹介ePTFE膜のMBR用途に対する可能性に向けた一考察

次に、
Run 1, Run 2 終了時に測定した超純水の膜ろ過抵抗の値をFig.6に示す。Fig.5とFig.6の結果をみると、洗浄前後における超純水ろ過抵抗値は、TMPの経時変化と相関がとれないことがわかる。しかし薬品洗浄後のろ過抵抗とRun開始時のろ過抵抗との差（洗浄で回復しなかった抵抗
Ri）
を求めると、その大小はその後のRunにおけるTMPの経時変化に影響を与えていることが示唆された。Riが他の膜に比べて低かったRun 1 終了時の1.0μm（A）膜とRun 2 終了時の1.0μm（B）膜は、Run 2、Run 3 においてそれぞれ
TMPの増加が緩やかであった。
また、膜の物理洗浄により回復する抵抗が大きい場合、Riは小さくなる傾向がみられた。物理洗浄の効果が高い場合

・細孔径0.3μmの膜は0.5μm, 1.0μmの膜に比べ、ファウリン
グの進行が速いことが明らかであった。
・0.5μmと1.0μmの膜は、洗浄後の膜の状態によりファウリン
グの進行に差が生じるようであった。洗浄により回復しない
抵抗Riが大きい場合、膜間差圧TMPの上昇速度が速くなった。
さくなる傾向がみられた。

水のリサイクル技術は、環境及び資源枯渇の面から様々な分野において、ますます重要になると考えられる。今後もMBR

は、細孔内部への汚染成分の侵入によるものが主であると考といった水処理分野でのePTFEの応用先を検討していく。
なお、本報は化学工学会 第42回秋季大会で「MBR用
PTFE膜の開発」
として、横浜国立大学大学院工学研究院
特別研究教員 新田見匡先生が発表した内容に基づいたもウリングの進行については、洗浄後の膜の状態により差が生

のである。

じ、
さらに膜の物理洗浄により回復する抵抗が大きい場合、Ri

謝辞

人見哲男様の御力のもと得られた成果であり、ここに心から深く謝意を表します。

原水および処理水の水質をTable. 2 に示す。
原水に対して、いずれの膜のおいてもBOD、
COD、
SS全て
低濃度であることがわかり、孔径の大きい1.0μmの膜でも処理水質に問題がないことが確認できた。
Table.2

Membrane Bioreactors in Water and Wastewater

孔径0.3μm膜

孔径1.0μm膜

BOD（mg/L） 150

1

1

COD
（mg/L） 62.4

2.4

2.6

0.5未満

0.5未満

SS
（mg/L）

原水

5

7. 参考文献小池 真二

Since it was introduced as a new concept sheet gasket into the market in 2004, Valqua BLACKHYPER™
#GF300 has been known for its long-term reliability, high temperature stability, and high compression strength,
all which are attributed to its excellent stress relaxation characteristics. On the other hand, many users are
calling for the unification of the products to one product which has broader utility, because it has been troublesome to use those products according to specifications after the use of asbestos products was prohibited.
Here we would like to introduce Valqua #MF300, a white color sheet gasket which was developed to havelong-term reliability as #GF300 and a wider range of chemical compatibility. BRIGHTHYPER™ #MF300 is a
general purpose sheet gasket and applicable to areas where asbestos sheet gaskets have been used.
Keywords：
long-term reliability, wider range of chemical compatibility, BRIGHTHYPER™, general purpose sheet gasket

