2023年

バルカー技術誌
No.45 Summer 2023

● ご挨拶・
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・1
取締役CTO青木● 技術論文《共著》

睦郎

フランジ締付け作業の可視化を目指す
ガスケット締付けサポートシステムの紹介・
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・2

● 製品の紹介● 製品の紹介● 製品の紹介● 製品の紹介

Quick Value（デジタル調達プラットフォーム）の紹介・
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・6
高温水素用途向け
BLISTANCE シリーズのご紹介・
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・10

https://www.valqua.co.jp

耐振うず巻形ガスケット
No.6596A／No.7596A ・
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原子力向け製品ラインアップ・
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● テクノロジーニュース 直近のバックナンバー・
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・25

ご挨拶

皆さまには日頃からValqua Technology Newsをご愛読いただき、心より御礼を申し上げます。
現在の世界情勢は、急速な技術革新や地域間、国家間の関係がますます複雑する中で、経済成長に対する方向性を見極めるためには多様な視点で臨むことが必要になっています。また、
気候変動や自然災害といった環境上の課題も深刻化しており、世界中で持続可能な解決策の模索も続いています。そのような環境の中、バルカー技術誌

Summer 2023
No.45

技術分野では、人工知能、新素材、ブロックチェーンなどの技術革新が日々進歩する中で、サイバーセキュ
リティやデータプライバシーの重要性が増すなど、情報の保護やリスク管理にも注目が集まる状況になっています。一方で、産業全体の底辺を支える安定・安全・安心の重要性は再認識されており、産業界や社会の行
動変容を実現するための新たなビジネスモデルやサービスの創造も求められています。
このような変化の潮流に沿って持続的に社会貢献することを使命として、当社は2027年の創業100周年に向けて設定した大きな目標の実現に向け、昨年から新たな2か年中期経営計画“New Frontier 2023”（NF2023）を開始し致しました。コーポレートトランスフォーメーション（CX）を中核とするこの中期経営計画においては、開発部門においても、シールエンジニアリングと材料設計の分野で培ってきた当社コア技術を活用した新規商品開発（M&D）によるソリューション活動、更には新たなビジネス領域への展開に向けたオープンイノベーショ
ンによる研究開発（R&D）を通じた新規技術獲得を基軸とし、H&Sの視点から激変する世界情勢の中でも新たな価値を創造出来る技術開発の基盤確立に挑戦してまいります。そして、当社はこのようなM&DとR&Dの両輪による開発を推進することにより、NF2023そしてその後の当社の100周年での成長目標の達成はもとより、ステークホルダーの皆さまからご満足いただける事業成果に繋げていけることを目指しています。
こうした背景の下、今号のテクノロジーニュースでは、DX及び安全にフォーカスした当社の研究成果の一端を読者である顧客の皆さまにご紹介したく存じます。プラント配管からの漏洩事故防止のために、フランジ締結を適切な状態にセンシングする「ガスケット締付けサポートシステム」、加工部品の見積り・発注をWEBブラ
ウザ上で行うことが出来るクラウドサービス「Quick Value」、脱炭素化に伴い増加が見込まれる水素ステーションの高温水素用環境用「BLISTANCE」、
プラント配管の漏洩事故防止につながる振動や曲げ応力などの外力に強い渦巻き型ガスケット「6596A/ 7596A」、
脱炭素化に伴い再稼働が見込まれる原子力用途の「エラストマー製品ラインアップ」を取り上げています。
当社が、革新的な成長において技術開発活動での成果を推進材としていくために、既存の事業領域内だ
けで技術分野を選別するのではなく、要素技術として幅広い領域でのエマージング技術についてそれらが持つポテンシャルを量る目を養いながら、使える・活かせる技術の発掘を進めてまいります。
今後とも、当社製品・サービスともども、バルカーテクノロジーニュースを引き続きご愛顧いただきますよう、よろしくお願い申し上げます。
取締役 CTO1

青木睦郎

技術論文《共著》

フランジ締付け作業の可視化を目指す
ガスケット締付けサポートシステムの紹介
2. プラント市場の現状と課題

2019 年 6月1日に、国立研究開発法人 産業技術総合研

ガスケットが多く使用されているプラント市場において、プラ究所（以下「産総研」）と当社は、「バルカー - 産総研 先端機

ントの安全操業を行うにあたり、高圧力容器の適切な維持管能材料開発連携研究ラボ」（以下「連携研究ラボ」）
を設立し理は必要不可欠である。取り扱う流体は可燃性、引火性、た（Figure1）。連携研究ラボでは、従来の技術を深掘りし、爆発性、毒性などの性質を持つ場合もあるため、漏えいが差別化する技術開発を行うだけではなく、産総研の保有す災害や事故につながる恐れがある。そのため、プラント従事る技術を幅広く活用し、当社のコア技術と組み合わせ、オー

者はプラント内にある多数のフランジ締結部が適切に締め付

プンイノベーションによる技術開発を行っている。連携研究ラ

けられているか、日々管理をしている。
しかしながら、フランジ締結が起因の災害・事故はいまだ点を置き、様々な研究領域からなる「エコシステム」な研究開に多く発生している。国内における高圧ガス事故の原因別

発を実行出来る体制を取っている。

推移をTable1に示す。これらの統計が示すとおり、設備の維

今回、産総研九州センターで保有しているセンシング・可持管理の不良による災害事故の総件数はやや増加傾向に視化による診断技術と、当社が保有するシール技術を融合

あり、更にその構成要因の約 30%を「フランジ締結起因」がすることにより、新たな技術開発である「フランジ締付け作業占めている。そのためメンテナンス時の適切なフランジ締結はを可視化したガスケット締付けサポートシステム」
を紹介する。

プラントの安全操業を行う上で重要な課題の一つである。

本システムは、ガスケット近傍にセンサーを設置し、開発プロ

また、近年保全スキルを持った労働者は減少傾向にある。

グラムと連動させることにより、ガスケットの締結状態を直接モ

フランジ締結における技術と知識の底上げのため、ASME

ニタリング出来るシステムである。

PCC-1に代表されるガスケットの施工に関する規格の整備や、シールトレーニングセンターのようなガスケットの締付け作
業の教育プログラムが注目され始めている。併せて作業者の技能によらないフランジ締付け管理も重要である。
Table1
西暦

Figure1

連携研究ラボの概要

設備の維持管理の不良による災害件数

腐食管理 フランジ 検査管理
容器管理
点検不良
不足 締結起因 不良
不良

計2020 年

104

72

22

37

14

249

2019 年

155

84

13

35

10

297

2018 年

124

99

19

35

13

290

2017 年

113

97

29

30

8

277

2016 年

109

109

20

42

10

290

2015 年

93

60

31

17

21

222

2014 年

78

55

19

11

16

179

2013 年

80

56

28

16

20

200

2012 年

65

59

65

8

11

208

2011 年

67

66

66

8

20

227

出典：経済産業省「高圧ガス関係事故集計」

2

Summer 2023

ボは、産総研のつくばセンター、九州センターなど複数に拠

バルカー技術誌

1. はじめにNo.45

フランジ締付け作業の可視化を目指すガスケット締付けサポートシステムの紹介

更に、一般的に現在使用されている締付け管理方法は間いていたり、無潤滑であったりした場合は、トルク係数が高く接的な管理方法であり、精度の高い締付け管理を行うには、なりガスケットにかかる面圧は低くなる。ボルト軸力管理の場

ガスケットにかかる面圧を直接計測し管理する手法がより良合は、各部材の摩擦を考慮する必要はないが、フランジ面

いと考える。今回開発したシステムは、ガスケットにセンサーを間が広い場合や面間が平行でない場合は、ガスケットにかか設置し、ガスケットを締め付ける際の物性値の変化を計測し、る面圧を適切に計測出来ない恐れがある。

締付け完了を発信するシステムである。

本システムの有効性を確認するため、二つの実証実験を行った。一つ目は、錆び付いたボルトを用いたトルク法での締3. ガスケット締付けサポートシステム

付けについて検証した。Figure5に、潤滑剤を塗布したボル3-1）システム概要Figure2は、本システムの原理を用いた評価システムの概略図を示す。ふっ素樹脂圧延シートガスケットNo.GF300にセバルカー技術誌

ンサーを組み込み、締付け状態を画面上で表示する機構である。Figure3は、本システムを用いて管フランジ締結体の締付け状態を可視化したシステム画面例を示す。各ボルトの締付け状態を〇・△・×の3 段階で判定しており、ボルトごとに締付け不足の箇所を判別することが出来る。
管フランジ締結体は多数本ボルトにて締め付けられ、締付

