CN1867633A - 阀门用树脂制构件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轻量的阀门用树脂制构件，其是高强度的，可以在高温下使用，同时具有优良的耐药品性以及耐蚀性。所述阀门用树脂制构件是将在常温下抗拉强度为80MPa～400MPa的成形材料进行成形而成的，进而是将120℃下抗拉强度为75MPa～350MPa的成形材料进行成形而成的。再者，所述阀门用树脂制构件是将在树脂组合物中配合有20～70质量％的纤维强化材(E)的成形材料进行成形而成的，所述树脂组合物包括：羟值为60～100的环氧丙烯酸酯树脂(A)，相对于环氧丙烯酸酯树脂(A)的1个羟基、异氰酸酯基的个数为0.1～1.5个的聚异氰酸酯化合物(B)，固化剂(C)，以及内部脱模剂(D)。

Description

阀门用树脂制构件
技术领域
本发明涉及一种阀门用树脂制构件，其用于化工厂、或食品领域、石油化学领域、造纸-纸浆领域等各种产业，更详细地说，本发明涉及一种轻量的阀门用树脂制构件，其是高强度的，可以在高温下使用，同时具有优良的耐药品性、耐蚀性以及耐候性。
背景技术
在各种高温高压生产线和化学药品生产线等中使用的阀门用构件多种多样，但以阀门驱动部的壳体、蝶阀的阀门主体为例，它们在高温高压下使用时要求具有相当的强度，因此在现有技术中，使用的是采用铁和铝等的金属制阀门用构件。但是，在暴露于户外的状态、沿海地区或海水周围等要求所谓的耐蚀性和耐候性的条件下，阀门用构件有时也长时间使用，因此，由于金属的腐蚀和锈蚀等原因，对于金属制作的阀门驱动部的壳体，发生驱动部的动作不良，对于金属制作的蝶阀的阀门主体，阀门的开关出现故障，从而存在的问题是长期的安全性低下。另外，在各种化学药品生产线的使用中，金属制作的阀门用构件、特别是金属制作的蝶阀主体，由于腐蚀性气体和药液产生的侵蚀，往往产生药液泄漏的问题，有时因药液的作用而不能使用。
作为解决问题的手段，对于金属制作的阀门驱动部的壳体，采用涂覆环氧树脂等的对策；而对于金属制作的蝶阀的阀门主体，则设置树脂或橡胶的内衬，使耐药品性和耐蚀性得到提高。
但是，对于涂装环氧树脂的金属制作的阀门驱动部的壳体，产生了以下的问题。
1.环氧树脂是非常脆的树脂，因此在运输时和使用时如果承受直接冲击或应力，则恐怕环氧树脂的涂装面容易产生剥离。
2.即使对于涂装面没有承受直接冲击和应力的情况，例如在冷热温差巨大的环境中使用时，也由于金属制作的阀门驱动部与涂装面具有不同的膨胀系数，因而在热膨胀和热收缩的反复作用下，涂装面往往容易剥离。
3.涂装层剥离的部位恐怕与没有涂装的金属制作的阀门用构件的情况一样，将会发生因腐蚀而引起的退化和动作不良。
4.壳体占阀门驱动部的重量的一半以上，因此在使用金属制作的阀门驱动部的壳体时，将非常笨重，运输困难，施工性较差。
另外，对于设置有树脂或橡胶内衬的金属制作的蝶阀之阀门主体，所产生的问题是：与上述的1和2的涂装层一样，发生内衬的剥离；与上述3一样，内衬发生剥离的部位产生腐蚀；与上述4一样，重量很重。此外，树脂或橡胶的内衬尽管不像环氧树脂那样脆，但由于内衬设计得较薄，因此，如果运输或使用时承受直接冲击和应力，则内衬就容易剥离。
作为解决以上问题的手段，作为阀门用构件，首先，针对阀门驱动部的壳体，已经提出了用低热传导性的合成树脂来形成作为壳体的阀门用齿轮驱动装置的外壳的方法(例如，参照专利文献1)。根据这一方法，阀门用齿轮驱动装置的外壳是用硬质氯乙烯、环氧树脂、以及FRP等合成树脂来形成的，即使用于流过低温流体的配管，在外壳的内外面和外壳内部的齿轮机构也不会结露而产生水滴，因此可以防止因锈蚀引起的动作故障。
其次，对于蝶阀的阀门主体，已经提出了作为阀门主体的阀箱由纤维强化树脂形成的方法(例如，参照专利文献2)。根据这一方法，使用FRP等纤维强化树脂在环状型箱内设置强化纤维预成形体后，一边使环状型箱旋转一边投入树脂液，在离心力的作用下，树脂液在强化纤维内通过并向外侧移动，树脂的厚度向内侧依次增加，由此便形成出树脂制作的蝶阀的阀箱，可以说即使阀箱因外力和流体压力等而受到损伤，仍然能够形成出不容易腐蚀的、可提高耐用年限的阀箱。
然而，在上述合成树脂所形成的阀门用齿轮驱动装置的外壳中，虽然可以解决涂装面的剥离、以及涂装面的剥离部位发生腐蚀的问题，但在常温高压生产线的使用中，与金属制外壳相比，材料的强度低下，因而能够使用的压力范围受到限制。另外，在高温常压生产线的使用中，硬质氯乙烯等在高温下，树脂的物性明显降低，物性明显降低的壳体恐怕不能抵御阀门开关时施加到外壳上的应力而遭到破坏。
另外，在上述合成树脂所形成的蝶阀的阀箱中，尽管能够解决内衬剥离、以及内衬剥离部位发生腐蚀的问题，但在常温高压生产线的使用中，与金属制阀箱相比，材料的强度低下，因而能够使用的压力范围受到限制。另外，在高温常压生产线的使用中，硬质氯乙烯可以使用的温度限制在60℃左右，在超过60℃的配管管线中，恐怕阀箱破损或发生泄漏事故，故而存在不能使用的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术存在的问题而完成的，其目的在于：提供一种轻量的阀门用树脂制构件，其是高强度的，可以在高温的气氛中使用，同时具有优良的耐药品性以及耐蚀性。
对于本发明的构成，它的第1特征在于：将常温下的抗拉强度为80MPa～400MPa的成形材料进行成形；它的第2特征在于：将120℃下的抗拉强度为75MPa～350MPa的成形材料进行成形；它的第3特征在于：将-20℃～120℃下带缺口的Izod冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2的成形材料进行成形；它的第4特征在于：阀门用树脂制构件为阀门驱动部的壳体；它的第5特征在于：阀门用树脂制构件为蝶阀的阀门主体。
本发明的阀门用树脂制构件所采用的树脂组合物的成分即树脂，只要所得到的树脂制构件的物性满足上述物性值，则热塑性树脂、热固性或射线固化性树脂等任何一种都可以，例如可以列举出环氧丙烯酸酯树脂、聚苯硫醚树脂、工程聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂等，特别优选的是环氧丙烯酸酯树脂和聚异氰酸酯化合物的组合。在它们当中，对热固性树脂可以添加固化剂。再者，为了得到上述必要的物性，添加纤维强化材也是优选的。此外，还可以添加填充材等各种添加剂。
本发明的阀门用树脂制构件所采用的树脂组合物的构成成分即树脂、纤维强化材、以及其它添加剂的配比，可以参照下述实施例的配比进行适当的选择，以便使本发明的阀门用树脂制构件的物性满足上述的物性值。
在以下的说明中，将就由下述成形材料成形的阀门用树脂制构件进行详细叙述，其中所述成形材料以特定的环氧丙烯酸酯树脂(A)、特定的聚异氰酸酯化合物(B)、固化剂(C)以及内部脱模剂(D)为树脂组合物，进而在其中添加了纤维强化材(E)。但在像上述那样使用热塑性树脂(X)的情况下，则该树脂(X)本身和内部脱模剂(D)构成树脂组合物。另外，关于纤维强化材、填充材以及其它添加剂，也同样可以添加。
另外，本发明的第6特征在于：以在树脂组合物中配合有20～70质量％的纤维强化材(E)的成形材料进行成形，所述树脂组合物包括：羟值为60～100的环氧丙烯酸酯树脂(A)，相对于环氧丙烯酸酯树脂(A)的1个羟基、异氰酸酯基的个数为0.1～1.5个的聚异氰酸酯化合物(B)，固化剂(C)，以及内部脱模剂(D)；第7特征在于：以相对于100质量份的环氧丙烯酸酯树脂(A)配合5～50质量份的鳞片状填充材(F)的成形材料进行成形；第8特征在于：以成形材料设计为薄片状或块状的成形材料进行成形。