No.201）The MBR Book : Principles and Applications of

処理水質測定結果

測定項目

本報で紹介した研究は横浜国立大学大学院工学研究院 教授 松本幹治先生、特別研究教員 新田見匡先生、

4-3） 水質処理研究開発部 シール開発グループ

Winter 2011

Winter 2011

ファウリングの進行が速いこと、
また0.5μmと1.0μmの膜のファは小さくなる傾向が確認できた。

日本バルカー工業株式会社

6. おわりにリングが主であると考えられ、物理洗浄の効果が低い場合

以上より、細孔径0.3μmの膜は0.5μm、1.0μmの膜に比べ広範囲の流体に適用できる
白色ふっ素樹脂系ガスケット
ブライトハイパー™ No.MＦ３００・膜の物理洗浄により回復する抵抗が大きい場合、Riは小は、膜表面に汚染成分が堆積してできたケーク層によるファウ

えられる。

No.20

5. まとめTreatment, Simon Judd with Claire Judd, ELSEVIER
2）MBR( 膜分離活性汚泥法 ) による水活用技術 山本和夫、
サイエンス＆テクノロジー株式会社（2010）3）化学工学会 第 42 回秋季大会「MBR 用 PTFE 膜の開発」

1. はじめに当社は2004年、
ジョイントシートに代わる新しいコンセプトの（以下
シートガスケットとして、
ブラックハイパー® No.ＧＦ３００
GF300）を上市した。このＧＦ３００は、
非石綿ジョイントシートの欠陥である耐熱性を改良し、かつ従来のふっ素樹脂ガスケッ

4 - 1）、4 - 3）の結果から、当社 ePTFE は孔径が 0.5μm

トのクリープ特性を改善し、優れた応力緩和特性によって長期以上であるほうが耐ファウリング性を有しており、また孔径がの信頼性と高温安定性を確保するとともに、増締めをも含めた

大きくても処理水質に問題がなく、さらにろ過流量を増やせる

安定した取扱性の高さから、多くのユーザーにご好評をいたという点で孔径 1.0μm の ePTFE が最も MBR に適していだいている。

ると考えられる。

しかし、急速な非石綿化の過程では、多くのノンアス製品はまいシートガスケットによって、使用ガスケットの統一を望む声が高まっている。
こうした各ユーザーの要望を受け、当社はＧＦ３００の長期信頼性をそのままに、白色でかつ耐薬品性を向上させて適用
流体範囲を広げた新ガスケットの開発に挑み、ブライトハイ
パー™ No.MＦ３００（以下MF300）の開発に成功した。
ここに紹介するMＦ３００は、石綿ジョイントシートの代替として、従来の石綿ジョイントシートのほとんどの用途に適用可能なシートガ
スケットである。

2. 構成および特徴

さらに、ePTFE は耐薬品性、耐熱性を有しているため、だ実績に乏しく、
従来は石綿ジョイントシートの使われていた領他の材質では困難であった高温でのアルカリ・酸などを利用域であっても、わずかな仕様の違いに対応して、各種のノンア

した洗浄方法が適用できることから、MBR 用途として有望ス製品を使い分けるに至った。
このことは、
ユーザー各位での耐薬品性に優れた充填材を配合する事によって、
ＧＦ３００