Summer 2023

け作業はボルト一本ずつ行われる。ガスケットの呼び径が大きい場合はボルト本数も多く、ボルトの締め忘れも起こりやすく
ばらつきも大きい。また、長期的に高温で使用されたフランジ

Figure2

評価システムの概略図

Figure3

締付け状態判定システム

はフランジ面が歪んでいることが多く、たとえ均等にボルトを締め付けても部分的に締付け不足が起きることがある。本システムはボルトごとに締付け状態を判定することが出来るのNo.45

で、このような場合にも有効であると考える。
Figure4は、本システムにおけるセンシング値とそのガス
ケット面圧における漏れ量との関係の例を示す。Figure4より、センシング値の変化点（赤矢印部分）
でガスケットの漏れ量が大きく減少しており、センシング値から適切な締付け状態を判定で出来ることが分かる。プラントにおける漏れ量の判定基準であるカニ泡はおおよそ3.0×10−4Pa・m3/sであり、変化点を超えると安定したシール性能が得られると言える。
3-2）既存締付け管理方法との比較実験
ガスケットの定量的な締付け管理方法として、トルク法、回転角法、超音波軸力計及びボルトテンショナーによるボルト軸力管理などがある。いずれの方法も一長一短があり、作業性、施工精度などのバランスを総合的に判断し選択している。しかしながら、これらの管理手法はガスケットに負荷される面圧を直接管理してはいない。締付けトルクやボルト軸力
はボルトにかかる力を管理しているため、実際にガスケットにかかる面圧と異なる場合がある。例えばトルク法の場合、各部材の摩擦特性によりばらつきが生じやすい。ボルトが錆つ
3Figure4 センシング値と漏れ量の関係例

技術論文《共著》

トと錆ついたボルトを使用した場合の比較実験結果を示す。

いと信頼されている超音波軸力計と同程度に小さい結果とセンサーを組み込んだガスケットをフランジに設置し、締付けトなった。また、締付け完了までにかかる時間は、超音波軸力

ルク30、50、70N・mで段階的に締め付けている。Figure5

計が最も長いのに対し、本システムが最も短い結果となった。

より、ボルトに潤滑剤を塗布した場合は、締付けトルク30N・

このように本システム用いると、ばらつきが少ない締付けを短m からセンサーが反応し始め、締付けトルク50N・mですべ

時間で行えることが実験で実証出来た。

てのボルトが締付け完了となった。一方、錆ついたボルトを使用した場合、高い締付けトルクを負荷してもすべてのボルトでセンサーが反応しなかった。
なお、締付け後のガスケットの表面状態を確認した結果をFigure5に示す。ボルトに潤滑剤を塗布した場合は、フランジ面の跡が明確であったが、錆ついたボルトの場合はフラン

締付けトルクを上げてもセンサーの反応なし

ジ面の跡は見られず、ガスケットに適正な荷重が負荷されてバルカー技術誌

いないことが分かる。
二つ目の実験として、既存の締付け管理手法と精度及び締付け時間を比較した。Figure6にその実験結果を示す。
既存締付け管理手法は、トルクレンチを用いたトルク法、スパ
ナを用い数値管理をしない手法、及び超音波軸力計を用いた軸力管理法とした。スパナを用いる手法については、締付Summer 2023

け作業の経験が多い熟練者と初心者で実施した。同一寸法のフランジ締結体をそれぞれの締付け手法で締め付けた
際のフランジ面間の距離、ばらつき（最大値 - 最小値）
、締付
け完了までの時間を測定した。なお、締付け手順はすべての手法ともJIS B 2251に沿った手順とした。
Figure6より、フランジ面間の平均値はすべての手法で同程度であったが、ばらつきを示す最大値と最小値の差分については、本システムを用いた手法が、最もばらつきが少な

Figure6

No.45

Figure5 ボルトの状態による影響評価結果

既存管理手法との比較実験結果4

フランジ締付け作業の可視化を目指すガスケット締付けサポートシステムの紹介

4. 今後の取り組み

付け状態を確認出来ることはもちろん、その挙動を記録することも出来る。締付け作業時だけでなく、締付け後の確認作

国内大手プラント会社より、本システムのコンセプトについ業などにも有効であると考えられる。今後は実証試験装置をて共感をいただいている。今後は本システムの実証機を用い用いて、フィールドテストを行い、より市場ニーズに沿った商て、フィールドテストを重ねながら、ブラッシュアップを行い、市品化を進める。

場投入を進める予定である。
その第一弾として、実証試験装置を用いたフィールドテストの運用実験を始める。Figire7は実証試験装置を示す。こ5. おわりにの実証試験装置はうず巻形ガスケットにおける締付け状態を

今回、産総研と協業で進めている連携研究ラボの取り組

ボルトごとに判定する装置である。作業者がリアルタイムで締みの一つとして、メンテナンス時のフランジ締付け作業の可視化を目指す「ガスケット締付けサポートシステム」
を紹介した。
将来的にはプラント操業中の締結状態を監視出来るシステム

バルカー技術誌の実用化を目指して、更なる連携研究ラボでの研究を進めている。
この協業を行うことで、ハード製品及びサービス（H&S）による、スピーディーな顧客ソリューションの最大化を目指す。更に、安心・安全な産業界の活動を実現することで、広く社会
Figure7

実証試験装置に貢献していく所存である。

Summer 2023

高橋 聡美
技術総合研究所

H&S 事業本部
商品開発部
ガスケット開発チーム

寺崎 正

坂田 義太朗

国立研究開発法人
産業技術総合研究所
センシングシステム研究センター
4Dビジュアルセンシング研究チーム
チーム長

国立研究開発法人
産業技術総合研究所
センシングシステム研究センター
4Dビジュアルセンシング研究チーム
主任研究員

戸田 清華

No.45

5

製品の紹介Quick Value（デジタル調達プラットフォーム）の紹介
1. はじめに拡大に伴い、加工用素材の不足や加工工場の工程負荷が様々な業界で業務効率向上や付加価値の創造などを目能力増強、供給安定が課題となっている。

高まるなど、当社の調達購買業務においても業務効率化とこの課題に対し、当社で生産するふっ素樹脂素材の生産

おり、特に近年ではAIを活用したDX が急速に進んでいる。

能力増強はもとより、多様な加工技術をもつ加工メーカーと

例えば、当社では2021 年にふっ素樹脂加工品の在庫管理をAI 技術と機械学習アルゴリズムを用いてサポートするシ

パートナーシップを結び、加工の負荷分散と安定化を進めている。
パートナーと効率的に業務を進めるための仕組みとして、未来の予測情報をもとに品目ごとの需要傾向を予測し、各品当社独自のデジタル調達プラットフォームを開発した。当社が目の在庫状況や生産ＬＴを加味した最適な在庫管理パターン

長年の樹脂事業で培ったサプライチェーンと品質管理、素（定量発注・定期発注など）をAI が提案、更に最適な発注

材生産力を活かしたプラットフォームは樹脂加工部品を購入

点と発注ロットをAIが提案して人が承認する在庫管理を行う

されるお客様の調達業務 DX 化にも貢献ができると考えていようになった。従来は人手による在庫統計や管理パターンのる。

決定に時間がかかっていたが、システムにより大幅に短縮され、かつ見直しの頻度が高まることで在庫管理の精緻化が今回は、当社が提供するデジタル調達プラットフォームであるQuick Valueを紹介する。

図られ、DXの効果を実感している。
当社事例のほか、新型コロナウイルスの流行や政治不安などの影響でサプライチェーンが混乱し、調達部品におけるQCD（Quality、Cost、Delivery）のバランスが崩れた背景

3. Quick Valueがもたらすメリット3-1）Quick Valueとはもあって購買調達のDX化が注目されている。製造業におけ

Quick Valueは樹脂加工品の部品図面をアップロードする

るDXは、設計・製造部門においてCAD/CAMやデジタル

ことで、見積り・発注をWEBブラウザ上で行うことが出来るク

ツイン、IoTや各種センサーの活用などが進んでいるのに比ラウドサービスである。

べ、購買調達部門は人による業務が中心でDX 化が遅れて従来の図面品の見積りは工場の見積り担当者が工数をいると指摘されている。なかでも、図面による加工部品の調計算するなど人手によって見積りを作成しており、回答までに達は人を介した見積業務が今も主流になっている。