附图说明
图1是表示本发明第1实施方案的蝶阀处于关闭状态时的立体图，其中蝶阀具有阀门驱动部的外壳。
图2是图1的纵剖面图。
图3是表示图1的阀门驱动部之内部构造的平面图。
图4是图3的纵剖面图。
图5是表示阀门驱动部处于打开状态时的内部构造的平面图。
图6是图5的纵剖面图。
图7是表示在图1的阀门驱动部的外壳上所施加的应力之分布的图。图7(A)是表示在图1的阀门驱动部的外壳上所施加的应力之分布的平面图。其右侧是图7(B)，表示图7(A)的X-X向剖面图。
图8是表示在图1的阀门主体上所施加的应力之分布的阀门主体的立体图。
图9是表示本发明第2实施方案的碟阀处于关闭状态时的立体图，其中碟阀具有阀门驱动部的外壳。
图10是图9的纵剖面图。
图11是表示在图9的阀门主体上所施加的应力之分布的阀门主体的立体图。
符号说明
1外壳                 2螺栓
3螺母                 4手柄
5轴                   6蜗杆
7蜗轮                 8阀门主体
9上法兰盘             10螺栓
11流道                12轴承凹部
13阀杆                14缩径部
15阀杆套筒            16阀座环
17阀体                18上部阀门主体
19上法兰盘            20下部阀门主体
21轴承凹部            22突起部
23突起部              24突起部
25突起部              26螺栓
27螺母               28阀座环
29凸肩部             30阀杆
31缩径部             32阀杆套筒
33阀体               34外壳
A1、A2、B、C1、C2应力集中区域
具体实施方式
本发明使用的成形材料于常温下的抗拉强度优选为80MPa～400MPa的范围，更优选为120MPa～300MPa的范围。对于配管管线的使用，为了得到充分的强度，抗拉强度必须为80MPa或以上。如果增加抗拉强度，则带缺口的Izod冲击强度(以下记为冲击强度)急剧下降，存在容易破损的倾向，因此为了维持冲击强度，且保持抗拉强度，常温下的抗拉强度优选为400MPa或以下。
在120℃下的抗拉强度优选为75MPa～350MPa的范围，更优选为90MPa～300MPa的范围。在高温生产线的使用环境下，为了得到充分的强度，抗拉强度必须为75MPa或以上。在高温下与在常温下相比，虽然冲击强度得以提高，但如果增大抗拉强度，则冲击强度急剧降低，存在容易破损的倾向，因此为了维持冲击强度，且保持抗拉强度，在120℃下的抗拉强度优选为350MPa或以下。
另外，-20℃～120℃下成形材料的冲击强度优选为15KJ/m2～100KJ/m2的范围，更优选为30KJ/m2～65KJ/m2的范围。冲击强度必须为15KJ/m2或以上，这样即使在-20℃～120℃下施加大的冲击时，阀门用树脂制构件也不会破损。在增大冲击强度时，抗拉强度急剧下降，作为阀门用构件，其刚性存在退化的倾向，因此为了维持抗拉强度，且保持冲击强度，冲击强度优选为100KJ/m2或以下。
本发明使用的环氧丙烯酸酯树脂(A)通常是在环氧树脂与不饱和一元酸反应得到的环氧丙烯酸酯中，使用聚合性乙烯基单体作为反应性稀释剂的树脂，作为环氧树脂成分，是指在1个分子中至少具有2个环氧基的化合物。例如可以列举出：将以双酚A、双酚F、以及溴化双酚A为代表的双酚化合物作为主骨架的二环氧甘油醚型环氧树脂等，将以苯酚、甲酚酚醛、溴化的苯酚酚醛为代表的多核苯酚化合物作为骨架的聚缩水甘油醚型环氧树脂等、将以二聚酸、偏苯三酸为代表的有机多元酸作为主骨架的聚缩水甘油酯型环氧树脂等、以双酚A环氧乙烷、加成环氧丙烷的乙二醇以及加氢的双酚A化合物作为骨架的缩水甘油醚型环氧树脂等，它们可以单独使用，也可以混合使用。
作为不饱和一元酸成分，可以列举出：丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、山梨酸等，它们可以单独使用，也可以混合使用。
另外，在环氧丙烯酸酯树脂(A)中，也包含下述的环氧丙烯酸酯，其是在上述环氧树脂成分与不饱和一元酸成分发生反应后，进一步与多元酸酐发生反应而得到的，并且在分子中具有作为侧基的酸。作为多元酸酐，可以列举出：马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、四溴邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、3，6-桥亚甲基-1，2，3，6-四氢-顺-邻苯二甲酸酐等。
另外，以提高物性和改善粘结性等为目的，将配合聚异氰酸酯化合物(B)。
作为聚异氰酸酯化合物(B)，可以列举出：2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六甲撑二异氰酸酯等二异氰酸酯或多官能团的聚异氰酸酯，或者具有羟基的聚醚聚醇或聚酯聚醇与二异氰酸酯化合物反应而得到的且末端具有异氰酸酯基的异氰酸酯预聚物等。
相对于环氧丙烯酸酯树脂(A)的1个羟基，聚异氰酸酯化合物(B)的异氰酸酯基的数量为0.1～1.5个的范围，优选为0.5～1.2个的范围。
为了使机械物性得以提高，并制作出不残留粘结性的成形材料，聚异氰酸酯化合物(B)的异氰酸酯基的数量必须为0.1或以上。为了防止多余的异氰酸酯基与水分反应而发泡，并且在成形后使成形物内部不会残留发泡，聚异氰酸酯化合物(B)的异氰酸酯基的数量必须为1.5个或以下。
为了提高作业性和增强耐水性等，将使用聚合性乙烯基单体。
作为聚合性乙烯基单体，一般使用苯乙烯，但也可以列举出：乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、乙烯基萘、乙基乙烯基醚、甲基乙烯基酮、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯腈等乙烯基化合物，以及可能与邻苯二甲酸二烯丙基酯、富马酸二烯丙基酯、丁二酸二烯丙基酯、氰尿酸三烯丙酯等烯丙基化合物等进行交联的乙烯基单体或者乙烯基低聚物等，它们可以单独使用，也可以混合使用。
以提高成形材料的成形性为目的，可配合固化剂(C)和内部脱模剂(D)。相对于100重量份的树脂成分，固化剂(C)的配比为0.5～2.0重量份，优选为0.8～1.2重量份。相对于100重量份的树脂成分，内部脱模剂(D)的配比为1.0～8.0重量份，优选为3.0～5.0重量份。
作为固化剂(C)，可以列举出：过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化过苯甲酸酯、氢过氧化枯烯、过苯甲酸叔丁酯、过氧化缩酮、过氧化二异丙苯等有机过氧化物。
作为内部脱模剂(D)，可以列举出：硬脂酸及其金属盐之类的高级脂肪酸和高级脂肪酸酯、烷基磷酸酯、巴西棕榈蜡等惯用的内部脱模剂等。
另外，以提高成形材料的强度为目的，可配合纤维强化材(E)。
作为纤维强化材(E)，可以列举出：玻璃纤维、维尼纶纤维、碳纤维、苯酚纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、将碳纤维与芳香族聚酰胺纤维或者将碳纤维与玻璃纤维组合而成的杂合物等，它们可以单独使用，也可以将2种或更多种组合使用。