である。

管理を煩雑にし、管理コストの増大と設備保全の信頼性の低よりも広い流体適用範囲（特に耐アルカリ性）をもつ。また、下をも懸念された。

PTFE バインダーを使用し、耐熱性に優れ、フランジへの固今後は、4-2）の結果でもあるように、いかに効率よく表面ろ過を実現させるかが課題となる。
11

そのため、
ユーザー各位にあっては、より適用流体範囲の広2-1） 高い耐薬品性

着もない特徴はＧＦ３００と同等である。
12

製品の紹介広範囲の流体に適用できる白色ふっ素樹脂系ガスケット ブライトハイパー™ No.MＦ３００

2-2） 優れた機械特性

4. 標準寸法

Table.3

優れた応力緩和特性をもち、熱履歴のある条件下でも、ガスケット応力の低下は少ない。また熱で硬化・劣化するゴム標準寸法をTable.1に示す。

バインダーを使用しないため、増締めが可能で、初期締付時

なお、
本シートは融着による接合ができ、標準寸法を超えるの圧縮破壊強度も高く、取扱い性に優れたシートであることもＧＦ３００と同等である。

大口径品を製作できる。
Table.1

厚さ2-3） 白色

1.5

白色のシートガスケットで、流体への黒色異物混入を嫌う（単位：mm）

標準寸法

ガスケットである。

3.0

1270 × 1270

流体

推奨締付面圧（MPa）

厚さ
（mm）

m

ｙ（N/mm2）

液体

25.5

3.0
（3.2）

2.00

11.0

ガス

35.0

1.5
（1.6）

2.75

25.5

注1）締付面圧は、
内部流体圧力によるオープニングフォースは考慮されていない、
一般的な条件で必要な面圧である。
注2）面圧は、
ガスケットの接触面積による。

注1）m、y値は、JIS B 8265附属書3に定められている。
注2）ジョイントシートの値が適用できる。

6. 特性評価
JIS-R3453に準拠した特5. 使用可能範囲・設計資料

Table.5

一般物性性値をTable.5に示す。応力使用可能範囲をTable.2およびFig.2 に示す。
推奨締付面圧およびm,y値をTable.3、4に示す。
Table.2

Table.4 ｍ，
ｙ値

幅 × 長さ箇所にも適したガスケットである。
すなわち、MＦ３００は広範囲の流体に適用可能なシート

推奨締付面圧緩和をはじめとした一般特性

温度（℃）

圧力（MPa）−200〜300

3.5

1.5

3.0

1.5

3.0

引張強さ
（横方向)

MPa

12.0

14.1

12.4

10.9

圧縮率
（34.3MPa）

%

6.7

6.8

5

4

す。高温時の応力緩和特性

復元率（34.3MPa)

％

30.0

33.8

53

54

に優れ、熱サイクルにおいて

柔軟性
（縦方向)

厚さの倍数

<2

<2

<2

<2

もガスケット面圧の保持が可

応力緩和率＜ASTM F-38準拠 フランジ粗さ：25S相当＞能であり、長期のシール安定

200℃×22h

37.4

67.7

有限要素解析（FEA）
およを、Fig.3およびTable.6に示性を有している。
各種薬液に対する重量減
少率をTable.7に示す。重量
変化はＧＦ３００より少なく、特No.20に耐アルカリ性が向上してい

厚 さ
常態試験

％

シール性＜ガスケットφ46×φ67×t1.5

35.4

56.6

締付20MPa 内圧1.0MPa

N2ガス＞【社内法】

ペースト有りPa･m /s

1.7×10 以下

1.7×10-5以下

ペースト無しPa･m3/s

1.7×10-5以下

4.0×10-4

3

-5

No.20

注1）物性値はすべて実測値であり、管理規格値ではない。

る。

Fig.1 ブライトハイパー™ No.MF300外観写真

3. 使用用途
3-1） 用

途

石油化学、
石油精製、
化学、
食品・医薬関連、船舶などの各
種産業用配管フランジ及び各種機器接合部などに適用する。

3-2） 適用流体
水、
海水、
熱水、
水蒸気、
空気、
酸、
アルカリ塩類水溶液、
油
類、アルコール、
脂肪族系溶剤とその蒸気、不活性ガス、
支
燃性ガス、
可燃性ガスなどに適する。 毒性ガスへの使用については別途詳細条件の提示が必要。重合性モノマーには適さない。
13①水系流体 ②油系流体③酸、
アルカリ、溶剤および空気、窒素ガス④可燃性ガス ⑤低温流体
備考
気密性を高めるには、
ガスケットペースト塗布し、下記推奨締付面圧を適用のこと。
ガスケットペーストにはニューバルフロン®ペーストを推奨する。
またNo.6、No.6Mは適さない。