時間を要した。

ここに着目したデジタル調達サービスが2020 年頃から普及

Quick Valueでは図面から形状を認識し、AIで解析する

し始め、板金や金属加工の分野ではWEB 上で簡単、かつことで加工工数を自動算出し、原則 2 時間以内で見積りを得

早く見積りが得られることから、デジタル調達サービスの利用

ることが出来る。

者は急増しつつある。

Quick Valueは当社が定める品質管理基準で加工を行う
パートナーがサプライヤーとして複数参画しており、これら

2. 当社のデジタル調達サービスへの取り組み
当社はPTFEを中心に約 70 年間においてふっ素樹脂加工品の供給を続けてきた。近年は半導体業界の急激な需要

Summer 2023

ステムの開発に取り組み、稼働させた。過去の推移、及びバルカー技術誌的にしたデジタルトランスフォーメーション（DX）が推進されてパートナーが各々に設定した加工に関する値や当該時点での工程の状況を反映し、図面内容に応じて最適な見積りが選定される。当該時点のベストなQCDを反映した見積りを簡易な操作で素早く取得出来る。
6

No.45

Quick Value（デジタル調達プラットフォーム）の紹介

Figure1

Quick Value 概略図

バルカー技術誌3-2）Quick ValueがもたらすＱＣＤのメリット

応可否や納期を細かく設定変更することが出来る。この機Quality：様々な加工パートナーが参画するQuick Value

能により負荷状況をサプライチェーン全体で共有出来、一定において、品質を維持するための基準を設けている。特にのキャパシティを確保することで供給安定化を図っている。

Summer 2023

代表的なふっ素樹脂素材であるPTFEは加工時の温度がまた、素材は当社が支給品として供給しているため、当社

寸法に影響するため、これらを適正に管理出来るようパート

側で当該素材の在庫有無を即時に判定出来る。これにより、ナー工場において25℃を基準温度として検査を実施する体素材在庫の有無を考慮した納期回答が算出出来る仕組み

制をつくっている。

をつくっている。

また、図面の形状において指示通り加工出来ない箇所があった場合にはレポートを発行し、どこがどういう理由で加工困難であるかを事前に提示することで品質トラブルを避ける

3-3）見積業務の効率化
従来の図面加工品の見積りは人手による個別見積りであった。各社の状況にもよるが、その成約率はおよそ2 割程仕組みになっている。

度であり、成約しない見積業務にかかる人的工数の負担が大きく、作成期間も2-3日を要していた。

No.45

Quick Valueでは、あらかじめ参画パートナーに加工工数計算の仕組みを公開し各社が個別に見積りをしていた価格
をQuick Value 上で自動計算する仕組みである。これにより、各社は見積りにかかる人的工数を削減し、付加価値を生Figure2

加工 NGレポート例

Cost：PTFEはその素材自体が高価な樹脂であるため、み出す生産業務へ資源を集中することが出来る。
ただし、自動では算出が難しい高難易度の加工品や量産品などは、人手により綿密に計画した見積りを実施することも材料費が見積価格に大きな影響をもたらす。Quick Valueで併用する。自動見積だけではなく、個別見積も併用することは当社規格サイズ素材に最適な配置（材料取り）
を自動計算

で、幅広い顧客のニーズに対応していくものである。

する機能を実装している。そのため、材料1 枚から取得出来る最適数量を1ロット数量とし、ロット毎の見積価格を素早く提示することが出来る。
また、切削加工品は1 個でも複数個でも加工プログラム作

4. Quick Valueの画面紹介
４-1）見積依頼成などの段取り費用が必要である。これら段取り費用は数量見積りを依頼する方法は2 通りある。1 つはモデルや図面も増に伴い逓減するので複数個による値引き価格も自動計算不要で、寸法入力のみで依頼する方法である。この方法ですることが出来る。
（本機能は2023 年 5月現在、開発中）

見積依頼が出来る形状は規定された形状に限定されるが、Delivery：Quick Value 参画パートナーは自らの加工負荷数分で見積回答を得ることが出来る。もう１つはモデルや図状況に応じて、旋盤やマシニングセンタなど設備に応じた対面をアップロードし依頼する方法で、原則 2 時間以内で見積7

製品の紹介回答を得ることが出来る。複雑な形状や見積条件によっては自動解析が難しい場合もあるが、その場合は当社で内容を確認し回答予定日をメールで通知する。

４-2）見積確認と発注見積りが完成すると、メールで通知される。見積確認画面
では価格が安い価格優先と納期が最も早い納期優先の2 通りの見積りを確認することが出来る。

４-1-1）寸法入力依頼

見積依頼画面で寸法、材質、数量を入力するだけで見積依頼が完了する。現時点では、Oリングが高圧によって溝の隙間への食い込みを防止する「バックアップリング」のみ対応としている。

Figure5

見積選択画面することで発注確認画面（Figure6）へ遷移し、製品の出荷日が提示される。Quick Value 上で見積りから発注までを完結で出来るため、注文書の作成作業や窓口とのやり取りを無Figure3

寸法入力による見積依頼画面

くすことが可能である。

バルカー技術誌

提示された2 つの見積りのうち、発注したい見積りを選択

Summer 2023

４-1-2）モデルや図面での依頼

見積依頼できる対象の形状は旋盤やマシニングセンター
で加工出来る形状である。見積依頼画面にモデル、図面をアップロードし、必要事項を入力することで、見積依頼が完了する。アップロードするファイルはモデルか図面いずれか 1No.45

つでも可能である。購買調達を担うユーザーが図面で見積りを行うだけではなく、3Dモデルを扱う設計開発を担うユー

Figure6

発注確認画面

ザーが直接利用することも有用であると考えている。

5. おわりに
Quick Valueの仕組みには長年続く図面加工品の見積業務を一変させる可能性があると考えている。しかしながら、
まだまだ発展途上にあり、材質はPTFEに特化し、加工設備
は旋盤とマシニングセンタの２つに限定されている。今後、お客様のニーズに応じて樹脂材質の拡充や自動解析出来る形
状範囲の拡大、対応する加工種類の増加など様々なアップ
デートを重ねることでサービス向上に努め、部品加工品の調達業務 DXを実現したい。お客様、加工パートナー様、当社で築くサプライチェーン全体でこのDXによるメリットを享受し、各社がより付加価値の高い業務へ資源を集中出来るよう取り組んでいく所存である。
Figure4 モデル、図面アップロードによる見積依頼画面

8

Quick Value（デジタル調達プラットフォーム）の紹介

バルカー技術誌

Summer 2023
No.45

9

笠本 竜司

佐藤 俊輔

高機能樹脂・製品本部
調達グループ

高機能樹脂・製品本部
調達グループ製品の紹介高温水素用途向け
BLISTANCE®シリーズのご紹介
水素ステーションでは超高圧・極低温の水素を取り扱って

1. はじめにおり、水素ステーションの安全性を確保するためには、長期

世界中の多くの国や地域が、カーボンニュートラルの実現
1）

ニュートラル社会の実現 を目指し、幅広い分野で脱炭素化への取り組みが行われている。

欠である。
当社では、水素市場向けシール材として、BLISTANCE Ⓡ- HLTⅡ、BLISTANCE Ⓡ - HULTなどのBLISTANCE Ⓡシ
リーズを上市し、水素ステーションの蓄圧器やディスペンサなる温室効果ガスである二酸化炭素の排出をゼロにするため、どの設備で採用をいただいているが、圧縮機の吐出口付近

燃焼時に二酸化炭素を排出しない水素は次世代エネルギー

では200℃を超えるような環境にあると言われており、高温環として重要な役割を持つ。

境下においても安全に使用出来るシール材が必要不可欠に

水素エネルギーは、発電、輸送、産業といった幅広い分

なってきている。

野で利用されてきているが、特に注目されるのが輸送分野へ

本報では、ブリスタ耐性を有し、かつ200℃を超える高温の利用であり、特に自動車、トラック、バス、電車や航空機

環境下においても安全に使用出来るBLISTANCE Ⓡシリー

での利用が期待されている2）。

ズについてご紹介する。

Summer 2023

脱炭素化の取り組みを進める中で地球温暖化の原因とな

バルカー技術誌に向けて動き出す中、日本においても2050 年のカーボン間にわたって安定した性能を維持出来るシール製品が不可

その中で、燃料電池自動車は究極のクリーンエネルギー自動車として開発が活発に行われ、水素ステーションは燃料電
池自動車が普及するためのインフラとして重要な位置付けを

