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

11COD（mg/L） 62.4

2.4

2.6

0.5未満

0.5未満

SS（mg/L）

原水57. 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.MＦ３００2-2） 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。

3.01270 × 1270

流体

推奨締付面圧（MPa）

厚さ（mm）mｙ（N/mm2）

液体

25.5

3.0（3.2）

2.00

11.0

ガス35.01.5（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

6.854す。高温時の応力緩和特性

復元率（34.3MPa)％30.0

33.85354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

37.467.7

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

35.456.6

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

3-5No.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.MＦ３００2-2） 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。

3.01270 × 1270

流体

推奨締付面圧（MPa）

厚さ（mm）

mｙ（N/mm2）

液体

25.5

3.0（3.2）

2.00

11.0

ガス35.01.5（1.6）

2.7525.5

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

3.51.53.0

1.53.0

引張強さ
（横方向)

MPa

12.0

14.1

12.410.9

圧縮率（34.3MPa）%6.76.854す。高温時の応力緩和特性

復元率（34.3MPa)％30.0

33.85354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

37.467.7

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

3-5No.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

2.03.6

1.42.2

1.1

GF300

25.91.70.54.6

1.769％ 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
1516