Fig.2 流体別使用可能範囲

Fig.3

Winter 2011

Winter 2011

注1）温度と圧力は、それぞれ個別の使用限界を示す。
注2）流体区分、温度により最高圧力が異なる。
（Fig.2 参照）

GF300

mm

はＧＦ３００と同等である。
び熱サイクルシール性評価

使用可能範囲MF300

項 目

有限要素解析
（FEM）
によるガスケット面圧挙動
14

製品の紹介広範囲の流体に適用できる白色ふっ素樹脂系ガスケット ブライトハイパー™ No.MＦ３００

Table.6（単位：Pa･m3/s）

熱サイクルシール性評価

温度

260℃

300℃
MF300

A社 白色PTFEガスケット

GF300
内圧［MPa］

加熱サイクル

0.5

1.0

0.5

1.0

0.5

1.0

0.5

1.0

熱サイクル前

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

1サイクル後

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩過多

−

漏洩なし

漏洩なし

2サイクル後

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

1.7E−04

漏洩なし

5.9E−04

漏洩なし

1.8E−03

漏洩なし

2.6E−03

3サイクル後

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

5サイクル後

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

10サイクル後

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

漏洩なし

Table.7

JIS10K25A（φ35×φ74），
t3.0
Ra：3-6μm、Ry：12-25μm
全面座
未塗布
34.3MPa
300℃×15h×10Cycles（A社品のみ260℃並行実施）
水没法
1.7〜1.7×10−4 Pa・m3/s
窒素ガス、0.5/1.0MPa

95％ 硫酸浸潤条件（温度×時間）108℃×168h

108℃×168h

70℃×168h

70℃×168h

108℃×168h

MF300

2.0

3.6

1.4

2.2

1.1

GF300

25.9

1.7

0.5

4.6

1.7

69％ 硝酸34％ 塩酸松村 清裕

Keywords：
Gland-packing, expanded graphite, chemical resistance, heat resistance, without adapter-packing

50％
水酸化ナトリウム

No.20

研究開発部 シール開発グループ

We have developed the gland-packing #VFX-15 made of expanded graphite. This product can be applied
under a wide range of conditions, because expanded graphite includes outstanding chemical resistance andheat resistance properties. Moreover #VFX-15 can be used alone without adapter-packing because of its highmechanical strength through metal wire reinforcement. It is easy to operate and maintain thanks to thesefeatures.

（単位：％）

耐薬品性（重量減少率）日本バルカー工業株式会社

Winter 2011

Winter 2011

試料寸法
フランジ表面粗さ
フランジ座形状
ペースト
初期面圧
熱サイクル
試験方法
漏洩検出範囲
漏洩試験流体1サイクル後の漏洩過多につき
試験続行不可能高温高圧バルブ用
膨張黒鉛編組パッキン
No.VFX-15

85％ リン酸

1. はじめに2. 構成および特徴

過去、石綿製品は単一の製品で幅広い用途、使用条件に膨張黒鉛ヤーン（糸）を金属細線で補強する事により耐対して適用することが出来たが、現状のノンアスベスト製品

圧性を向上させ、高温高圧条件下においても単独での使用は、諸処の条件に対して使い分ける必要があり、製品管理のを可能にした膨張黒鉛編組パッキンである。

No.20

点で、
大きな課題となっていた。
その為、ユーザーからは、石綿製品と同様に幅広い条件において使用できるノンアスベスト製品が要望されていた。
今回新たに提供する製品は、耐熱性・耐薬品性に優れた

7. おわりに
今回紹介したブライトハイパー™No.MＦ３００は、ＧＦ３００の耐薬品性をより一層向上させて適用流体範囲を拡大し、かつ同等の長期
信頼性を有している。
すなわち、
本製品は、
従来のノンアスベスト製品をこえる、広範囲の流体に適用可能なシートガスケットである。

膨張黒鉛を基材としており、様々な条件下に使用されているバルブに適用する事ができる。
また、金属線で補強して耐圧性を向上させており、アダプターパッキンを併用することなく単独で使用することが出来るため、簡便なメンテナンスを実現する事ができる。

