JP2787349B2 - ネジ継手部用シール材組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は都市ガス等、各種流体の輸送用配管のネジ継
手部に適用されるシール材組成物に係り、特にネジ継手
部のかじり付きを防止するとともにネジ戻しンシール性
を向上するネジ継手部用シール材組成物に関する。

〔従来の技術〕

都市ガス等、各種流体の輸送用配管のネジ継手部に適
用されるシール材として、従来、シリコーン系ポリマー
を主成分とするものが、衝撃や振動を受けたときに、あ
るいはネジ部に回転を受けたときにシール層が破壊され
ず、しかも硬化時に収縮しないという利点を有するた
め、使用されている。（特開昭56−82867号公報参
照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述のシリコーンポリマーは剪断により主鎖
が切れやすいという欠点があり、したがって、ネジ継手
部の締め込み時にネジ部のかじり付きという現象を起こ
し、このため、配管作業時の位置調整にネジ戻しを行う
時に洩れが生じて、ネジ戻しシール性が劣化し、配管の
修理、補修等において不都合が生じる。この現象は特に
大口径の配管において発生しやすい。

そこで、本発明の目的はネジ継手部のかじり付きを防
止してネジ戻しシール性を向上せしめ、前記公知技術に
存する欠点を改良したネジ継手部用シール材を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の目的を達成するため、本発明のネジ継手部用シ
ール材組成物によれば、次の（Ａ）〜（Ｃ）成分からな
ることを特徴とする。

（Ａ）α、ω−ジヒドロキシジオルガノポリシロキサン 100重量部、 （Ｂ）融点が150℃以下で平均粒径が５〜100μの樹脂パ
ウダー ５〜300重量部、 （Ｃ）架橋剤 0.5〜30重量部。

前述の（Ａ）成分は通常のシラノール末端ジオルガノ
ポリシロキサンであって、硬化後得られるゴム状弾性体
に優れた機械的性質を付与するために25℃における粘度
が100〜100000cstであり、好ましくは500〜50000cstの
範囲である。粘度が100cst未満では硬化後のゴム状弾性
体の伸びが十分でなく、かつ機械的強度にも劣り、ま
た、100000cstを越えると組成物の粘度が高くなり過ぎ
て、使用に際して作業性や加工性に劣ってしまう。

また、前述ジオルガノポリシロキサンのケイ素原子に
直接結合している有機基としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基のようにアルキ
ル基：シクロペンチル基、シクロヘキシル基のようなシ
クロアルキル基：ビニル基、アリル基等のアルケニル
基：フェニル基、トリル基、ナフチル基等のアリール
基:2−フエニルエチル基等のアラルキル基:3,3,3−トリ
フルオロプロピル基、クロロエチル基、β−シアノエチ
ル基、γ−アミノプロピル基のような一価の置換炭化水
素基等が例示されるが、合成の容易さからメチル基、ビ
ニル基またはフエニル基が一般的である。その中でもメ
チル基は原料中間体が最も容易に得られるばかりでな
く、硬化後のゴム状弾性体の物性バランスを有利にする
ので、全有機基の85％以上がメチル基であることが好ま
しく、実際的にはすべての有機基がメチル基であること
がさらに好ましい。分子の形状は実質的に直鎖状のもの
が好ましいが、その中には分岐状のものも含まれてよい
ことは当然である。分子鎖両末端は実質的に水酸基であ
ればよく、その中の一部を加水分解性の基であるアルコ
キシ基で置換したものも含み得る。

前述の（Ｂ）成分は組成物に潤滑性ならびにシール性
を付与し、これによりネジ継手部のかじり付きを防止す
るとともに、ネジ戻しシール性を向上させるものであっ
て、融点が150℃以下で、平均粒径が５〜100μ、好まし
くは５〜25μの樹脂パウダーであり、具体的にはポリエ
チレン樹脂パウダー、ポリプロピレン樹脂パウダー、ナ
イロン樹脂パウダー、エチレン−酢酸ビニル共重合体
（EVA）樹脂パウダー、ポリエステル樹脂パウダー、粉
末ポリエチレンとEVAの共重合体樹脂パウダー等が挙げ
られる。

（Ｂ）成分の組成物中の含有量は前記（Ａ）成分100
重量部に対して５〜300重量部であり、これが５重量部
より少ないと、かじり付きが発生しやすくなり、また、
300重量部よりも多いと、添加が困難になったり、ネジ
が締り過ぎてネジ山が破壊する恐れが生じる。