2. BLISTANCE®-HHT

No.45

担っている。現在、日本国内の水素ステーションは、商用ス

BLISTANCE Ⓡ - HHT（ブリスタンス エイチエイチティー）

テーションが約160 か所運営されている。また、第6 次エネル

は、BLISTANCE Ⓡ - HLTⅡ
（ブリスタンス エイチエルティー

ギー基本計画では、2030 年に1,000 か所の目標が掲げられツー）と同等の耐ブリスタ特性を有しながら、−30～200℃の幅ている3）。

広い温度環境下においても使用可能なFKM材料である。以水素ステーションの設備には、水素製造装置、貯蔵設備、下に特性を記載する。

圧縮機、蓄圧器、及びディスペンサなどがある。水素ステーションの概要 4）をFigure1に示す。

2-1）耐ブリスタ特性
水素ステーションの設備の1つである圧縮機のシール材でブリスタが発生すると、水素ガスの漏えいにより大事故につながる恐れがある。そのため、シール材には、急激な圧力変動がある環境下においてもブリスタが発生しないことが求められる。
BLISTANCEⓇ- HHTのブリスタ耐性を確認するため、水素曝露試験を実施した。評価は、Oリングを一定時間高圧
環境下で水素曝露し、急減圧後、水素曝露されたOリングの表面や断面にブリスタが生じるか否かで判断した。比較のため、当社高応力タイプのFKMも同一条件で試験を実施しFigure1

水素ステーションの概略
出典：資源エネルギー庁燃料電池推進室、

燃料電池自動車について、2014、p33た。本試験は、公益財団法人水素エネルギー製品研究試10高温水素用途向けBLISTANCE®シリーズのご紹介

験センター（以下、HyTReCとする）
で実施した。試験方法

BLISTANCE Ⓡ - HHTは、Oリング（No.4640）、Vパッキン

はTable1に示す。
Table1（No.4631）、異形シール成型品（No.4060）など、様々な断面

水素曝露試験条件

試験圧力

90MPa

雰囲気温度

30℃

形状についても製作可能である。

曝露時間

24h

減圧速度

大気圧まで10 秒未満

試験片寸法

AS568-214（φ3.53×24.99）

2-4）機械的特性90MPa から大気圧まで急減圧させた高圧水素曝露試験
後のBLISTANCE Ⓡ - HHTのOリングの表面、及び断面ではブリスタは認められなかったが、高応力タイプFKMのOリ
ングは、表面、断面ともにブリスタの発生が認められた。これ

バルカー技術誌

Summer 2023
No.452-3）製作可能形状

BLISTANCE Ⓡ - HHTの常態物性、及び各種耐久試験を実施した。試験結果をTable3に示す。
Table3BLISTANCE®-HHT の物性試験結果 *

試験方法

試験項目

単位

BL
I
STANCE®HHT

常態物性

らの結果により、高応力タイプFKMと比較し、BLISTANCE Ⓡ

JIS K6253-3

硬度

ShoreA94- HHTのブリスタに対する優位性が確認された。試験後Oリ

JIS K6251

引張強度

MPa

19.4

伸び

%

125

100％引張応力

MPa

14.1

引裂き強度

N/mm

37

ポイント

＋1

ングの表面、及び断面写真をTable2に示す。
Table2

水素曝露試験後 Oリングの表面、及び断面写真
表面

断面

BLISTANCE®HHT

高応力タイプFKM

ブリスタ発生の
有無
ブリスタ
無し

ブリスタ
あり

引裂き試験
JIS K6252-1

アングル型試験片
熱老化試験
JIS K6257

硬度変化

条件：200℃×72h

引張強度変化率

%

＋3

伸び変化率

%

＋26

JIS K6262

圧縮永久ひずみ率%19

条件：200℃×72h

25％圧縮、φ29×12.5h

圧縮永久ひずみ試験2-2）低温特性
低温特性は、JISK6261- 4の低温弾性回復試験（以下、TR 試験とする）
で確認した。評価は、50% 伸張させた試験* 数値は実測値であり、規格値ではない。

片を低温で凍結させ、温度上昇に伴い弾性率が回復し、10% 収縮した値＝TR10 値を指標として評価した。TR10 値が低いほど、低温特性が高い材料とする。

3. BLISTANCE®-HUHT

BLISTANCE Ⓡ - HHTのTR10 値は−30℃と、当社汎用

BLISTANCE Ⓡ - HUHT（ブリスタンス エイチユーエイチ

FKMのTR10 値 -17℃と比較しても小さく、低温特性に優れ

ティー）
は、BLISTANCE Ⓡ - HHTよりも更に厳しい200℃以

た材料ということが出来る。試験結果をFigure2に示す。

上の高温環境下において、使用可能なFFKM 材料である。
以下に特性を記載する。
3-1）耐ブリスタ特性
BLISTANCE Ⓡ - HUHTのブリスタ耐 性 に つ い ても、

当社 汎用 FKM

BLISTANCEⓇ- HHTと同一条件にてHyTReCにて水素曝露試験を実施した。
高圧水素曝露試験後のBLISTANCE Ⓡ - HUHTのOリン
グの表面、及び断面ではブリスタは認められなかったが、当

Figure211

BLISTANCE®-HHTと汎用 FKM の弾性回復率の比較

社標準 FFKMのOリングは、表面では円周方向に、断面で製品の紹介は全体にわたり数本のブリスタの発生が認められた。これら結果より当社標準FFKMと比較し、
BLISTANCE Ⓡ- HUHTのブリスタ耐性が確認された。試験後 Oリングの表面、及び断面写真をTable4に示す。
Table4

水素曝露試験後 Oリングの表面、及び断面写真
表面

BL
I
STANCE®HUHT

断面

ブリスタ発生の有無
ブリスタ無し

Figure4
当社標準
FFKM

ブリスタ
あり

BLISTANCE®-HUHT の圧縮永久ひずみ率3-3）製作可能形状
様に、Oリング（No.4640）以外にも、様々な断面形状につい

３-2）耐熱特性ても製作可能である。

シール材の耐熱性の指標の1 つとして、圧縮永久ひずみ率が用いられている。同一環境下においては、圧縮永久ひ
ずみ率が小さいほど良好なシール材として、より長期間の使

BLISTANCE Ⓡ - HUHTの常態物性、及び各種耐久試
験を実施した。試験結果をTable5に示す。

5）法をFigure3に示す 。

Table5BLISTANCE®-HUHT の物性試験結果 *

試験方法

試験項目

単位

BL
I
STANCE®HUHT

常態物性

Figure3

圧縮永久ひずみ率の測定、及び算出方法

一般的に圧縮永久ひずみ率 80% が、評価した温度帯でJIS K6253-3

硬度

ShoreA94

JIS K6251

引張強度

MPa

28.3

伸び

%

120

100％引張応力

MPa

22.7

引裂き強度

N/mm

49.8

ポイント

＋1

アングル型試験片のシール材に用いられる材料の寿命として用いられている6）。
200～300℃の 高 温 環 境 下 に お けるBLISTANCE Ⓡ

熱老化試験- HUHTの耐熱特性を確認するため、圧縮永久ひずみ試験

JIS K6257

硬度変化を実施した。200～300℃においては、温度と圧縮永久ひず

条件：200℃×72h

引張強度変化率

%

＋3

伸び変化率

%

＋4

条件：200℃×72h

圧縮永久ひずみ率%14

条件：300℃×72h

圧縮永久ひずみ率%

34

み率が一直線上に並び比例関係にあることが確認された。
また、300℃×72 時間の圧縮永久ひずみ率がシール限界の80%を超えていないことから、BLISTANCE Ⓡ - HUHTは、使用条件や環境にもよるが、短期間では300℃環境下でも使用可能と判断出来る。試験結果をFigure4に示す。

No.45

引裂き試験
JIS K6252-1

Summer 2023

用が期待出来る。圧縮永久ひずみ率の測定、及び算出方3-4）機械的特性

バルカー技術誌

BLISTANCE Ⓡ - HUHTは、BLISTANCE Ⓡ - HHTと同

圧縮永久ひずみ試験
JIS K6262

25％圧縮、φ13×6.3h* 数値は実測値であり、規格値ではない。

12高温水素用途向けBLISTANCE®シリーズのご紹介

4. おわりに

5. 参考文献

本報でご紹介させていただいた高温高圧水素環境向けⓇⓇに上市したBLISTANCE - HHT、
BLISTANCE - HUHTⓇ

がBLISTANCE シリーズのラインアップに追加されたことで、水素市場向けシール材として想定されている温度領域全体

1）資源エネルギー庁、令和 2 年度エネルギーに関する年次報告（エネルギー白書 2021）
2）資源エネルギー庁、平成 26 年度エネルギーに関する年次報告（エネルギー白書 2016）3）経済産業省、第 6 次エネルギー基本計画、2021をカバーすることが出来た。
政府が掲げる2050 年カーボンニュートラル社会の実現には、まだまだ多くの課題が残るが、水素エネルギー社会の早Ⓡ

4）資源エネルギー庁 燃料電池推進室、燃料電池自動車について、2014

期実現に、当社 BLISTANCE シリーズのシール材が貢献

5）圖師浩文、バルカーテクノロジーニュース、No.36、2019

出来れば幸いである。

6）川村敏夫、バルカーレビュー、Vol.26、No.6、1982

また、当社はシールメーカーとして、今後もユーザー各位

バルカー技術誌へのご要望に対して、お応え出来るよう、水素市場に限定されることなく、様々な市場の最新動向をいち早く捉え、新規材料の開発、及び既存材料の改良に努めていく所存である。