相对于由(A)～(D)配合而成的树脂组合物，需要配合20～70质量％的纤维强化材(E)，其中优选的配比为30～60质量％。由于纤维强化材(E)的添加量少时，将使成形品的强度发生波动，因此必须在20质量％或以上。而添加量较多时，树脂成分局部减少，导致成形品的强度下降、以及玻璃成分的局部增多，由此引起脆弱部分的发生，为防止出现这样的现象，必须在70质量％或以下。
另外，纤维强化材(E)的纤维长度优选为3～50mm，更优选为6～25mm。这是因为：纤维长度在比优选的范围长或短的情况下，根据成形方法的不同，玻璃纤维的分散状态出现不均匀性，成形品的强度发生波动，所以必须使其在优选的范围内。纤维除了棒状以外，也可以是短切纤维毡片(chop mat)和织布状。
另外，对于由上述(A)～(E)配合而成的成形材料，以提高成形性和改善成形品的耐药品性以及耐水性为目的，也可以配合鳞片状填充材(F)。鳞片状填充材(F)，相对于100质量份的环氧丙烯酸酯树脂(A)，必须配合5～50质量份，优选配合10～30质量份。为了提高成形材料的成形性并改善成形品的外观，必须配合5质量份或以上。为了不使粘度过高和成形困难，必须配合50质量份或以下。
作为鳞片状填充材(F)，可以列举出云母、鳞片状石墨等无机物质、成形或固化为鳞片状的树脂片或者薄片等，它们可以单独使用，也可以混合使用。
再者，由上述(A)～(F)配合而成的成形材料根据需要，还可以添加低收缩剂(G)、其它填充材(H)、以及增粘剂(I)等，也可以将其加工成薄片状或块状后进行使用。
作为收缩剂(G)，可以列举出聚苯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、以及饱和聚酯等。
作为填充材(H)，通常使用碳酸钙，但也可以列举出：氢氧化铝、滑石、粘土、硫酸钡、氧化铝、硅砂、二氧化硅粉、玻璃珠、玻璃粉、玻璃球(glass balloon)、寒水石等，它们可以单独使用，也可以混合使用。
作为增粘剂(I)，可以列举出：聚异氰酸酯化合物、烷氧基金属类、2价金属氧化物、以及2价金属氢氧化物等。
作为本发明的阀门用树脂制构件使用上述成形材料进行成形的方法，可以使用MMD(金属对模模塑法：Metal Matched Die)成形、SMC(片状模压成形：Sheet Molding Componding)、以及BMC(块体模压成形：Bulk Molding Componding)等加热加压成形等。特别优选使用的是设定为薄片状或块体状的成形材料。
本发明使用以上说明的结构，由此可以获得如下优良的效果。
(1)能够得到一种阀门用树脂制构件，其可以弥补如下的不足：即阀门用金属性构件的耐药品性和耐蚀性低以及重量重；实施了涂装和内衬的阀门用金属性构件的涂层和内衬发生剥离；以及现有技术的阀门用树脂制构件的抗拉强度和冲击强度等物性强度较低。
(2)能够得到一种阀门用树脂制构件，其在高压生产线中使用时，可以不必担心产生破损，而且与树脂的特性相适应，其具有良好的耐药品性。
(3)120℃下的材料的抗拉强度为75MPa～350MPa，所以在高温生产线中可以长期使用而不必担心产生破损。
(4)-20℃～120℃下材料的带缺口的Izod冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2，所以即使承受由落下和水击等产生的剧烈冲击，也能够维持强度而不会发生破损。
(5)由于使用环氧丙烯酸酯树脂成形材料，所以无论高温或低温，都不会损害较高的物性强度，即使对于高压也能够充分承受长时间的使用。另外，能够得到一种耐腐蚀性强的阀门用树脂制构件，其对于酸和碱具有优良的耐药品性，在暴露于户外这样的环境苛刻的状态下，即使长时间使用也没有问题。
(6)由于在环氧丙烯酸酯树脂成形材料中添加了鳞片状的填充材，因而能够改善成形性和外观，而且能够使采用环氧丙烯酸酯树脂成形材料的阀门用树脂制构件的耐药品性和耐水性得以提高。
下面参照图1～图11，就本发明的实施例进行说明，毫无疑问，本发明并不局限于本实施例。
实施例
图1为表示本发明第1实施例的碟阀处于关闭状态时的立体图，其中碟阀具有作为阀门驱动部壳体的外壳(以下记为外壳)；图2是图1的纵剖面图。图3是表示图1的阀门驱动部之内部构造的平面图；图4是图3的纵剖面图。图5是表示阀门驱动部处于打开状态时的内部构造的平面图；图6是图5的纵剖面图。图7是表示在图1的阀门驱动部的外壳上所施加的应力之分布的平面图；图8是表示在图1的阀门主体上所施加的应力之分布的阀门主体的立体图。图9是表示本发明第2实施方案的碟阀的立体图，其中碟阀具有阀门驱动部的外壳；图10是图9的纵剖面图；图11是表示在图9的阀门主体上所施加的应力之分布的阀门主体的立体图。
下面以图1～图3为基础，就本发明的第1实施例的具有外壳且带阀门驱动部的碟阀进行说明。
在图1中，1表示阀门驱动部的外壳，由采用以下方法制备的树脂成形材料构成，即作为环氧丙烯酸酯树脂(A)，配合日本ユピカ(株)生产的“ネオポ-ル8051”(商品名)80质量份；作为聚异氰酸酯化合物(B)，配合日本ダウポリウレタン(株)生产的“ISONATE143L”20质量份；作为固化剂(C)，配合日本油脂(株)生产的“パ-ブチル”1.0质量份；作为内部脱模剂(D)，配合堺化学工业(株)生产的“SZ-2000”4.0质量份；在这样得到的树脂组合物中，相对于该树脂组合物，填充60％的玻璃纤维作为强化材(G)，将其进行调整便得到环氧丙烯酸酯树脂成形材料；继而在这样得到的环氧丙烯酸酯树脂成形材料中，添加15质量份的“云母”作为鳞片状的填充材(F)，这样便得到上述的树脂成形材料。在阀门驱动部的内部，以可能驱动的状态装设有后述的蜗杆6和蜗轮7，在外壳1的一个侧面上设置有使轴5得以贯通的孔，其中轴5安装在后述的手柄4上，外壳1分为上部外壳1a和下部外壳1b两部分，上部外壳1a和下部外壳1b由螺栓2和螺母3接合在一起。在外壳1a和1b各自的中心，设置有使后述蜗轮7的轴得以贯通的孔。在下部外壳1b的下面，设置有内螺纹部(图中未示出)，以便由螺栓10通过上法兰盘9将外壳1和后述碟阀的阀门主体8拧在一起。此外，外壳1的材料是由环氧丙烯酸酯树脂成形材料制造的，其在常温下的抗拉强度为230MPa，冲击强度为55KJ/m2，但也可以是在常温下的抗拉强度为80MPa～400MPa的成形材料，而且优选的是120℃下的抗拉强度为75MPa～350MPa的成形材料，更为优选的是从常温到120℃下的冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2的成形材料。
另外，外壳1由于是树脂制作的，因而与金属制作的外壳相比，其具有良好的耐药品性，故而根据树脂特性的不同，可以在各种化学药品生产线上使用。另外，在冷热温差变化剧烈的环境下使用时，即使进行反复的热膨胀和热收缩，也不会发生涂层的剥离。特别是在外壳1使用本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形材料的情况下，对盐酸和氢氧化钠溶液等具有优良的耐药品性，而且耐候性优良，因此，在暴露于户外的状态下进行长时间的使用时，不必担心成形材料的退化。再者，相对于金属而言，它重量轻，与硬质氯乙烯具有同等的重量，所以阀门驱动部内的轴5、蜗杆6、蜗轮7即便是金属制造的，整个阀门驱动部的重量相对于外壳用金属制造时的重量，仅为50％左右的重量，从而能够得到具有外壳1所要求的物性且轻量的阀门驱动部。
4为设置在外壳1的一个侧面的手柄。在手柄4上安装着后述的轴5。
锌压铸制作的轴5一端安装着手柄，另一端以一体成形的方式设置有后述的蜗杆6。轴5在贯穿外壳1的一个侧面所设置的孔的状态下，以能够旋转的方式进行固定。