前記（Ｃ）成分は前記（Ａ）成分の末端水酸基との縮
合反応によってゴム状弾性体に硬化させるための架橋剤
であって、一般式 R¹ _aSiZ_4-a （式中、R¹は一価炭化水素基、Ｚは加水分解性基、ａは
０〜２の整数を示す）で表されるシランまたはその部分
加水分解縮合物である。R¹としては（Ａ）成分の有機基
として例示したのと同じもののほか 等で示されるアミノアルキル基等が挙げられる。

次に、Ｚで示される加水分解性基は、メトキシ基、エ
トキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基：イソプロペ
ニル基、１−エチル−２−メチルビニルオキシ基等のア
ルケニルオキシ基：ジメチルケトオキシム基、メチルエ
チルケトオキシム基、ジエチルケトオキシム基等のケト
オキシム基：アセトキシ基、オクタノイルオキシ基、ベ
ンゾイルオキシ基等のアシロキシ基：ジメチルアミノ
基、ジエチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロヘキシ
ルアミノ基等のアミノ基：ジメチルアミノキシ基、ジエ
チルアミノキシ基等のアミノキシ基:N−メチルアセトア
ミド基、Ｎ−エチルアセトアミド基、Ｎ−メチルベンズ
アミド基等のアミド基等が例示される。そして、具体的
な架橋剤としては、エチルシリケート、プロピルシリケ
ート、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシ
シラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキ
シシラン、メチルトリス（メトキシエトキシ）シラン、
ビニルトリス（メトキシエトキシ）シラン、メチリトリ
プロペノキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、ビ
ニルトリアセトキシシラン、メチルトリ（アセトンオキ
シム）シラン、ビニルトリ（アセトンオキシム）シラ
ン、メチルトリ（メチルエチルケトキシム）シラン、ビ
ニルトリ（メチルエチルケトキシム）シラン等、および
その部分加水分解物が例示される。

また、ヘキサメチル−ビス（ジエチルアミノキシ）シ
クロテトラシロキサン、テトラメチルジブチル−ビス
（ジエチルアミノキシ）シクロテトラシロキサン、ヘプ
タメチル（ジエチルアミノキシ）シクロテトラシロキサ
ン、ペンタメチル−トリス（ジエチルアミノキシ）シク
ロテトラシロキサン、ヘキサメチル−ビス（メチルエチ
ルアミノキシ）シクロテトラシロキサン、テトラメチル
−ビス（ジエチルアミノキシ）−モノ（メチルエチルア
ミノキシ）シクロテトラシロキサンのような環状シロキ
サン等も例示される。このように、架橋剤はシランおよ
び／またはシロキサン構造のいずれでもよく、またその
シロキサン構造は直鎖状、分岐状および環状のいずれで
もよい。さらに、これらを使用する際には１種類に限定
される必要はなく、２種以上の併用も可能である。

この（Ｃ）成分の添加量は、（Ａ）成分100重量部に
対し0.5〜30重量部の範囲が適当である。0.5重量部未満
ではこの組成物の製造の際あるいは貯蔵の際にゲル化を
起こす現象があって、目的とする組成物または硬化物が
得られず、30重量部を超える際にはこの組成物の硬化が
遅くなるとともに、得られた硬化物の追従性や弾性が損
なわれる結果となるために好ましくない。

さらに、本発明は前記成分（Ａ）〜（Ｃ）に加えて
（Ｄ）成分として充填剤を含有してもよい。この充填剤
は硬化前の流れ特性を改善し、硬化後のシーリング材と
して必要な機械的性質を付与するためのものであって、
具体的にはカーボンブラック、アルカリ土類金属塩、ま
たは無機酸化物があげられ、これらを単独で、あるいは
任意の混合物として、前記（Ａ）成分100重量部に対し
て300重量部以下の量使用される。前述のアルカリ土類
金属塩としては、カルシウム、マグネシウム、バリウム
の炭酸塩、重炭酸塩、硫酸塩等が挙げられ、また、無機
酸化物としては煙霧質シリカ、焼成シリカ、沈澱シリ
カ、石英微粉末、炭酸カルシウム、酸化チタン、けいそ
う土、水酸化アルミニウム、アルミナおよびこれらをシ
ラン類、シラザン類、低重合度シロキサン類、有機化合
物等で表面処理したものが挙げられる。