Summer 2023

※ BLISTANCEは、株式会社バルカーの登録商標です。

圖師 浩文
H&S 事業本部
商品開発部
エラストマー開発チーム

No.45

13

製品の紹介耐振うず巻形ガスケット
No.6596A／No.7596A
1. はじめに本 体 部 は 黄 色 で 示した 内 外 輪に 拘 束されているが、一般的にフランジは、ボルトとナットで締結されており、振動フランジが内外輪に接触しておらず、ガスケット本体部のみ下することが知られている。ボルト軸力の低下は、ガスケットが接触している状態で使用される。
それに対して耐振うず巻形ガスケットは、締付け時にうずのシール性に大きく影響し、ガスケット面圧が気密性を維持

巻形ガスケットの外輪がフランジ面に接触する（以下、リング

出来ない気密限界面圧以下になると漏れが発生する。

タッチ）構造となっている。金属リングである外輪とフランジを接触させることで、フランジ締結体全体の剛性が増し、振動れるPTFEフィラー耐 振うず 巻 形ガスケット「No.7596A」

や曲げ応力といった外力によるボルト軸力の低下を抑制する（Figure1）を開発したので、先に販売している膨張黒鉛フィ効果がある。なお、耐振うず巻形ガスケットの密封性能は、

ラー耐振うず巻形ガスケット「No.6596A」（Figure1）
とともに

標準うず巻形ガスケットと同様になるよう設計されている。

紹介する。

Figure3は耐振うず巻形ガスケットの圧縮復元曲線を示す。耐振うず巻形ガスケットは、圧縮過程で外輪とフランジがリングタッチすると、圧縮応力が急激に上昇する。この圧縮

Summer 2023

今回、振動や曲げ応力などの外力に強く、密封性能が優

バルカー技術誌

や曲げ応力などの外力によって、そのボルト軸力は徐々に低Figure2に示すように、標準うず巻形ガスケットは締付け後も応力が急激に増加する点がリングタッチした点と判断する。

No.45

Figure1 耐振うず巻形ガスケットNo.7596A（左）／ No.6596A（右）2. 耐振うず巻形ガスケット
2-1）概要内外輪付きうず巻形ガスケットは、密封性能を担うテープ状のV 字形金属薄板（フープ）と膨張黒鉛（フィラー）とを巻き重ねリング状に形成したガスケット本体部と、金属リングである内輪、外輪で構成されるガスケットである。Figure2は、うず巻形ガスケットを管フランジ締結体で締め付けた状態の断面概略図を示す。上が一般的に使用されている標準うず巻形ガスケット、下が耐振うず巻形ガスケットである。ガスケット

Figure2

耐振うず巻形ガスケットの断面概略図（締付け時）
14

耐振うず巻形ガスケット No.6596A ／ No.7596A

Figure3

耐振うず巻形ガスケットの圧縮復元特性

バルカー技術誌

2-2）特長Figure4

耐振うず巻形ガスケットの耐振動性

耐振うず巻形ガスケットは振動によるボルトの緩みが少ない製品である。Figure4は、耐振うず巻形ガスケット（No.6596A）
及び標準うず巻形ガスケット（No.6596V）
において、一定の振動を与えた場合のボルト軸力残留率を示す。No.6596Vは
徐々にボルト軸力が低下しているのに対して、No.6596Aはボ

Summer 2023

ルト軸力がほとんど低下しない結果となった。
また、耐振うず巻形ガスケットは、配管に曲げの力がかかった 場 合にフランジが 開きにくいという特 長 がある。
Figure5は、配管曲げ実験結果を示す。耐振うず巻形ガスケット（No.6596A）、標準うず巻形ガスケット（No.6596V）、及びシートガスケットである（No.GF300）において、配管の曲げNo.45を模擬しフランジ上部に荷重を負荷した場合の漏れ量の変化を実験した結果である。フランジ上部に荷重を加えることでフランジの下側が開き、漏れが増加しやすくなる。Figure5より、No.GF300 及び No.6596Vは、漏れ量が増加しているのに対して、No.6596Aはほとんど増加していないことが分かる。
更に耐振うず巻形ガスケットは、ガスケット施工においても特長がある。ガスケットにおける漏えいは、部分的なガスケッ【試験方法】① 平均ガスケット面圧 50MPa に相当する初期締付力でボルトを締結する② 内圧 5MPa を負荷する③ 実使用時のボルト軸力低下を想定し、ガスケット面圧が 10MPa となるまでボルトを緩める④ 漏洩量を測定する⑤ 配管曲げを負荷する⑥ 漏洩量測定する

Figure5

配管曲げ実験結果

ト面圧がシール限界面圧より低い箇所から発生する。耐振う
ず巻形ガスケットは、リングタッチするまで締め付けるという締付け指標が分かりやすく、初期締付け面圧のばらつきが少ないと考えられる。Figure6に耐振うず巻形ガスケットと標準
うず巻形ガスケットのボルト軸力のばらつきの概略図を示す。
耐振うず巻形ガスケットはリングタッチまで締め付けることで、ボルト軸力のばらつきが少なくなり安定して使用することが出来る。
これらの特長から、耐振うず巻形ガスケットの用途として
は、船舶の機関室など振動が多い配管部分、埋没配管の地震対策など、振動や曲げなどの外力が生じ、ボルト軸力が変化しやすい箇所に適応出来ると考えられる。
15

Figure6

締付け時のボルト軸力の比較図

製品の紹介れ量が必要とされる。その場合、膨張黒鉛より気密性の高3. 製品ラインアップ

い PTFEフィラーを使用することで、漏れをより低減すること

Table1に耐振うず巻形ガスケットの仕様を示す。フィラー

が出来る。

Ⓡ

材質は、膨張黒鉛とバルフロン（PTFE）
をラインアップしている。最高使用温度や最高使用圧力、流体別温度圧力範

Table1

耐振うず巻形ガスケットの製品仕様

囲は標準うず巻形ガスケット（No.6590／No.7590 シリーズ）とバルカーNoNo.6596A

No.7596A同じである。なお、耐振うず巻形ガスケットはその構造上、内フィラー材質

膨張黒鉛

PTFE

外輪付きのみラインアップしており、製作可能寸法は、配管で使用されることを想定して最大径 300A ／ 12Bまでとした。

外観

フィラー材質は内部流体により使い分けることを推奨する。
使用温度範囲−270 ～ 450 ℃−260 ～ 300 ℃

最高使用圧力30 MPa20 MPaに準拠して実施した。Figure7より、膨張黒鉛フィラーを使用

呼び厚さ

3.9mm

3.9mm

したガスケットより、PTFE フィラーを使用したガスケットの方が気密性で優れていることが分かる。
プラントにおける漏れ量の判定基準として一般的な、石けん水発泡法（カニ泡）の検出可能漏れ量は、おおよそ3.0×
10−4Pa・m3/sであり、膨張黒鉛フィラー品でも一般的な流体
モニアなど毒性の高い流体はカニ泡レベルより少ない許容漏

内外輪材質
フープ材質

※耐振うず巻形ガスケットは内外輪付きのみ製作可能である。
※耐振うず巻形ガスケットの内輪と外輪は同材質である。
※温度と圧力は、それぞれ個別の使用限界を示す。
※流体区分、温度により最高圧力が異なる。

Summer 2023

であれば十分使用出来る気密性を有している。しかし、アン

製作可能寸法JIS20～63K/10A～300A JIS20～63K/10A～300A
JPI Class300～1500/2B～12B JPI Class300～600/2B～12B
炭素鋼
SUS304
SUS304
SUS316L
SUS316L
SUS304
SUS304
SUS316L
SUS316L

バルカー技術誌

Figure7は、耐振うず巻形ガスケットと標準うず巻形ガスケッ
トの常温シール特性を示す。シール特性評価はJIS B 2490

No.45

Figure7

常温シール特性評価結果
16

耐振うず巻形ガスケット No.6596A ／ No.7596A

4. 締付けトルクとボルト応力
耐振うず巻形ガスケットが性能を発揮するためには、リングタッチするまで締め付ける必要がある。ガスケット施工時は締付け工具が回らなくなるまで締付けを行うことを推奨する。
Table2にJPI Class300の各呼び径における参考締付けトル
クを示す。併せて、レンチ長さ400mm、700mmの場合に必要な力、及び力の目安を記載した。リングタッチするには、
Table2に示すトルク程度を負荷する必要があり、施工時はTable2を参考に締付け工具を選定いただきたい。
また、耐振うず巻形ガスケットが性能を発揮するためには、
標準のうず巻形ガスケットより高い締付力が必要である。そバルカー技術誌のため、ボルト材質の選定も重要である。Table2には、各呼び径におけるボルト応力も並記 した。特に腐食性などを考慮し、ボルト材質をステンレス鋼とする場合は、ボルト応力とその材質の0.2% 耐力を考慮し適切なボルト材質を選定いた
だきたい。なお、ステンレス鋼における推奨ボルト材質として、
ASTM-A320 B8 Class2を提案する。Table3は、ASTM-