そのため、かつて石綿ジョイントシートを使用していたラインについて、
非石綿化の当初、多種類のガスケットを併用することになった場
合であっても、本製品によって使用ガスケットの一本化を図ることができる。

Fig.1 VFX-15外観写真
15

16

製品の紹介高温高圧バルブ用膨張黒鉛編組パッキンNo.VFX-15＜試験結果＞※350
Class 2500

圧力［MPa］

40

30

20

Class 1500

Class 900

VFX-15
10

Fig.2 VFX-15構造概念図

0
−200

0

200

400

600

800

温度［℃］

① アダプターパッキンを併用せずに、単独で使用することがFig.3 一般弁用レーティング表できる。
② 耐熱性・耐薬品性に優れた膨張黒鉛を主材としており、広汎な使用条件に対して適用することができる。
③ 従来の膨張黒鉛製品と比較して、コストパフォーマンスに優れている。

広汎な条件下において使用されるバルブ軸封用パッキンである。

Fig.5-2 軸抵抗

Table.2 試験条件

評価試料

3. 使用用途

Fig.5-1 圧縮歪特性

VFX-15

試験治具

下図参照

呼び寸法

φ20×φ33×6.5H

組み合わせ

単独6リングクリアランス

片側0.5mm

締付面圧

4.9〜58.8 MPa

（用途例）

負荷流体

N2ガス

・火力発電所のバルブ、各種プラントの自家発電設備のバルブ

負荷圧力

1.0〜9.8 MPa

Winter 2011

Winter 2011
No.20

6. 基礎特性評価結果

No.20

・石油精製・石油化学プラント内のバルブ
・各種プラントの蒸気ライン用のバルブ＜試験方法概要＞① 試験治具にパッキン

4. 製作範囲を装着する。
② 圧縮試験機により、
所

製作範囲：□３．
０mm〜□２５．
０mm

定面圧にてパッキン

梱包単位：３m（リング成形品も製作可）

を締め付ける。

Fig.5-4 応力緩和特性

掲載の試験結果は、参考データとしての実測値であり、実使用時の性能を保証するものではない。
シール判定条件：5.6×10 -5 Pa･m3/s未満（0.1cc/3min未満）を測定する。
④ 流体圧を負荷し、漏Table.1 使用範囲

17

※3
※4

③パッキン高さ、
軸トルク

5. 使用範囲※1※2

Fig.5-3 シール特性※4品

番VFX-15用途

バルブ軸封用温度限界

650℃※1

圧力限界

25.9
［MPa］

ANSI レーティング

Class 1500

pH 範囲

0〜14※2

酸化雰囲気下での最高使用温度は400℃になる。（空気中など）
濃硫酸，濃硝酸などの酸化性酸･酸化剤は除く。

洩量を測定する。

7. おわりに⑤ 段階的に締付面圧を上げ、②〜④を繰り今回紹介した新製品は、実際の現場における運用及びメン返し行う。

テナンスを、より簡便かつ容易にできるものであると考えている。
これからもユーザー各位の多様なニーズに応えるべく、新たなる製品開発に注力していく所存である。
Fig.4 基礎特性試験治具図18

製品の紹介
ZEUS製PEEK熱収縮チューブPEEKshrink®

3. 用途

ＺＥＵＳ製PEEK熱収縮チューブ
PEEKshrink®

PEEKの特性を活かし、被覆による絶縁・耐熱・保護・強度付加などの広範囲に使用可能。具体的には電線・電子機器ケーブル・
医療機器ケーブル・ポリイミ
ドフィルムなど既存保護フィルム材の代替にも使用される。

4. 製品仕様
Table. 1 にPEEKshrink®の製品仕様を示す。

日本バルカー工業株式会社
機能樹脂事業部

齋藤 学

Table.1

収縮比

1.4：1

収縮条件

収縮温度330℃〜360℃

製作範囲

内径
（

その他

PEEKshrink® provides a “shrink to fit” layer for critical components used in a variety such as wire coating

米国医療認定材料（USPクラスⅥ）、充填材 対応可

5. 製品特性
Table. 2 にPEEKshrink®の主要特性を示す。
Table.2

medical devices, electronics, hardware and oil exploration equipment. The purity and lubricity make it an
ideal choice.