さらに、本発明は（Ｅ）成分として架橋触媒を含有し
てもよい。この（Ｅ）成分は（Ａ）成分の水酸基と
（Ｃ）成分との縮合反応に触媒作用を行う架橋触媒であ
って、具体的にはオクタン酸鉄、ナフテン酸鉄、オクタ
ン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、オクタン酸マンガ
ン、オクタン酸スズ、ナフテン酸スズ、オクタン酸鉛、
ナフテン酸鉛のような有機酸金属塩：ジブチルスズジア
セテート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズ
ジラウレート、ジメチルスズモノオレエート、ジブチル
スズジメトキシド、酸化ジブチルスズのような有機スズ
化合物：テトラブチルチタネート、テトラブチルジルコ
ネートのような金属アルコレート：ジイソプロポキシビ
ス（アセチルアセトナト）チタン、ジイソプロポキシビ
ス（エチルアセトアセタト）チタン、1,3−プロパンジ
オキシビス（アセチルアセトナト）チタン、1,3−プロ
パンジオキシビス（エチルアセトアセタト）チタンのよ
うなチタンキレート：γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン等のアミノアルキル基置換アルコ
キシシラン：ヘキシルアミン、リン酸ドデシルアミン、
ジメチルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルア
ミン等のアミン類、ベンジルトリエチルアンモニウムア
セテート等の第四級アンモニウム塩等が例示される。こ
れらの使用は１種類に限定されるものではなく、２種以
上を併用することができる。

この（Ｅ）成分の添加量は、（Ａ）成分100重量部に
対して０〜５重量部の範囲から組成物の使用条件に合わ
せて選択され、通常0.01〜2.5重量部の範囲が好まし
い。（Ｃ）成分の種類によって、この（Ｅ）成分を添加
しなくて済む場合もあるが、（Ｅ）成分を必須する系に
おいては一般に0.01重量部未満になると硬化に長時間を
要し、ゴム弾性性の発現が遅れることになり、また５重
量部を超えると、硬化時間が短くなり過ぎて作業性が損
なわれるとともに、硬化物の弾性や耐熱性が劣ることに
なり、好ましくない。

さらに、本発明の組成物には、有機溶剤、顔料、防カ
ビ剤、難燃剤、可塑剤、チクソ性付与剤、接着促進剤、
シリカ系充填剤、耐熱添加剤、加工助剤等、本発明に用
いられる成分以外のものを添付することもできる。

本発明の組成物は、上記の（Ａ）〜（Ｃ）成分、好ま
しくは（Ａ）〜（Ｅ）成分を常法により均質に分散・混
合して得られる。例えば、（Ａ）成分を万能混練機また
はニーダー等に仕込み、（Ｂ）および（Ｄ）成分を数回
に分けて添加・混合を繰返し、均一に分散させる。この
とき、分散性の向上、経時変化の少ないものとするため
に、（Ａ）成分の一部分の仕込みを残しておき、（Ｂ）
および（Ｃ）成分の全量を添加した後に残りの（Ａ）成
分を添加することも可能であり、またそれら混合物を三
本ロールに通したり、加熱混練をする等も許されること
である。こうして得られた均質な混合物が室温付近に冷
却されてから、架橋剤が添加される。

次に、本発明の組成物は、その包装形態として１包装
形または２包装以上の多包装形にもなし得るものであ
る。

〔作用〕

本発明組成物は（Ｂ）成分の存在により、ネジの締め
つけの際に、（Ｂ）成分がネジの摩擦熱によって溶融ま
たは軟化して延展し、フイルム状となってネジの接触部
分にフイルム層を形成するため、鋼材同志によるネジの
かじり付きが防止される。換言すれば、（Ｂ）成分が延
展時にネジの接触面の摩擦を低減して潤滑性を良くする
ため、同じ締付けトルクで締め付けても（Ｂ）成分を含
有しないものに比べて良く締まり込む。したがって、位
置修正のためネジ戻しを行っても、（Ｂ）成分を含有し
ない通常のものに比べてシール性が飛躍的に向上する。

さらに、本発明組成物は（Ｄ）成分の存在により硬化
前の流れ特性を向上し、かつ硬化後のシーリング材とし
て必要な機械的性質を保持し得る。

〔実施例〕

表−１に示す試料No.1〜６の試料組成物を調製した。

表−１に使用される成分は次のとおりである。

（Ａ）成分:5000センチポイズ（cst）α、ω−ジヒドロ
キシジメチルポリシロキサン （Ｂ）成分 B1:ポリエチレン樹脂パウダー B2:ポリプロピレン樹脂パウダー B3:ナイロン樹脂パウダー （Ｃ）成分：メチルトリ（メチルエチルケトキシム）シ
ラン （Ｄ）成分 D1:重質炭酸カルシウム D2:軽微性炭酸カルシウム （Ｅ）成分：ジブチルスズジラウレート 表−１の各試料No.1〜７をそれぞれ第１図に示される
３インチのガス専用管１に次のようにして適用し、かじ
り付き現象を観察した。まず、ガス専用管１は第１図示
のようにソケット２とニップル３を交互にネジ連結して
構成される。ニップル３の両先端には第３図示のように
オネジ４が刻設され、このオネジ４の表面に第４図示の
ように前述の各試料No.1〜６をそれぞれ半周塗布して試
料５として盛りつけ、次いでこのオネジI4を3000kgf−c
m²の締付けトルクでソケット２に締め付けてネジ連結の
後、取りはずしてかじり付きの有無を観察し、結果を表
−２に示した。

