JP5876817B2 - 耐熱シール部材 - Google Patents
耐熱シール部材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5876817B2 JP5876817B2 JP2012265514A JP2012265514A JP5876817B2 JP 5876817 B2 JP5876817 B2 JP 5876817B2 JP 2012265514 A JP2012265514 A JP 2012265514A JP 2012265514 A JP2012265514 A JP 2012265514A JP 5876817 B2 JP5876817 B2 JP 5876817B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- mass
- parts
- heat
- seal member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 265
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 claims description 260
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 138
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 132
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 128
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 98
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 97
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 97
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 58
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 51
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 38
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 37
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 37
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 12
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 claims description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 50
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 description 28
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 22
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 19
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 18
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 18
- 230000006870 function Effects 0.000 description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 15
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 14
- 229920002449 FKM Polymers 0.000 description 10
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 10
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 6
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical group FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 229920006168 hydrated nitrile rubber Polymers 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 3
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 3
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000000685 Carr-Purcell-Meiboom-Gill pulse sequence Methods 0.000 description 2
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 2
- 229920006172 Tetrafluoroethylene propylene Polymers 0.000 description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005556 chlorobutyl Polymers 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-IGMARMGPSA-N Carbon-12 Chemical group [12C] OKTJSMMVPCPJKN-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-YPZZEJLDSA-N carbane Chemical compound [10CH4] VNWKTOKETHGBQD-YPZZEJLDSA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005558 epichlorohydrin rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920006346 thermoplastic polyester elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/041—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
- C09K3/1006—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers characterised by the chemical nature of one of its constituents