锌压铸制作的蜗杆6与后述的蜗轮7啮合在一起，并以能够自由转动的方式配置在外壳1内。
7是呈扇形的锌压铸制造的蜗轮。蜗轮7在贯穿外壳1的状态下以能够旋转的方式由外壳1所支承。与后述碟阀的阀杆13嵌合在一起的阀杆套筒15插入蜗轮7的下部并与之嵌合在一起，在阀杆套筒15与阀杆13相嵌合的状态下，外壳1和后述碟阀的阀门主体8便得以固定。
8是用与外壳1相同的环氧丙烯酸树脂成形材料制作的碟阀的阀门主体。在阀门主体8的上部，设置着大致呈圆盘形状的上法兰盘9。在阀门主体8的中心部，形成有大致呈圆筒状的流道11，在流道11的内周面，嵌接着后述的阀座环16。另外，在下部，设置着后述阀杆13的下端部得以插入并与之嵌合在一起的轴承凹部12。此外，阀门主体8是由环氧丙烯酸酯树脂成形材料制作的，其在常温下的抗拉强度为230MPa，冲击强度为55KJ/m2，但也可以是在常温下的抗拉强度为80MPa～400MPa的成形材料，而且优选的是120℃下的抗拉强度为75MPa～350MPa的成形材料，更为优选的是-20℃～120℃下的冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2的成形材料。
另外，阀门主体8是树脂制作的，因此与金属制的阀门主体相比，其具有良好的耐药品性，因此根据树脂的特性，可以在各种药品的生产线上使用。特别在阀门主体8使用本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形材料的情况下，其对盐酸和氢氧化钠溶液等具有优良的耐药品性，而且耐候性优良，因此，即使对于在暴露于户外的状态下长时间使用的情况，也不必担心发生退化。再者，与金属相比，其重量轻，与硬质氯乙烯具有同等的重量，因此后述阀杆13和其它部件即使是金属制造的，整个碟阀的重量一般为金属制作的重量的40％左右，能够得到轻量的碟阀，而且该碟阀具有阀门主体8所必需的物性。
13是阀杆。在阀杆13的上部，形成有外径比阀杆主体的外径小的缩径部14。缩径部14的上端部以从上法兰盘9的中心突出出来的方式进行配置，其中上法兰盘9设置在阀门主体8的上部，阀杆套筒15则与突出的缩径部14的上端部嵌合在一起。阀杆13在其上方嵌接着O形环，而且以能够旋转的状态贯穿阀门主体8以及后述的阀座环16并与之密合。另外，下端部以能够转动的状态通过O形环进行密封，插入轴承凹部12内并与之嵌合在一起。
16是嵌接于阀门主体8的流道11的内周面的圆环形阀座环。通过使阀座环16产生变形，能够嵌接并安装在阀门主体8内。
17是大致呈圆盘状的阀体。阀体17配置于阀门主体8的内部的中心，并相对于贯通阀体17中心的阀杆13以不可转动的方式受到阀杆13的支承。阀体17伴随着阀杆13的转动而在阀门主体8内转动，阀体17的外周部通过离开阀座环16和压接在阀座环16上，进行阀门的开闭。
其次，以图3～图6为基础，就第1实施例的阀门驱动部与碟阀的动作进行说明。
碟阀在关闭的状态(阀门驱动部为图3、图4的状态)下，使手柄4向打开的方向转动时，则与从手柄4的中心延伸出来的轴5成一体设置的蜗杆6转动，从而与蜗杆6相啮合的蜗轮7转动。伴随蜗轮7的转动，轴向支承阀体17的阀杆13转动，其中阀体17与蜗轮7的轴连接在一起。由于阀体17的转动，阀体17的外周部从阀座环16离开，流道11得以开放，则阀门处于打开状态。当碟阀处于打开状态(阀门驱动部为图5、图6的状态)时，如果使手柄4向关闭的方向转动，则传递出向与上述相反方向转动的力，阀体17转动，阀体17的外周部压接在阀座环16上，流道11被遮断，阀门转变为关闭状态。
其次，以图3～图8为基础，就通过第1实施例的阀门的开闭动作而施加到外壳1上的应力进行说明。
在阀门的开闭作业中，对于图3的处于关闭状态的阀门向打开的方向操作手柄4，此时，在外壳1上产生拉伸应力，其方向如图3和图4的箭头所示。另外，对于图5的处于打开状态的阀门向关闭的方向操作手柄4，此时，在外壳1上产生拉伸应力，其方向如图5和图6的箭头所示。另外，在阀门以中间开度加以使用的情况下，由于流体压力的影响，阀门受到向关闭方向施加的力，因此与阀门向打开方向进行操作的情况一样，在箭头所示的方向(参照图3和图4)产生拉伸应力。所以，在操作阀门使其打开和关闭、和以中间开度等使用阀门的情况下，于图7的外壳1的A1、A2区域产生应力集中。图7(A)是表示在图1的阀门驱动部的外壳上所施加的应力之分布的平面图。其右侧是图7(B)，表示图7(A)的X-X向剖面图。
设想以标准的人力进行阀门驱动部的开闭操作时，考虑到对阀门驱动部的外壳所作用的动态载荷的安全系数，外壳1的A1、A2的区域在常温下要求具有能承受80MPa的拉伸应力的强度。该所谓的80MPa的拉伸应力，是指在阀门驱动部的手柄4的直径设定为200mm时，在由标准的人力传递给齿轮机构的力的作用下，A1、A2上产生的拉伸应力约为40MPa，对树脂的该动态载荷只限于本实施例，是将最低限度的安全系数设定为2倍时的数值。
在用于常温常压生产线的情况下，本发明的外壳1是通过成形拉伸强度为80MPa～400MPa的成形材料而成的，因此，在开闭作业时不会因应力集中而引起破损。另外，考虑到2倍的最低限度的安全系数，即使在承受突发的高应力的情况下，也不会引起破损。
在用于常温高压生产线的情况下，由于A1、A2区域产生的应力集中的影响，将向外壳1施加欲使其产生应变或变形的力，但抗拉强度为80MPa～400MPa时，变形将受到抑制，因此，不再存在因外壳的应变或变形引起的使齿轮的啮合变差、容易引起齿隙、或因阀门振动而产生异常声音等问题。
在用于高温常压生产线的情况下，于外壳1的A1、A2的区域也具有抗拉强度，因此，即使加热到高温生产线的温度而使外壳1的抗拉强度降低至1/2左右，作为配管材料也能够维持可以使用的强度。另外，如果在120℃下的抗拉强度为75MPa～350MPa，则能够在高温的气氛中使用。
在用于高温高压生产线的情况下，如果在120℃下的抗拉强度为75MPa～350MPa，假设开闭操作时施加约40MPa应力，对此考虑最低限度的安全系数大致为2倍左右，所以不会发生破损而能够承受在高温高压生产线上的使用。特别在外壳1使用本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形材料的情况下，120℃的抗拉强度为135MPa，即使在高温下也能够抑制抗拉强度的下降，能够维持较高的物性强度，因此，即使在高温高压下的生产线上，也能够充分发挥可以充分承受长时间使用的强度。
其次，就第1实施例的外壳1所承受的冲击强度进行说明。
在运输和滑落等发生时，对于通常假设的外壳1承受直接冲击的情况，如果对本发明的外壳1之类的形状进行应力解析，则为了防止破损，至少要求10KJ/m2或以上的冲击强度，对于因开闭作业和其它要因而承受急剧冲击的情况，为了不致破损，最好考虑10KJ/m2的1.5倍的冲击强度，进而当-20℃～120℃下的冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2时，对于在低温生产线和高温生产线上使用的情况，便能够使用而不会发生破损。
在用于低温生产线的情况下，外壳1被冷却到低温生产线的温度，使材质的冲击强度降低，但如果冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2，则不会发生破损而能够承受在低温生产线上的使用。特别在外壳1使用本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形材料的情况下，即使在低温下也可以抑制冲击强度的降低，冲击强度为55KJ/m2，因此，例如即使在-20℃的低温下，于高压生产线上也能够充分承受长时间的使用。