かじり付きの有無の観察は次のようにして行った。ま
ず、締付け後、直ちに戻しを行い、ソケット２とニッブ
ル３を取りはずす。このとき、かじり付けがあれば取り
はずしができなくなり、あるいは取りはずせたとしても
ニップル３のオネジ４のネジ山が破壊されてしまう。こ
のような現象が現れた場合には、かじり付き「有」と判
断した。

表−２において、かじり付き数とは第１図に示される
ようにガス専用管１本につき４個所の組みつけがあり、
試験に用いた本数は５本なので、測定個所は20個所にな
り、例えば0/20とは20個所のうちかじり付き数が０、12
/20とは20個所のうちかじり付き数が12という意味であ
る。

表−２から、（Ａ）〜（Ｃ）成分、特に（Ｂ）成分を
含有する本発明にかかる試料No.1〜５についてはかじり
付きがなく、これに対して（Ｂ）成分を含有しない試料
No.6についてはかじり付きが生じ、（Ｂ）成分がかじり
付き防止に役立っていることがわかる。

さらに、表−１の試料No.1〜６をそれぞれ、第２図に
示される１インチのガス専用管１に適用し、ネジ戻しシ
ール性を観察した。すなわち、まず、前述と同様にして
第４図示のようにニップル３の先端のオネジ４に表−１
の試料No.1〜６をそれぞれ半周塗布して試料No.5として
盛りつけ、次いでこのオネジ４を前述と同様、1000kgf
−cm²の締付けトルクで締め付け後、直ちに90゜戻し、1
80゜戻し、および270゜戻し試験を行い、ネジ戻しシー
ル性について観察し、結果を表−３に示した。

ネジ戻しシール性試験は次のようにして行った。ま
ず、第２図のガス専用管１を水設させ、次いでこの中に
1kg/cm²の加圧空気を矢印方向に導入して漏れの有無を
観察し、シール性を観察した。第２図において、６はプ
ラグである。

表−３から（Ａ）〜（Ｃ）成分、特に（Ｂ）成分を含
有する本発明にかかる試料No.1〜５については90゜〜27
0゜戻し角度のいずれにも漏れがなく、これに対して
（Ｂ）成分を含まない試料No.6については90゜戻しでは
漏れは生じないものの、180゜〜270゜戻しで漏れが生
じ、（Ｂ）成分がネジ戻しシール性の向上に役立ってい
ることがわかる。

〔発明の効果〕

以上のとおり、本発明の組成物は前述の（Ａ）〜
（Ｃ）成分、特に（Ｂ）成分、すなわち、融点が150℃
以下で平均粒径が５〜100μの樹脂パウダーを含有する
から、ネジ継手部のかじり付きを防止してネジ戻しシー
ル性を向上せしめ、配管作業時の位置調整に際してネジ
戻しを行っても漏れが生ぜず、産業上極めて有用な発明
である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ、本発明シール材組成物
を適用するガス専用管の側面図を示し、第３図は第１図
のニップルのオネジ面上に試料の塗布された状態の側面
図を示し、第４図はその正面図を示す。 １……ガス専用管、２……ソケット、 ３……ニップル、４……オネジ、 ５……試料、６……プラグ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C09K 3/10 C08L 83/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】次の（Ａ）乃至（Ｃ）成分からなるネジ継
   手部用シール材組成物。 （Ａ）α、ω−ジヒドロキシジオルガノポリシロキサン 100重量部、 （Ｂ）融点が150℃以下で平均粒径が５〜100μの樹脂パ
   ウダー ５〜300重量部、 （Ｃ）架橋剤 0.5〜30重量部。
2. 【請求項２】請求項第１項に記載のシール材組成物にお
   いて、前記（Ｃ）成分の架橋剤が一般式 R¹ _aSiZ_4-a （式中、R¹は一価炭化水素基、Ｚは加水分解性基、ａは
   ０〜２の整数を示す）で表されるシランまたはその部分
   加水分解縮合物である組成物。
3. 【請求項３】請求項第１項に記載のシール材組成物にお
   いて、さらに充填剤としてカーボンブラック、アルカリ
   土類金属塩または無機酸化物、あるいはこれらの任意の
   混合物を前記（Ａ）成分100重量部に対して300重量％以
   下の量含有してなる組成物。
4. 【請求項４】請求項第１項に記載のシール材組成物にお
   いて、さらに架橋触媒を前記（Ａ）成分100重量部に対
   して５重量部以下の量含有してなる組成物。