- C09K3/1009—Fluorinated polymers, e.g. PTFE
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/064—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces the packing combining the sealing function with other functions
- F16J15/065—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces the packing combining the sealing function with other functions fire resistant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
- F16J15/102—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2200/00—Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
- C09K2200/02—Inorganic compounds
- C09K2200/0278—Fibres
- C09K2200/0282—Carbon fibres
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/70—Nanostructure
- Y10S977/762—Nanowire or quantum wire, i.e. axially elongated structure having two dimensions of 100 nm or less
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/70—Nanostructure
- Y10S977/773—Nanoparticle, i.e. structure having three dimensions of 100 nm or less
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/21—Circular sheet or circular blank
- Y10T428/215—Seal, gasket, or packing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
3元系の含フッ素エラストマー100質量部に対して、
平均直径が60nm以上200nm以下の第1のカーボンナノファイバーを5質量部〜15質量部と、
平均直径が9nm以上20nm以下の第2のカーボンナノファイバーを10質量部〜15質量部と、
平均粒径が25nm〜500nmのカーボンブラックを0質量部〜20質量部と、
を含み、
前記第1のカーボンナノファイバー及び前記第2のカーボンナノファイバーは、共に多層カーボンナノチューブであり、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーを共に含み、かつ、前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーとを合わせた総量が15質量部〜30質量部であり、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーと前記カーボンブラックとを合わせた総量が20質量部〜45質量部であり、
175℃、35MPa、5mm/secの条件で耐摩耗性試験における漏れ発生までの時間が40時間以上100時間以下であることを特徴とする。
3元系の含フッ素エラストマー100質量部に対して、
平均直径が60nm以上200nm以下の第1のカーボンナノファイバーを5質量部〜15質量部と、
平均直径が9nm以上20nm以下の第2のカーボンナノファイバーを10質量部〜15質量部と、
平均粒径が25nm〜500nmのカーボンブラックを0質量部〜20質量部と、
を含み、
前記第1のカーボンナノファイバー及び前記第2のカーボンナノファイバーは、共に多層カーボンナノチューブであり、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーを共に含み、かつ、前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーとを合わせた総量が15質量部〜30質量部であり、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーと前記カーボンブラックとを合わせた総量が20質量部〜45質量部であり、
200℃の硫化水素ガス雰囲気中における、圧縮率25%、70時間後の圧縮永久ひずみが40%以下であることができる。
200℃の硫化水素ガス雰囲気中における、圧縮率25%、160時間後の圧縮永久ひずみが40%以下であることができる。
200℃の水中における、圧縮率25%、48時間後の圧縮永久ひずみが60%以下であることができる。
前記耐熱シール部材を室温で800psiの二酸化炭素雰囲気の容器内に24時間保持した後、該容器内の圧力を2秒間で大気圧まで急速減圧したときの耐熱シール部材の体積変化率が5.0%以下であることができる。
外形が連続する無端状であることができる。
横断面が略円形のOリングであることができる。
3元系の含フッ素エラストマー100質量部に対して、
前記第1のカーボンナノファイバーを5質量部〜8質量部と、
前記第2のカーボンナノファイバーを12質量部〜15質量部と、
前記カーボンブラックを10質量部〜15質量部と、
を含み、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーとを合わせたカーボンナノファイバーの総量が15質量部〜23質量部であり、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーと前記カーボンブラックとを合わせた総量が27質量部〜38質量部であることができる。
175℃、35MPa、5mm/secの条件で耐摩耗性試験における漏れ発生までの時間が40時間以上100時間以下であることを特徴とする。
本実施の形態にかかる耐熱シール部材は、3元系の含フッ素エラストマー100質量部に対して、平均直径が60nm以上200nm以下の第1のカーボンナノファイバーを5質量部〜15質量部と、平均直径が9nm以上20nm以下の第2のカーボンナノファイバーを10質量部〜15質量部と、平均粒径が25nm〜500nmのカーボンブラックを0質量部〜20質量部と、を含み、前記第1のカーボンナノファイバー及び前記第2のカーボンナノファイバーは、共に多層カーボンナノチューブであり、前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーを共に含み、かつ、前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーとを合わせた総量が15質量部〜30質量部であり、前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーと前記カーボンブラックとを合わせた総量が20質量部〜45質量部であり、200℃の硫化水素ガス雰囲気中における、圧縮率25%、70時間後の圧縮永久ひずみが40%以下であることを特徴とする。