其次，对于配管管线内设置的第1实施例的碟阀，以图8为基础，就承受流体压力产生的内压时所施加的应力进行说明。
在配管管线内设置碟阀的情况下，由于受到因配管管线内的流体所产生的内压的作用，阀门主体8的内部在从阀门主体8的流道中心向外侧膨胀的方向上承受应力。因此，对于配管管线内产生的压力，在图8的阀门主体8的B区域产生拉伸应力的集中。
对于通常的碟阀的使用压力即1MPa的流体应力，在由阀门主体8承受的情况下，阀门主体8的B区域内将产生38MPa左右的拉伸应力。对其考虑2倍左右的最低限度的安全系数，则必须设计为在常温下可承受80MPa的拉伸应力。
本发明的碟阀的阀门主体8是通过成形抗拉强度为230MPa的环氧丙烯酸酯树脂成形材料而成的，因此，即使在因水击等而使阀门主体8承受急剧内压的情况下，也不会发生破损而可以在高压生产线上使用。另外，由于在B区域的应力集中的影响，阀门主体8承受欲使其膨胀和变形的力，但由于是成形抗拉强度为230MPa的环氧丙烯酸酯树脂成形材料而成的，故而可以抑制变形，因此，不必担心因阀门主体8的膨胀和变形而发生流体的泄漏。
其次，就高温生产线上使用第1实施例的碟阀的情况进行说明。
对于在高温生产线上使用的情况，即使因加热到高温生产线的温度而使阀门主体8的抗拉强度降低至1/2左右，作为配管材料也能够维持可以使用的强度。再者，当在120℃下的抗拉强度为75MPa～350MPa时，则具有高于因流体压力的影响而在阀门主体8的B区域产生的38MPa的抗拉强度，所以不会引起破损和泄漏，从而能够承受高温生产线上的使用。本发明的碟阀的阀门主体8是通过成形120℃下的抗拉强度为135MPa的环氧丙烯酸树脂成形材料而成的，因此即使在高温下也能够抑制抗拉强度的下降，能够维持较高的物性强度，从而即使在高温高压生产线上，也能够发挥可以充分承受长时间使用的强度。
其次，就第1实施例的阀门主体8所承受的冲击强度进行说明。
在运输和滑落等发生时，对于通常假设的阀门主体8承受直接冲击的情况，如果对本发明的阀门主体8之类的形状进行应力解析，则为了防止破损，至少要求10KJ/m2或以上的冲击强度，对于承受由水击等引起的急剧冲击的情况，为了不致破损，最好考虑10KJ/m2的1.5倍的冲击强度，进而当-20℃～120℃下的冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2时，对于在低温生产线和高温生产线上使用的情况，便能够使用而不会发生破损。
在用于低温生产线的情况下，阀门主体8被冷却到低温生产线的温度，使材质的冲击强度降低，但如果冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2，则不会发生破损和泄漏而能够承受在低温生产线上的使用。特别在阀门主体8使用本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形材料的情况下，即使在低温下也可以抑制冲击强度的降低，冲击强度为55KJ/m2，因此，例如即使在-20℃的低温下，于高压生产线上也能够充分承受长时间的使用。
下面以图9和图10为基础，就本发明第2实施例的具有阀门驱动部的外壳且分为两部分这种类型的碟阀进行说明。
18是与第1实施例的外壳1相同的环氧丙烯酸酯树脂成形材料制碟阀的上部阀门主体。在上部阀门主体18的上部，设置有大致呈圆盘状的上法兰盘19。
20是与第1实施例的外壳1相同的环氧丙烯酸酯树脂成形材料制碟阀的下部阀门主体。在下部阀门主体20的下部，设置有后述阀杆30的下端部得以插入并与之嵌合在一起的轴承凹部21。
上部阀门主体18与下部阀门主体20一起，在其中心形成有开口部。而且以上部阀门主体18的下端部、以及下部阀门主体20的上端部分别向水平方向延伸的方式，在上部阀门主体18上设置一对突起部22和23，在下部阀门主体20上设置另一对突起部24和25，各自的突起部22和突起部24、以及突起部23和突起部25分别由螺栓26和螺母27拧在一起。
另外，与第1实施例一样，两个阀门主体18和20均为树脂制作的，与金属制作的阀门主体相比，其具有良好的耐药品性，故而根据树脂特性的不同，可以在各种化学药品生产线上使用。特别在阀门主体18和20使用本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形材料的情况下，对盐酸和氢氧化钠溶液等具有优良的耐药品性，而且耐候性优良，因此，在暴露于户外的状态下进行长时间的使用时，不必担心成形材料的退化。再者，相对于金属而言，它重量轻，与硬质氯乙烯具有同等的重量，所以阀杆和其它部件即便是金属制造的，整个碟阀的重量相对于一般金属制造时的重量，仅为45％左右的重量，从而能够得到具有阀门主体18和20所要求的物性且轻量的碟阀。
28是圆环状氟系树脂制作的阀座环，其嵌接于两阀门主体18和20上形成的开口部的内周面。在阀座环28的两端，设置有向径向突出出来的大致呈圆盘状的凸肩部29。在阀座环28的上部和下部，设置有使后述的阀杆30得以贯通的孔，在阀座环28的凸肩部29与两个阀门主体18和20之间，嵌接着O形环。
本实施例的碟阀被用于要求高耐蚀性的生产线，因此阀座环28的材质使用氟系树脂形成的材料，但氟系树脂制作的阀座环28难以像橡胶制作的阀座环那样进行变形，而勉强使其产生变形时，在阀座环28上将产生微小的裂纹，从而在使用阀门时，氟系树脂制作的阀座环28存在开裂的危险，因此，分为两部分的碟阀的两个阀门主体18和20以嵌合在圆环状阀座环28的凸肩部29之间的方式，将阀座环28夹持起来，两个阀门主体18和20的突起部22和突起部24、以及突起部23和突起部25分别由螺栓26和螺母27拧在一起使用，由此能够使氟系树脂制作的阀座环28不发生变形而与阀门主体嵌接在一起。
33是大致呈圆盘状的氟系树脂制作的阀体。阀体33配置于两个阀门主体18和20的内部的中心，并相对于贯通阀体33中心的阀杆30以不可转动的方式受到阀杆30的支承。阀体33伴随着阀杆30的转动而在两个阀门主体18和20内转动，阀体33的外周部通过离开阀座环28和压接在阀座环28上，进行阀门的开闭。另外，阀体33的材质是氟系树脂，但也可以使用嵌入金属的材料。此时，嵌件与阀杆30连接，或者与其一体化而形成。
30是阀杆。在阀杆30的上部，形成有外径比阀杆30主体的外径小的缩径部31。缩径部31的上端部以从上法兰盘19的中心突出出来的方式进行配置，其中上法兰盘19设置在上部阀门主体18的上部，阀杆套筒32插入突出的缩径部31的上端部并与之嵌合在一起。另外，阀杆30在其上方嵌接着O形环，而且以能够旋转的状态贯穿上部阀门主体18、下部阀门主体20以及阀座环28并与之密合。另外，下端部以能够转动的状态通过O形环进行密封，插入轴承凹部21内并与之嵌合在一起。
34是用与第1实施例的外壳1相同的环氧丙烯酸树脂成形材料制作的阀门驱动部的外壳。外壳34的构成与第1实施例相同，故而在此省略其详细说明。
其次，对于配管管线内设置的第2实施例的碟阀，以图1为基础，就承受由流体压力产生的内压时所施加的应力进行说明。
在配管管线内设置碟阀的情况下，由于受到因配管管线内的流体所形成的内压的作用，所产生的拉伸应力与第1实施例相同，但由于其构造是将分为两部分的阀门主体18和20用螺栓26和螺母27拧在一起，因此，对于配管管线内产生的压力，与第1实施例时的情况同样，在图11的阀门主体18和20的C1区域产生拉伸应力的集中，但在用螺栓26和螺母27拧在一起的突起部22、23、24、25的C2区域，也产生比C1区域高的拉伸应力的集中。