Summer 2023

A320 B8 Class2の引張性質を示す。Table2 及び3より、各呼び径におけるボルト応力は0.2% 耐力より小さく、ASTMA320 B8 Class2のボルトを使用することで、耐振うず巻形ガ
スケットは適切に締付けることが出来ると考えられる。

呼び径

締付け参考トルク（JPI Class300）
耐振うず巻形ガスケット

ボルト
呼び径

必要な力 kgf

締付けトルク

ボルト応力

レンチ長さ

(A)

━

N・m

400mm

15
20
25
32
40
50
65
80
90
100
125
150
200
250
300

14
16
16
16
20
16
20
20
20
20
20
20
24
27
30

50
80
110
100
190
100
140
200
230
310
340
340
460
470
730

13
20
28
25
48
25
36
51
59
79
87
87
117
120
186

700mm

MPa

29
34
45
50
50
67
68
106

171
160
230
209
202
206
152
217
242
329
365
361
285
198
224

必要な力のかけ方
18kgf：上半身の力を加える
32kgf：全身の力を加える
50kgf：全体重をかける（注意）
本計算値は流体圧力を考慮していない。
流体圧力が高い場合、流体圧力を加味した締付けトルクを設定する必要がある。
ボルトの状態や潤滑油の種類などでトルク係数が変化する。
（本計算値はトルク係数 0.2を使用）
ユニファイネジを使用する場合は別途計算が必要。

Table3

5. おわりに
No.45

Table2

ASTM-A320 B8 Class2 の引張性質

ボルトサイズ

引張強さ
MPa

0.2％耐力MPa

M20 以下860

690

今回紹介した耐振うず巻形ガスケットNo.7596A／No.6596A

M20 超えM24 以下

795

550

は当社独自の製品である。毒性の高い流体に適したPTFE

M24 超えM30 以下

725

450

フィラー及び幅広い条件で使用可能は膨張黒鉛フィラーを

M30 超えM36 以下

690

345

ラインアップしており、化学プラントだけでなく造船、エネル
ギー市場など様々な分野でご使用いただける製品であると考える。
今後も顧客ニーズに応じた製品開発に尽力する所存であ1）佐藤 広嗣：バルカー技術誌．No.23，7-9（2012）

る。

高橋 聡美
H&S 事業本部
商品開発部
ガスケット開発チーム
17

6. 参考文献

製品の紹介原子力向け製品ラインアップ2-1）改良 EPDM H3070 及び H0880

1. はじめに

当該改良EPDMはバルカーテクノロジーニュースNo.304）、
1）

トラル実現に向けた取り組みとして、温室効果ガスの排出抑性を特徴としており、一般のEPDMとは一線を画している。そ制が重要である。特に2021 年 4月に表明された『2030 年度のため、使用環境においては精査する必要はあるものの、原の温室効果ガス排出46％削減（2013 年度比）』を実現するた子力設備のシール材として使用出来る範囲は広いと考えられ、

めには、これらの目標に配慮したエネルギーミックス 2）が行わ

優れたユーティリティー性を有している。また、様々な断面形れる必要がある。今後、化石燃料依存からの脱却を進める状や、大口径品の製作も可能であり、既設シール材にて問題にあたり、再生可能エネルギーが重要視されるのはもちろんが生じているのであれば、改良EPDMは問題解決につながるであるが、真のエネルギーミックを考えれば、決してコストとい糸口になり得る製品と考えている。

う点を無視するわけにはいかない。これらの点をカバーし得るエネルギーとして期待されているのが、CO2 排出が限りなく2-2）TOUGHUORO®シリーズ

低く、発電コストが比較的安いと考えられている原子力発電

改良EPDM程の耐放射線性を有していないが、高温の耐蒸である。安全性の観点から、慎重に慎重を重ねた上で運用

気性や、各種耐薬品性は、むしろTOUGHUORO®シリーズのされることが前提ではあるが、日本政府の2030 年度エネル

方が優れていると考えられる。材質としてはFEPMであり、ふっギーミックス目標値として、原子力比率が 20～22％（2019 年

素ゴムの一種であるが、EPDMに近い構造を有している。この

度比率は約 6％）まで引き上げられていることからも、その期構造により、ふっ素ゴムでは使用困難な高温蒸気や、無機酸、待が感じられる。

無機アルカリに対しての使用が可能であり、また、EPDMでは使当社としても、過去から、原子力設備の安全性向上のた用困難な乾熱環境での高温使用が可能な材料となっている。

め、重大事故時のシール健全性改善取り組みを進めており、

TOUGHUORO®シリーズ（SS70：JISタイプA硬度70 度品）

使用環境に適した実績材料の提案や、新規材料の開発、と標準 FKMとの耐蒸気性の差異を確認するため、当社

及び、形状提案などを常に行っている。本報では、材料面、

FKM-70 品（JISB2401-1

形状面などの複数の点から、原子力用途で推奨され得る製環境下での比較を行った。

従来の識別記号 4 種 D）との各種

乾熱 200℃中圧縮永久ひずみグラフをFigure1、飽和蒸品を紹介する。

気 200℃中圧縮永久ひずみグラフをFigure2に示す。
圧縮永久ひずみ率は、エラストマー材料の耐熱性を判断

2. エラストマー材料の提案する指標の一つであり、実際の使用状態を模擬した試験方3）法である。試験方法としては、試料を所定の圧縮率まで潰を想定するのであれば、200℃の高温蒸気や、数百 kGyの高し、その圧縮率のまま、試験環境内（実機を想定した高温乾

放射線量が重畳することが想定される。また、使用部位によっ

熱や蒸気環境など）
で所定時間保持する。試験環境から取ては、高温蒸気に曝される可能性はあるものの、放射線量が出し後、圧縮を開放し、試験試料の復元性を確認すること

重大事故時より低い部位も想定されるため、環境に適した材で、その環境に対する耐性を確認する手法である。評価とし料提案が必要と考えられる。このことから以下の材料の紹介て、圧縮永久ひずみ率が 0％に近いほど、劣化が少ない健を行う。

全な状態であり、逆に100％に近くなるほど、劣化が進行し、原子力用材料として使用する場合、重大事故時の環境

18

Summer 2023

No.34にて紹介している。優れた耐放射線性と、耐高温蒸気バルカー技術誌2020 年10月に政府より宣言 された2050 年カーボンニューNo.45

原子力向け製品ラインアップ

Figure3

圧縮永久ひずみ率の測定、及び算出方法

FKMには大きな差異は確認されず、むしろ、SS70の方が僅
Figure1

かながら耐熱性に優れているように見える。Figure2のグラフ

乾熱 200℃中圧縮永久ひずみグラフ

より、飽和蒸気 200℃環境では、汎用 FKM が加水分解と考えられる大幅な変形を生じているのに対し、SS70では、近似

バルカー技術誌

曲線の傾きが小さく、当該環境では長期使用が可能と予測

Summer 2023
No.45

される。また、SS70の近似曲線の傾きは、乾熱、飽和蒸気共に近似している。このことから、TOUGHUORO®シリーズ
は暴露環境違いによる寿命への影響は非常に少ないことが確認出来る。
上記結果から、放射線量がない、もしくは低線量環境において、200℃近傍の乾熱、蒸気などの環境が長期間連続して続くのであれば、改良 EPDMより、TOUGHUORO®シ
Figure2

リーズを使用したほうが、設備自体の健全性を向上させること

飽和蒸気 200℃中圧縮永久ひずみグラフ

も可能ではないかと考えられる。形状に関しても、改良

シール限界に近づいていると判断する。グラフの見方として

EPDM 同様に、様々な断面形状、大口径品の製作が可能

は、近似曲線が下側にあり、かつ傾きが小さくなるほど、そであるため、改良 EPDMとの併用により、原子炉設備の広の試験環境における耐性が強いと判断出来る。

い範囲の網羅が可能と考えられる。

圧縮永久ひずみ率の測定、及び算出方法をFigure3に示す。
Figure1のグラフより、乾熱 200℃環境では、SS70と汎用
Table1TOUGHUORO®シリーズバリエーション及び、乾熱、蒸気
環境での老化試験データをTable1に示す。