PEEKshrink® 特性一覧

特性

試験方法

単位

値

伸張係数

ASTM D638

KSI

1309

An alternative to traditional protective coatings like Teflon® or Kapton®, PEEKshrink® is ideally suited for

引張り降伏応力ASTM D638

PSI

14503

challenging environments where extreme heat or cold, intense pressure, chemicals, water, or dielectricinterference pose a threat to wires and electrical components.

ガラス転移点ASTM D3418

℃

161

絶縁強度

ASTM D149

V/mil

3570

耐熱性

NEMA MW1000

℃

400

結晶化度

ASTM D3814％

40

Capitalizing on more than 40 years of polymer experience, Zeus continues to provide superior products withthe highest standards of quality and control.
Keywords：Zeus, Heat Shrinkable, PEEKshrink®

2. 特徴

当社は米国ＺＥＵＳ社（ズース社、以下ZEUS）とアライアン

ＺＥＵＳではＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂）のス契約を締結し、ＺＥＵＳ高機能チューブの販売権を取得し特性を更に進化させ、
電気絶縁・高温・高圧・摩耗に対してた。ＺＥＵＳ高機能チューブは、欧米の医療機器向けカスタム

高い性能を有したPEEKshrink®の製品化を世界で初めてオーダー品で大きなシェアを有しており、高機能化・多様化が成功した。

望まれる日本のチューブ用途においても多くの期待をいただ
いている。

No.20

6. おわりに

1. はじめに今回紹介したPEEKshrink®に限らず、ＺＥＵＳ高機能チューブは、
電気・機械・医療などのあらゆる分野で幅広く使用されており、特にＰＴＦＥ・ｅＰＴＦＥなどのふっ素系材料、ＰＥＥＫなどの高機能エンプラ材料、更に極細径・極薄肉・異形断面・後加工などの特注製品を得意としている。
※本文中のデータ、値は全て一定の環境下における代表値である。使用に際しては十分に適正の確認が必要である。

ＰＥＥＫの優れた諸特性を有したまま、使用温度範囲を米
国電気製品規格（ＮＥＭＡ MW1000）
で約４００℃まで高め、本報では、ＺＥＵＳの持つ多くのラインナップより、電気・機

低温域から、
より高温域までの使用を可能としている。
また、Ｚ

械・医 療などの最 先 端 分 野で優れた特 徴を有している

ＥＵＳの優れた押し出し成形技術を活かした極小径・極薄肉を紹介する。
PEEKshrink®（ＰＥＥＫ熱収縮チューブ）厚にも対応し、樹脂被覆用途の可能性を更に広めた。

19

0.97mm（0.69mm）〜9.96mm（7.11mm）

Winter 2011

Winter 2011

PEEK, a linear, semi-crystaline aromatic polymer, is considered the highest performing thermoplastic
material due to its ability to withstand extreme temperatures, high pressure and caustic fluids. Now Zeus hastaken PEEK to an entirely new level of performance with the introduction of PEEKshrink® — PEEK heat
shrinkable tubing.