因此，分为两部分的阀门主体18和20的构造必须对C1、C2区域所具有的强度进行设计，碟阀一般以夹持在配管管线的凸缘之间的形状进行施工，且必须遵循各种多样的施工标准，所以，由于设计上的制约，对应于C1、C2区域产生的拉伸应力的集中，增加壁厚以实现高强度化在设计上存在局限性。
对于通常的碟阀的使用压力即1MPa的流体应力，在由阀门主体18、20承受C1、C2区域产生的拉伸应力的情况下，如果也估算流体压力连续大幅度地发生变化的脉动所引起的冲击应力，则在阀门主体18和20的C1区域，估计产生40MPa左右的拉伸应力，在C2区域，估计产生45MPa左右的拉伸应力。对于阀门主体18和20，必须使用抗拉强度高于该拉伸应力的材质。
本发明的碟阀的阀门主体18和20，是通过成形抗拉强度为230MPa的环氧丙烯酸酯树脂成形材料而成的，因此，在分为两部分这种类型的阀门主体的C2区域，即使发生拉伸应力的集中，也能保持不致引起破损的强度。另外，由于C1、C2的拉伸应力集中的影响，将向阀门主体施加欲使其产生膨胀或变形的力，但如果是成形抗拉强度为230MPa的环氧丙烯酸酯树脂成形材料而成的，则可以抑制变形，不必担心因阀门主体18和20的膨胀和变形而发生流体的泄漏。
在此，在C2区域产生的拉伸应力包括：阀门在使用时因流体压力而产生的应力、以及因为用螺栓26和螺母27拧在一起而引起的应力。考虑到用该螺栓26以及螺母27拧在一起、以及用凸缘接合在配管管线上等因素，阀门主体如果使用硬度及蠕变强度均高的成形材料，则适于长时间的使用。
其次，就在高温生产线上使用的第2实施例的蝶阀的情况进行说明。
在用于高温常压生产线的情况下，对于因高温引起的抗拉强度下降较大的成形材料的情况，可以限定高温下使用的温度范围，但如果是120℃的高温下的抗拉强度为75MPa～350MPa的成形材料，则即使在阀门主体18和20的C1、C2区域产生应力集中，也因为估计的拉伸应力高于40～45MPa，因而可以保持不致引起破损和泄漏的强度。
在用于高温高压生产线的情况下，因为120℃的高温下的抗拉强度为75MPa～350MPa，所以能够使用而不会造成破损。特别在阀门主体18和20使用本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形材料的情况下，因为120℃的高温下的抗拉强度为135MPa，具有为估算的拉伸应力的2倍或以上的强度，所以即使在高温高压的生产线上，也能够发挥出可以充分承受长时间使用的强度。另外，特别在阀门主体18和20使用本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形材料的情况下，因为具有充分的硬度和蠕变强度，所以用螺栓26和螺母27紧固的突起部22、23、24、25的部分，材质的长期蠕变所引起的变形也小，螺栓紧固所引起的尺寸变化也能够得以减小。
其次，就第2实施例的阀门主体18和20所承受的冲击强度进行说明。
在运输和滑落等发生时，对于通常假设的阀门主体18和20承受直接冲击的情况，如果对本发明的阀门主体18和20之类的形状进行应力解析，则为了减少破损，至少要求10KJ/m2或以上的冲击强度，对于因水击等而承受急剧冲击的情况，为了不致破损，最好考虑10KJ/m2的1.5倍的冲击强度，进而当-20℃～120℃下的冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2时，对于在低温生产线和高温生产线上使用的情况，便能够使用而不会发生破损。
在用于低温生产线的情况下，阀门主体18和20被冷却到低温生产线的温度，使材质的冲击强度降低，但如果冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2，则不会发生破损和泄漏而能够承受在低温生产线上的使用。特别在阀门主体18和20使用本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形材料的情况下，即使在低温下也可以抑制冲击强度的降低，冲击强度为55KJ/m2，因此，例如即使在-20℃的低温下，于高压生产线上也能够充分承受长时间的使用。
对于外壳34所承受的应力，其与第1实施例相同，故而在此省略详细的说明。
其次，对于本发明的阀门用树脂制构件所使用的成形材料，制作成试片进行了物性值的比较。得到的树脂成形材料的物性，按照以下所示的方法进行评价。
(1)拉伸试验
制作试验方法JIS K 7127的第1号试片，在23±1℃的气氛中按照JIS K 7127进行拉伸试验，测定了抗拉强度。
(2)带缺口的Izod冲击试验
制作试验方法JIS K 7124的第1号试片，在23±1℃的气氛中按照JIS K 7124进行带缺口的Izod冲击试验，测定了冲击强度。
(3)热态拉伸试验
制作试验方法JIS K 7127的第1号试片，在80±1℃、120±1℃的气氛中按照JIS K 7127进行拉伸试验，测定了抗拉强度。
(4)热态和冷态的带缺口的Izod冲击试验
制作试验方法JIS K 7124的第1号试片，在120±1℃以及-20±1℃的气氛中按照JIS K 7124进行带缺口的Izod冲击试验，测定了冲击强度。
(5)耐药品性试验
在25℃的35％的盐酸以及25℃的20％氢氧化钠溶液中，将拉伸试片和Izod冲击试片分别浸渍7天和60天后，测定其重量，求出浸渍前后的重量变化率。另外，分别浸渍7天和浸渍60天后，进行拉伸试验和Izod冲击试验。
(6)耐候性试验
按照JIS K 7350，对拉伸试验的试片进行采用氙弧光源进行的暴露试验。辐照时间和辐照量分别为：100小时和20940kJ/m2；300小时和64170kJ/rn2；1000小时和207320kJ/m2；1500小时和324600kJ/m2，分别测定辐照后的抗拉强度并进行比较。
(7)成形性
用SMC制造机将环氧丙烯酸酯树脂成形材料制作成SMC，用压力机进行阀门驱动部的壳体成形，以确认成形过程的成形性，并用肉眼确认成形品的外观。
实施例1
(环氧丙烯酸酯树脂)
作为环氧丙烯酸酯树脂(A)，配合日本ユピカ(株)生产的“ネオポ-ル8051”(商品名)80质量份；作为聚异氰酸酯化合物(B)，配合日本ダウポリウレタン(株)生产的“ISONATE 143L”20质量份；作为固化剂(C)，配合日本油脂(株)生产的“パ-ブチルZ”1.0质量份；作为内部脱模剂(D)，配合堺化学工业(株)生产的“SZ-2000”4.0质量份；在这样得到的树脂组合物中，相对于该树脂组合物，填充并调整60％的玻璃纤维作为强化材(G)。采用SMC制造机(月岛机械(株)生产的“ス-パ-インプリ”)，将该树脂组合物制作成SMC，用压力机得到300×300mm、厚度为3mm的板状成形体。通过切削加工将板状成形体加工成试片，用得到的试片进行拉伸试验、Izod冲击试验、热态拉伸试验、热态和冷态的Izod冲击试验，该结果如表1所示。另外，用上述试片进行耐药品性试验，其结果如表2所示。同样地进行耐候性试验，其结果如表3所示。
                                        表1
气氛(℃)   实施例1环氧丙烯酸酯树脂  实施例2聚苯硫醚树脂  实施例3聚酰胺树脂  实施例4聚碳酸酯树脂  比较例1氯乙烯树脂
  抗拉强度(MPa)   23   230   167   246   157   50
热态抗拉强度(MPa)   80   170   -   -   -   10
  120   135   84   98   70   -
  Izod冲击强度(KJ/m2)   23   55   17   16   14   5