TOUGHUORO®シリーズバリエーション
Low compression set
TOUGHUORO®
ZS series

Steam-resistant TOUGHUORO®
‐SS series

Material name
SS70

SS80

SS90

ZS80

Physical properties
Hardness （ShoreA）

74

84

90

85

Tensile strength （MPa）

23.1

24.6

22.8

24.3

Elongation （%）

190

150

110

120

100% Modulus （MPa）

8.3

15.2

20.9

19.9

Aging test in air

200℃×168hHardness change（ShoreA）

±0

+1

−1

−1

Tensile strength change（%）

−3

−7

−8

−7

Elongation change（%）

−5

−7

−5

−4

Aging test in steam

200℃×168hHardness change（ShoreA）

+1

±0

−1

−1

Tensile strength change（%）

−23

−19

−14

−14

Elongation change（%）

+8

+19

+27

+13

Volume change（%）

+1

+1

+1

+1

19

製品の紹介TOUGHUORO®シリーズはTable1の通り、耐高温蒸気用・甲丸シール：装着溝内で転動やねじれが発生せず、シーのSSシリーズがJISタイプA 硬度 70 度、80 度、90 度品の3 種

ル面との接触側はOリングのようにR 形状に類と、SSシリーズの圧縮永久ひずみ性を、更に改善したZS80

したシールである。

度品の計 4 種類のバリエーションを用意している。

3. エラストマーシール

標準ラインアップ

標準品の設定はなし

製作可能寸法小口径品～大口径品まで対応可

・横 Uガスケット：フランジ面にうねり・歪みがある場合や強

3-1）
シール形状

度の弱いフランジ（樹脂製など）に使用

当社として、ガスケット用途（固定用）、パッキン用途（運動出来、自緊式シールのため低締付力で用）
として色々な製品をラインアップしており、各種機器取り付使用出来る。非加圧側にスペーサーリン

け部やご使用条件に合わせた特注品についても対応可能でグを設けることで耐圧性を持たせることある。固定用はフランジ溝に装着後、圧縮変形状態を考慮が可能である。

特性（低摺動、耐圧性など）を確保しつつ、劣化についても考慮された形状とすることが望ましい。

標準ラインアップ

標準品の設定はなし

製作可能寸法小口径品～大口径品、楕円、
額縁タイプまで対応可

バルカー技術誌

した形状とすることが望ましい。運動用は機器に要求されるシール形状により期待される特性が大きく変わるため、以下に形 状ごとの特 徴を記 載する。シール形 状の一 覧を

横 Uガスケットシール方法をFigure4に示す。

Table2に示す。

Summer 2023

3-2）特徴・Oリング：シールの中で最も汎用性が高く、各種規格品
がラインアップされており、コストも安く使い勝手が良い。固定用、運動用両方に使用可能である。
標準ラインアップJIS 規格品、ISO 規格品、JASO 規格品

製作可能寸法小口径品～大口径品まで対応可

No.45・角リング：比較的汎用的に使用が出来、装着溝内で転動やねじれが発生しないため、Oリングで転動やねじれが発生した場合に使用される。
標準ラインアップ

標準品の設定はなし

製作可能寸法小口径品～大口径品まで対応可

Figure4

横 Uガスケットシール方法

Table2 シール形状の一覧
用途

固定用

運動用

形状

名称

Oリング

角リング

甲丸

横U

コスト※ 1

低

低

低

中

タイプ

スクイーズタイプ

リップタイプ

インフラートシール
反転タイプ

膨張タイプ

高

高
中空タイプ

Oリング

Xリング

Uパッキン

低

低〜中

低〜中

スクイーズタイプ

リップタイプ

注）※１ イメージ感を示す。

20

原子力向け製品ラインアップ

・インフラートシール 5）：中空構造をしており、中空部を空気・Uパッキン：運動用シールで、低摺動で使用することがで加圧させることで膨張させシール可能である。ロッド用、ピストン用、ロッド・ピ

相手面に接触してシールするタイ

ストン兼用タイプがあり、フルードパワーを用プ。反転タイプと膨張タイプがある。

いた機器で良く使われている。

標準ラインアップ

反転タイプ：断面寸法 4サイズ
膨張タイプ：断面寸法 3サイズ

標準ラインアップ

ロッド用、ピストン用、ロッド・ピストン兼用、大断面タイプ、小断面タイプ、空気圧用製作可能寸法小口径品～大口径品、額縁型など対応可

製作可能寸法小口径品～大口径品まで対応可

反転タイプシール方法をFigure5に示す。
膨張タイプシール方法をFigure6に示す。

Figure8

U パッキンの種類

バルカー技術誌

4. グランドパッキン
Figure5反転タイプシール方法

4-1）制御弁用グランドパッキン 6）
原子力用の弁としては、大きく分類するとON-OFF 弁と制御弁の2 種類がある。ON-OFF 弁は弁開度を全開または全Summer 2023

閉で使用される場合が主であり、常時作動しない。これに対し制御弁は弁の開度により、流量や圧力を調整するため、常時作動する弁となる。
Figure6膨張タイプシール方法

代表的な弁の構造とグランド部の構造について、例として空気作動制御弁概要図をFigure9に示す。

・Xリング：運 動用シールでシール接触部のくぼみに潤滑剤を保持することで、低摺動で使用が出来、

No.45

長時間の潤滑効果が得られる。
標準ラインアップ

軸径φ7 ～φ100

製作可能寸法小口径品～大口径品まで対応可

Xリング組付け状態をFigure7に示す。

Figure7

Xリング組付け状態
Figure921

空気作動制御弁概要図

製品の紹介制御弁用グランドパッキンは摺動部と、同時に漏れに対するシール部となっており、弁の制御性を考慮すると、摺動抵抗が小さく、かつ同時にシール性に優れると言う相反する機能が要求される。また、原子力用グランドパッキンは、耐放
射線性、水質規制などからの不純物規制、性能安定性、耐久性など高い信頼性が要求される。
過去およそ30 年前から原子力用制御弁に使用されている

Figure12 グランドパッキン組み合わせ概要図

グランドパッキンについて、シビアアクシデントに想定される耐放射線性 800kGyに対する影響の評価結果を含め、原子力用グランドパッキンNo.6399LAE（アダプターパッキン）、
No.VF-20LAE（メインパッキン）
について紹介する。

4-3）特徴・制御弁用グランドパッキンに必要な要素である低摺動抵抗と優れたシール性能を長期にわたり安定して発揮する。
・シビアアクシデントに想定される耐放射線性を有する。

No.6399LAEは炭素繊維をPTFEディスパージョンで処理・ハロゲンイオンや硫黄、低融点金属合金などの成分濃したのち断面角形に編組し、PTFEディスパージョンと微粒黒

度を厳重に規制し、使用材料も放射線劣化を起こさない

鉛で仕上げたのち、潤滑油で処理したパッキンである。

ものを厳選している。

No.6399LAEはアダプターパッキンとして使用し、構成概要図をFigure10に示す。
ヤーンを断面角形に編組したのち、潤滑油で処理したパッキ

No.6399LAEとNo.VF-20LAEを組み合わせた場合の、使用範囲をTable3に示す。

ンである。
No.VF-20LAEメインパッキンとして使用し、構成概要図を
Figure11に示す。
制御弁に使用する場合は、No.6399LAEとNo.VF-20LAE
を組み合わせて使用する。グランドパッキン組み合わせ概要

Table3使用範囲

用 途

制御弁・ON-OFF 弁

最高使用温度

363℃

最高使用圧力18.9MPapH 範囲

0 ～ 14No.45

図の例をFigure12に示す。
4-5）
グランドパッキンの耐放射線性
No.6399LAEとNo.VF-20LAEの放射線照射の有無による
基礎特性（圧縮特性、摺動特性、シール特性）及び耐熱特性（熱減量特性）を相対比較し耐放射線性の影響を評価する。
・放射線照射条件：未照射、100kGy、800kGy
・グランドパッキン組み合わせ概要図
・基礎特性試験治具概要図
Figure10No.6399LAE 構成概要図

・耐熱特性条件：350℃

Figure11No.VF-20LAE 構成概要図

Figure13

Summer 2023

No.VF-20LAEはインコネルワイヤーで補強した膨張黒鉛

4-4）使用範囲

バルカー技術誌

4-2）材料構成

Figure12 参照

Figure13 参照

基礎特性概要図
22

原子力向け製品ラインアップ

4-6）耐放射線性評価結果概要
耐放射線性結果概要をTable4に示す。グランドパッキン
外観をTable5に示す。
基礎特性（圧縮特性、摺動特性、シール特性）及び耐熱特性（熱減量特性）については、放射線照射の影響は認められない。
放射線照射によりNo.6399LAEの補助材であるPTFEの
低分子化の影響で、編組の解れが認められ、僅かに摺動抵抗の増加が認められるが問題の無い程度である。No.6399
LAEの解れは想定しており、炭素繊維に影響は及ぼさない。
また、スタフィングボックス内では拘束されており、アダプター
パッキンとしての機能は果たすものと考える。

バルカー技術誌

No.6399LAEとNo.VF-20LAEは、シビアアクシデントで想定される放射線量においても使用上問題ないものと考える。
Table4

耐放射線結果概要
基礎特性＊1）

耐熱特性＊1）

圧縮特性

摺動特性＊2）

シール特性

熱減量特性

100kGy◎◎◎◎800kGy◎〇◎◎Summer 2023

放射線量

＊1）
圧縮特性、摺動特性、シール特性は組み合わせ。 耐熱特性は単独。
◎：影響なし（未照射時と比較し同等）＊2）
摺動特性：μｋ値 ◎：0.030 以下 ○：0.040 以下

No.45

Table5 グランドパッキン外観
バルカーNo.