）内は収縮後寸法

任意の色に対応可能

色

Featured Polymer: PEEKshrink®
PEEK Heat Shrinkable Tubing

No.20

PEEKshrink® 製品仕様20

製品の紹介
多層基盤用プリプレグfastRise™

3. 特徴

多層基盤用プリプレグ
fast Rise™

・優れた電気特性（誘電率：2.6〜2.8

・低温（215℃）
プレスでの積層加工が可能であり、積層後リフロー工程にも対応可能

4. 製品仕様

日本バルカー工業株式会社

Table.1

製品ラインナップ、製品厚み

プレス後厚み［μm］

機能樹脂事業部

呼び厚み

杉本 昌樹

番

18μm銅箔
50%除去時35μm 銅箔
50%除去時

誘電率
※1
［μm］

［inch］

64

0.0025

69

33

25

76

0.00308953

推奨せず※2

2.6

FR-26-0025-60
FR-27-0030-25

2.7

FR-27-0035-66
FR-27-0040-25

2.8

FR-28-0040-50
FR-27-0045-35

Keywords：PTFE laminates, multilayer, prepreg

銅箔除去無

2.7

FR-27-0050-40

89

0.0035

94

64

53

102

0.0040124

94

推奨せず※2102

0.0040

124

94

89

114

0.0045

147

117

107

127

0.0050

155

140

124

※1 μm 表示数値は inch 表示の換算値※2 ローフローグレードのため、隙間に樹脂が流れ込まない場合あり

製品サイズ

No.20

製品サイズ

1. はじめに
近年情報の多様化・大容量化に伴い、使用される周波数が高くなることにより、低誘電率の材料（ふっ素樹脂）ニーズが高まっている。
そのため高周波領域に対応した高速デジタル回路などには、ふっ素樹脂基板などが多く使用されている。
また、同時に基盤の多層化も

※3
［mm］

［inch］

304 × 457
406 × 457
457 × 610

12″× 18″
16″× 18″18″× 24″

進んでおり、
多層化時に使用する接着用プリプレグも高周波対応した材料(接着材)が必要不可欠である。
本報ではタコニック製多層基盤用プリプレグであるfastRise™の製品紹介を行うこととする。

※3 mm 表示数値は inch 表示の換算値

5. 製品特性

2. 構成

Table.3

fastRise™の構成をFig.1に示す。一般のプリプレグとは異なり、ガラスクロスは使用しておらず、
PTFE、セラミックフィラー及び熱硬化性樹脂層で構成されている。
回路断面
（銅箔）
熱硬化性樹脂セラミック/PTFEフィルム

代表物性（FR-27-0045-35）

誘電率

※1

2.75

誘電正接

※1

0.0014

体積抵抗率

表面抵抗

吸水率

［MΩ・cm］

［MΩ］

（m・K）
］ X
［％］ ［W/108

108※1 IPC-650 2.5.5.5.1（modiﬁed）（10GHz）
により測定

0.08

熱伝導率

0.25

線膨張係数※2

ピール強度［ppm/℃］［kgf/cm］

59

Y

Z

35μm Cu

70

72

1.3

※2 IPC-650 2.4.41（-55〜125℃）により測定

6. おわりに

熱硬化性樹脂今回紹介したfastRise™は、
ガラスクロスを用いていないことを特徴とするふっ素系のプリプレグである。局所的な誘電率のバラつき
Fig.1
21

fastRise™ 構成図

Winter 2011

Winter 2011

Recently, with more diverse information and increasingly higher capacity, the importance of low-dielectricmaterial such as PTFE is rising along with its use for higher frequencies. Therefore, PTFE laminate is mostcommonly used in high frequency application such as high-speed digital circuits, and it offers low transmission
loss and excellent performance. At the same time, multilayer lamination technology has become moreadvanced.
This means the multilayer material, prepreg, is also an essential as an adaptable material for high frequency
applications. The advanced multilayer prepreg, “fastRise™” by Taconic is outlined below.

品

Table.2

No.20

誘電正接：0.0014<10GHz>）・ガラスクロスを使用していないため、局所的な誘電率のバラつきが少なく、
レーザー加工も可能が少ないため、
高速信号や高周波回路などの多層基盤用途に有効であると考えている。
22

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冬号 No.20
Winter 2011

発行日・・・ 2011年1月10日
編集発行・・日本バルカー工業株式会社〒141-6024
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