  冷态Izod冲击强度(KJ/m2)   -20   55   15   11   12   2
  热态Izod冲击强度(KJ/m2)   120   60   21   40   15   -
                            表2
  实施例1(环氧丙烯酸酯树脂)
  35％HCl   20％NaOH
  抗拉强度   浸渍前(MPa)   230   230
  浸渍7天(MPa)   210   227.6
  浸渍60天(MPa)   183.1   142.5
  冲击强度   浸渍前(kJ/m2)   55   55
  浸渍7天(kJ/m2)   54.3   51.2
  浸渍60天(kJ/m2)   59.4   42
  重量变化率   浸渍前(％)   100   100
  浸渍7天(％)   99.45   100.05
  浸渍60天(％)   99.25   100.32
                                  表3
 实施例1(环氧丙烯酸酯树脂)
 0小时后  100小时后   300小时后   1000小时后   1500小时后
  抗拉强度(MPa) 230 245.5 245.1 215.2 207.4
实施例2
(聚苯硫醚)
作为常温下的抗拉强度和冲击强度均较高的聚苯硫醚，使用添加了40质量％的复合强化玻璃作为强化材的ポリプラスチツクス(株)生产的“フオトロン1140T11”成形为板状成形体，通过切削加工将得到的成形体加工成试片，用得到的试片进行拉伸试验、以及Izod冲击试验，其结果如表1所示。
实施例3
(聚酰胺)
作为常温下的抗拉强度和冲击强度均较高的聚酰胺，使用添加了50质量％的玻璃作为强化材的三菱工程塑料(株)生产的“レニ-NXG5050”成形为板状成形体，通过切削加工将得到的成形体加工成试片，用得到的试片进行拉伸试验、以及Izod冲击试验，其结果如表1所示。
实施例4
(聚碳酸酯)
作为常温下的抗拉强度和冲击强度均较高的聚碳酸酯，使用添加了40质量％的复合强化玻璃作为强化材的三菱工程塑料(株)生产的“GSV2040R2”成形为板状成形体，通过切削加工将得到的成形体加工成试片，用得到的试片进行拉伸试验、以及Izod冲击试验，其结果如表1所示。
比较例1
(氯乙烯树脂)
配合100质量份的平均分子量为800的氯乙烯树脂、1.5质量份的锡系稳定剂、1.0质量份的酯系蜡、0.5质量份的高分子蜡、以及1.0质量份的加工助剂，采用混合机进行混合，便得到树脂组合物。将该树脂组合物通过注射成形机加热熔化并进行注射成形，由此便得到φ200mm、厚3mm的圆盘状成形物。
由圆盘状成形物制作试片，用得到的试片进行拉伸试验、Izod冲击试验、热态拉伸试验、以及冷态Izod冲击试验，其结果如表1所示。
由表1可知，关于抗拉强度，在常温的气氛中，比较例1为50MPa，与此相对照，实施例1、实施例2、实施例3、以及实施例4均具有比较例1的3倍或以上的强度。比较例1在阀门用树脂制构件的用途方面尽管可以使用，但树脂的刚性较差，因此，在使用压力等条件方面受到很大的限制。而实施例1、实施例2、实施例3、以及实施例4，由于常温下的抗拉强度为80MPa～400MPa的范围，因而阀门用树脂制构件对于使用时产生的拉伸应力，具有将最低限度的安全系数设定为2倍的强度，所以不必担心破损和变形而可以在宽范围的使用条件下加以使用。
在80℃的气氛中，比较例1的抗拉强度降低到常温时的1/5左右，不适于在高温生产线上的使用。
在120℃的气氛中，实施例1在高温的气氛中，其抗拉强度的降低较小，非常适于高温生产线。实施例2以及实施例3的抗拉强度也在75MPa～350MPa的范围，因此高温时的强度不存在问题。实施例4的抗拉强度低于75MPa，对于高温生产线的使用，其强度稍有不足。
关于冲击强度，在常温的气氛中，比较例1为5kJ/m2，在阀门用树脂制构件的用途方面尽管可以使用，但在物性强度方面不大放心。而实施例1的冲击强度为比较例1的10倍或以上，因此具有不必担心破损的强度，能够在宽范围的使用条件下加以使用。实施例2的冲击强度为15kJ/m2～100kJ/m2的范围，作为阀门用树脂制构件不成问题。实施例3的冲击强度为15kJ/m2～100kJ/m2的范围，但吸水时的冲击强度低至12kJ/m2，虽然可以作为阀门用构件使用，但冲击强度稍有不足。实施例4的冲击强度低于15kJ/m2，因此，虽然可以作为阀门用树脂制构件使用，但冲击强度稍有不足。
在120℃的气氛中，实施例1～实施例4的冲击强度高，在15kJ/m2～100kJ/m2的范围，因而作为阀门用树脂制构件使用不成问题。
在-20℃的气氛中，比较例1的冲击强度下降到常温时的1/2或以下，这样在落下时产生的冲击等恐怕容易导致破损的发生，所以在-20℃不适宜作为阀门用树脂制构件加以使用。实施例1维持与常温时同样的冲击强度，即使在-20℃的温度下使用，使用时也可以不必担心破损的发生，非常适宜在低温高压的生产线上使用。实施例2的冲击强度为15kJ/m2～100kJ/m2的范围，所以具有在低温下使用时不成问题的强度。实施例3和实施例4的冲击强度低于15kJ/m2，冲击强度稍有不足，不适宜在低温生产线上使用。
综上所述，由本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形的阀门用树脂制构件，其物性强度不大受温度的影响，能够维持较高的强度，因此，对于从高温到低温的温度条件，而且在流体的内压较高的情况下，具有在长时间的使用中不会破损的强度，从而作为阀门用树脂制构件是最合适的。此外，除了环氧丙烯酸酯树脂以外，聚苯硫醚树脂等也适于使用。
由表2可知，对于35％的盐酸，浸渍7天的抗拉强度和冲击强度的下降在10％以内，重量变化率也低于1％，因而没有特别的问题。在浸渍60天时，抗拉强度下降20％左右，高于必要的物性80MPa而有余量，因而不成问题，冲击强度的降低在10％以内，重量变化率也低于1％所以也不成问题。对20％的氢氧化钠溶液，浸渍7天的抗拉强度和冲击强度下降在10％以内，重量变化率也低于1％，因此没有特别的问题。在浸渍60天时，抗拉强度的下降比40％弱些，该数值是有些大，但此时高于必要的物性80MPa，因此耐药品性是充分的。另外，冲击强度的下降为20％左右，高于必要的物性15kJ/m2而有余量，因而没有问题，重量变化率也低于1％，因而也没有问题。因此，使用环氧丙烯酸酯树脂成形材料的阀门用树脂制构件，即使长期浸渍在35％的盐酸和20％的氢氧化钠溶液中，其物性的降低也受到抑制，从而具有优良的耐药品性。
由表3可知，经1500小时辐照后，辐照量为324600kJ/m2的抗拉强度与辐照前的抗拉强度相比，可以控制在降低10％左右，抗拉强度也维持在200mPa或以上。另外，虽然外观发生了褪色，但没有发现特别的问题。因此，使用环氧丙烯酸酯树脂成形材料的阀门用树脂制构件，即使在户外暴露的状态下进行长时间的保持，其物性的降低也受到抑制，从而具有优良的耐药品性。
综上所述，用本发明的环氧丙烯酸酯树脂成形的阀门用树脂制构件，具有优良的对酸和碱的耐受性，因而可以在化学药品的广泛用途方面加以使用。再者，由于耐候性优良，所以能够得到耐腐蚀性强的阀门用树脂制构件，它在环境苛刻的暴露于户外的状态下，即使长期使用也不成问题。
其次，对于本发明的阀门用树脂制构件所使用的成形材料，分为添加有鳞片状填充材的情况与没有添加的情况而将其成形为成形品，然后就该成形品的成形性和外观进行了比较。
实施例5
(加入鳞片状填充材的环氧丙烯酸酯树脂)