新品

未照射
熱処理後

100kGy
熱処理後

Figure14

圧縮特性結果Figure15

摺動特性結果

800kGy
熱処理後

No.6399LAE

No.VF-20LAE

4-7）耐性確認試験評価結果

Table6 シール特性結果

圧縮特性結果をFigure14、摺動特性結果をFigure15、
シール特性結果をTable6、熱減量試験結果をFigure16、Figure17に示す。
各特性結果より、放射線照射による性能に影響する変化は軽微であり、使用上問題ないものと考える。

23

放射線照射量内圧をシールするために必要な締付面圧（MPa）
1MPa

4.9MPa9.8MPa未照射

9.8

14.7 ～ 19.6

19.6 ～ 24.5

100kGy9.8

14.7 ～ 19.6

19.6 ～ 24.5

800kGy9.8 ～ 14.7

24.5

24.5

製品の紹介

5. おわりに
環境対策として、地球規模でのカーボンニュートラルへの取り組みが行われる中、温室効果ガスを排出しないエネル
ギーである原子力発電所の再稼働も進みつつある。我々
シールメーカーでは、災害などリスクヘッジによる安定供給体
制へ取り組み、また、環境負荷を低減した製品開発を進めていく所存である。

6. 参考文献
1）資 源エネルギー庁：令和 2 年度エネルギーに関する年次
熱減量試験結果（No.6399LAE）

報告（エネルギー白書 2021）,第 2 章

第 3 節『2050 年カー

ボンニュートラルに向けた我が国の課題と取組』
2）森田 一成：朝日新聞デジタル SDGs ACTION,『エネルギーミックスとは？日本の2030 年度目標や現状、課題を紹介』（2022.08.22）
3）鈴木 憲，
松田 真一, 杉村 卓哉：バルカー技術誌．
No.34，
4）鈴木 憲：バルカー技術誌．No.30，14-19（2016）5）上田 彰，バルカー技術誌，No.17，8-15（2009）6）青木 晃、瀬戸田 末広、安東 博、松岡 邦彦：バルカー
レビュー VOL.38 No.5，1-8（1994）

Summer 2023

14-18（2018）

バルカー技術誌

Figure16

No.45
Figure17

熱減量試験結果（No.VF-20LAE）

鈴木 憲

南暢

H＆S 事業本部
商品開発部
エラストマー開発チーム

H＆S 事業本部
商品開発部
エラストマー開発チーム

須川 修司
H＆S 事業本部
商品開発部
ガスケット開発チーム
24

テクノロジーニュース 直近のバックナンバー

No.44 Winter 2023
●ご

挨

拶		

代表取締役会長 CEO

瀧澤

利一

取締役 CTO青木睦郎

TA 管理課長宮本豊彰●バルカーテクノロジーニュース 冬号発刊にあたって●カスタマー・ソリューション《共著》
VALQUA SPMTM SDM

工事管理システムの活用事例



コスモ石油株式会社
H&S 事業本部

堺製油所

サービスソリューション営業部

中出

賢志郎

●カスタマー・ソリューション
シールトレーニングセンター

サテライト拠点の紹介

H ＆ S 事業本部

金子秋野

半導体製造メーカー

A様

サービスソリューション営業部

●技術論文
《共著》
半導体製造設備における振動測定システム VHERME® の適用事例紹介

バルカー技術誌

Summer 2023



技術総合研究所

山下 裕也



技術総合研究所

米田 哲也



技術総合研究所佐藤 央隆

広島大学名誉教授

澤俊行

技術総合研究所山本公平

エラストマーチーム

西原亮平

ガスケット開発チーム

黒河真也

技術総合研究所

戸田清華

ガスケット開発チーム

濱出

真人

●技術論文
メタル中空 O リングの基礎密封性能評価
●製 品 の 紹 介

BLISTANCE® シリーズ

− 60℃対応品の紹介



H&S 事業本部

商品開発部

高機能シートのラインアップ拡充


No.45

ご協力

H&S 事業本部

商品開発部


グランドパッキン交換ツールの紹介

25

H&S 事業本部

商品開発部

No.43 Summer 2022
●ご

挨

拶		

睦郎

広島大学名誉教授

澤俊行



研究開発本部

高橋聡美



研究開発本部

M.U.KHAN

研究開発本部藤原隆寛

事業変革推進室

本居学

研究開発本部

山下純一

研究開発本部佐藤央隆

研究開発本部

西原亮平

調達グループ佐藤俊輔

サービスソリューション営業部

出口善久

代表取締役会長 CEO

瀧澤

利一

取締役 CTO青木睦郎

周南支店重機建設課

桐山真也●技 術 論 文●製 品 の 紹 介

管フランジ締結体における締付け効率の評価

遠隔監視プラットフォームと予知保全サービスの紹介

BLISTANCE® シリーズ HLT II の紹介
高機能プラスチック製品の紹介

●事 業 の 紹 介

シールトレーニング設備搭載出張講習車

高機能樹脂・製品本部

シールトレーニングビークル ™

Seal Training Vehicle™（略称：STV）の紹介


Ｈ＆Ｓ営業本部

Summer 2023

No.42 Winter 2022
●ご

挨

拶		

●バルカーテクノロジーニュース 冬号発刊にあたって●カスタマー・ソリューション《寄稿》フランジ締付けトレーニングによる気密試験の成果

日本通運株式会社●カスタマー・ソリューション
ガスケットの適切な施工について

Ｈ＆Ｓ営業本部



中出

賢志郎

商品開発部

高橋

聡美

知的財産部

薄井

伸太

素材応用開発チーム

武藤

裕孝

米田

哲也

河合

伸幸

研究開発本部●デジタル・ソリューション
IP ランドスケープの取組

●製 品 の 紹 介PTFE ナノファイバーのフレキシブルデバイスへの活用
研究開発本部

先行技術開発部

研究開発本部

先行技術開発部

新領域開発チーム

バルフロンⓇライニング鋼管ガスケットレス機構


バルカー技術誌

取締役 CTO 青木

株式会社バルカーメタルテクノロジー

生産部

26

No.45

https://www.valqua.co.jp

■本社
（代）

■M・R・T センター
■奈良事業所☎（03）5434-7370☎（042）798-6770☎（0747）26-3330■Ｈ＆Ｓ事業本部

第１ブロック（北海道）☎（03）5434-7375

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第２ブロック（東北） ☎（03）5434-7375

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Fax.（052）811-6474

第３ブロック（北関東・信越）☎（03）
5434-7375●第５ブロック（東日本カスタマーサービス） ☎（03）5434-7375●第７ブロック（関西） ☎（06）6265-5031

Fax.（03）5436-0565
Fax.（06）6265-5040

Fax.（06）6265-5041

第10ブロック（中国） ☎（093）521-4181

Fax.（093）531-4755●第11ブロック（九州） ☎（093）521-4181■高機能シール本部
●営業部
（東京）
●営業部
（大阪）
■海外統括本部●貿易チーム☎（03）5434-7382☎（06）
6265-5036

Fax.（06）6265-5040

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☎
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（東京）

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Fax.（03）5436-0562●彦根営業所☎（0749）26-3191

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株式会社バルカー

Fax.（03）5436-0565●第８ブロック（西日本カスタマーサービス）☎（06）6265-5032

第９ブロック（北陸・中四国）☎（06）6265-5031

夏号

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No.45
Summer 2023☎（03）6770-9143 Fax.
（03）3779-4006

千 葉 営 業 所 ☎（03）6770-9143 Fax.
（03）3779-4006●鹿 島 営 業 所 ☎（0479）46-1011 Fax.
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福 山 営 業 所 ☎（03）5434-7520 Fax.
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