作为环氧丙烯酸酯树脂(A)，配合日本ユピカ(株)生产的“ネオポ-ル8051”(商品名)80质量份；作为聚异氰酸酯化合物(B)，配合日本ダウポリウレタン(株)生产的“ISONATE 143L”20质量份；作为固化剂(C)，配合日本油脂(株)生产的“パ-ブチルZ”1.0质量份；作为内部脱模剂(D)，配合堺化学工业(株)生产的“SZ-2000”4.0质量份；在这样得到的树脂组合物中，相对于该树脂组合物，填充并调整60％的玻璃纤维作为强化材(E)。另外，添加15质量份的“云母”作为鳞片状的填充材(F)。采用该树脂成形材料进行压缩成形，由此成形为蝶阀的阀门主体，并对其外观进行了确认。其结果如表4所示。
                   表4
鳞片状填充材   实施例515质量份   实施例60质量份
  成形性   良好   困难
  外观   良好   差
实施例6
(未添加鳞片状填充材的环氧丙烯酸酯树脂)
对于与实施例1同样的树脂成形材料(未添加鳞片状填充材(F))，采用SMC制造机将其成形为蝶阀的阀门主体，并对其外观进行了确认。其结果如表4所示。
由表4可知，在添加鳞片状填充材(F)的实施例5的情况下，成形材料的流动性良好，材料的填充也容易，从而使成形性得以提高。另外，关于外观，在未添加鳞片状填充材(F)的实施例6的情况下，表面粗糙，外观较差，表面平滑性也不大好。与此相对照，在实施例5的情况下，表面不粗糙，外观良好，表面平滑性也较好，因而使外观得以改善。由此可知，通过添加鳞片状的填充材(F)，能够使阀门用树脂制构件的成形性和外观得以提高。另外，关于表面平滑性，表面平滑性良好与表面平滑性差的情况相比较，可以抑制药液的浸渍程度，因而能够使耐药品性和耐水性得以提高。
综上所述，由添加本发明的鳞片状填充材的环氧丙烯酸树脂成形的阀门用树脂制构件，其成形性和表面平滑性良好，因此成形操作容易，成形品的外观得以提高。
此外，本实施例是通常的蝶阀和将阀门主体分成两部分这种形状的蝶阀，但也可以是圆片型、突缘型、以及双法兰型等。另外，除了蝶阀以外，球阀、隔膜阀、闸阀、断流阀等都可以，而且阀门驱动部的壳体除了手动式的以外，电动、液压、以及空气作动的也可以。此外，本发明的阀门用构件，只要是阀门安装专用的接头和阀门的保护器具等阀门所使用的构件即可，并没有特别的限制。

Claims (18)

1.一种阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是将常温下抗拉强度为80MPa～400MPa的成形材料进行成形而成的。
2.一种阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是将常温下抗拉强度为80MPa～400MPa、且在120℃下抗拉强度为75MPa～350MPa的成形材料进行成形而成的。
3.一种阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是将常温下抗拉强度为80MPa～400MPa、且在-20℃～120℃下带缺口的Izod冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2的成形材料进行成形而成的。
4.一种阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是将常温下抗拉强度为80MPa～400MPa、且在120℃下抗拉强度为75MPa～350MPa、进而在-20℃～120℃下带缺口的Izod冲击强度为15KJ/m2～100KJ/m2的成形材料进行成形而成的。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是阀门驱动部的壳体。
6.根据权利要求1～4的任一项所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是蝶阀的阀门主体。
7.根据权利要求1～4的任一项所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是将在树脂组合物中配合有20～70质量％的纤维强化材(E)的成形材料进行成形而成的，所述树脂组合物包括：羟值为60～100的环氧丙烯酸酯树脂(A)，相对于环氧丙烯酸酯树脂(A)的1个羟基、异氰酸酯基的个数为0.1～1.5个的聚异氰酸酯化合物(B)，固化剂(C)，以及内部脱模剂(D)。
8.根据权利要求7所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是阀门驱动部的壳体。
9.根据权利要求7所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是蝶阀的阀门主体。
10.根据权利要求1～4的任一项所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是将在树脂组合物中配合有20～70质量％的纤维强化材(E)、进而相对于100质量份的环氧丙烯酸酯树脂(A)配合5～50质量份的鳞片状填充材(F)的成形材料进行成形而成的，所述树脂组合物包括：羟值为60～100的环氧丙烯酸酯树脂(A)，相对于环氧丙烯酸酯树脂(A)的1个羟基、异氰酸酯基的个数为0.1～1.5个的聚异氰酸酯化合物(B)，固化剂(C)，以及内部脱模剂(D)。
11.根据权利要求10所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是阀门驱动部的壳体。
12.根据权利要求10所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是蝶阀的阀门主体。
13.根据权利要求1～4的任一项所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是将在树脂组合物中配合有20～70质量％的纤维强化材(E)的薄片状或块状的成形材料进行成形而成的，所述树脂组合物包括：羟值为60～100的环氧丙烯酸酯树脂(A)，相对于环氧丙烯酸酯树脂(A)的1个羟基、异氰酸酯基的个数为0.1～1.5个的聚异氰酸酯化合物(B)，固化剂(C)，以及内部脱模剂(D)。
14.根据权利要求13所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是阀门驱动部的壳体。
15.根据权利要求13所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是蝶阀的阀门主体。
16.根据权利要求1～4的任一项所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是将在树脂组合物中配合有20～70质量％的纤维强化材(E)、进而相对于100质量份的环氧丙烯酸酯树脂(A)配合5～50质量份的鳞片状填充材(F)的薄片状或块状的成形材料进行成形而成的，所述树脂组合物包括：羟值为60～100的环氧丙烯酸酯树脂(A)，相对于环氧丙烯酸酯树脂(A)的1个羟基、异氰酸酯基的个数为0.1～1.5个的聚异氰酸酯化合物(B)，固化剂(C)，以及内部脱模剂(D)。
17.根据权利要求16所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是阀门驱动部的壳体。
18.根据权利要求16所述的阀门用树脂制构件，其特征在于：所述阀门用树脂制构件是蝶阀的阀门主体。
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