本実施の形態に用いられるエラストマーとしては、天然ゴム(NR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、クロ
ロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンゴム(EPR,EPDM)、ブチルゴム(IIR)、クロロブチルゴム(CIIR)、アクリルゴム(ACM)、シリコーンゴム(Q)、フッ素ゴム(FKM)、ブタジエンゴム(BR)、エポキシ化ブタジエンゴム(EBR)、エピクロルヒドリンゴム(CO,CEO)、ウレタンゴム(U)、ポリスルフィドゴム(T)などのエラストマー類;オレフィン系(TPO)、ポリ塩化ビニル系(TPVC)、ポリエステル系(TPEE)、ポリウレタン系(TPU)、ポリアミド系(TPEA)、スチレン系(SBS)、などの熱可塑性エラストマー;およびこれらの混合物を用いることができる。
、フッ素含有量が70質量%以下であれば耐アルカリ性、耐酸性、耐塩素性などの耐薬品性に優れる。また、ムーニー粘度(ML1+4121℃)の中心値が25以上であると引張強さ(TS)や圧縮永久ひずみ(CS)などの基本要求性能を有することができ、ムーニー粘度(ML1+4121℃)の中心値が65以下であれば適度な粘度を有するので加工することができる。例えば地下資源探査は海底の地下で行われることがあるが、海底は高圧のため4℃程度の水温であり、FKMのガラス転移点が0℃以下であれば海底から高温の探査帯まで動的シール部材として使用することができる。
ー及び第2のカーボンナノファイバーの凝集力にうち勝ってその分散を容易にすることができる。
本実施の形態に耐熱シール部材は、第1のカーボンナノファイバーと第2のカーボンナノファイバーを共に含む。耐熱シール部材は、このように2種類の第1のカーボンナノファイバーと第2のカーボンナノファイバーを共に含むことによって、耐熱性と耐摩耗性を有しながら、剛性と柔軟性をバランスよく有することができ、掘削深度が深くなった場合のさらに過酷な環境(例えば、油田付近に発生する高温・高濃度の硫化水素ガスなど)における長時間の使用に耐えることができる。これに対し、第1のカーボンナノファイバー及び第2のカーボンナノファイバーのいずれか一方のみを含むシール部材は、例えば背景技術で説明した特許文献2(国際公開WO2011/077595号公報)の動的シール部材のように、掘削深度が深くなった場合のさらに過酷な環境における長時間の使用に耐えることが難しい。
第1のカーボンナノファイバー及び第2のカーボンナノファイバーに加えて、さらにカーボンブラックを配合することができる。本実施の形態に用いられるカーボンブラックは、平均粒径が25nm〜500nmである。さらに、カーボンブラックは、平均粒径が70nm〜250nmであることができる。カーボンブラックの平均粒径は、市販されている場合はメーカーで平均粒径を測定し公表しているが、カーボンブラックを透過型電子顕微鏡の撮像によって観察してアグリゲートを構成している単一粒子(基本粒子)とみなしての粒子直径を2000個以上測定して算術平均値として求めることができる。また、カーボンブラックは、DBP吸油量が10〜150ml/100gであることができ、さらに、15〜50ml/100gであることができる。このような条件を満たすカーボンブラックとして、特にFTグレードのカーボンブラックやMTグレードのカーボンブラックなどを用いることができる。耐熱シール部材は、比較的大きな粒径を有するカーボンブラックを所定量用いて補強することができる。このように、3元系の含フッ素エラストマーのマトリックス領域をカーボンブラックによって多数の微小領域に分割することができるので、その分割した微小領域をカーボンナノファイバーで補強すれば良いので、比較的高価なカーボンナノファイバーの充填率を削減することができる。特に、エラストマー組成物におけるカーボンブラックの周囲にはバウンドラバーが形成されるため、より効率よくカーボンナノファイバーの充填率を削減することができる。特に、カーボンブラックを3元系の含フッ素エラストマーに所定量配合することによって、耐熱シール部材における圧縮永久ひずみを低く抑えながら、硬度を上げることができる。
下であることができる。耐摩耗性試験については、実施例において詳細に説明する。
本実施の形態では、耐熱シール部材を得る工程として、図1を用いてロール間隔が0.5mm以下の薄通しを行なうオープンロール法を用いた例について述べる。
望の剪断力を得ることができる。
る剪断力を3元系の含フッ素エラストマーに与えることができればよい。
図12は、一実施の形態にかかる耐熱シール部材の構造を説明する模式図である。本実施の形態にかかる耐熱シール部材120は、第1のカーボンナノファイバーが複数の第1のセル構造100を形成し、第2のカーボンナノファイバー102が、複数の第1のセル構造100を囲みながら、1つ以上の第2のセル構造110を形成する。第1のセル構造100は、図示しない第1のカーボンナノファイバーによって微小単位のエラストマー104を囲むようにして形成されている。図12においては、第1のセル構造100は、説明ために小さな丸い粒状に描かれているが、これに限定されるものではない。第1のセル構造が複数寄り集まって帯状に連なって形成され、その帯の周りを第2のカーボンナノファイバー102が囲みながら、第2のセル構造110を成している。
を超え40%以下であることができる。圧縮永久ひずみの測定方法は、耐熱シール部材をNACE(National Association of Corrosion Engineers)のTM0296に準拠して行うものである。具体的な測定方法については、実施例において説明する。耐熱シール部材は、基材(マトリックス)である3元系の含フッ素エラストマーに第1のカーボンナノファイバー及び第2のカーボンナノファイバーが均一に分散し、必要に応じてカーボンブラックが分散している。第1のカーボンナノファイバー及び第2のカーボンナノファイバーの周囲には、第1のカーボンナノファイバー及び第2のカーボンナノファイバーの表面に吸着した3元系の含フッ素エラストマーの分子の凝集体と考えられる界面相が形成される。界面相は、例えば3元系の含フッ素エラストマーとカーボンブラックとを混練した際にカーボンブラックの周囲に形成されるバウンドラバーに類似するものと考えられる。このような界面相は、第1のカーボンナノファイバー及び第2のカーボンナノファイバーを被覆して保護し、耐熱シール部材中における第1のカーボンナノファイバー及び第2のカーボンナノファイバーの量が増えるにつれて界面相同士が連鎖して微小なセルを形成してセル化する。しかも、耐熱シール部材中における第1のカーボンナノファイバー及び第2のカーボンナノファイバーが最適割合にあると、ナノサイズの微小セルによって、高温(例えば200℃以上)の硫化水素中における含フッ素エラストマーの劣化を防ぎ、圧縮永久ひずみを低く抑えることができる。また、耐熱シール部材は、高温高圧水中における圧縮永久ひずみを低く抑えることができる。さらに、耐熱シール部材は、耐摩耗寿命を延ばすことができる。なお、カーボンブラックをさらに用いると、耐熱シール部材全体に占める第1のカーボンナノファイバー及び第2のカーボンナノファイバーの充填率を下げることができる。
にカーボンナノファイバーが均一に分散されていることを表すことができる。つまり、3元系の含フッ素エラストマーにカーボンナノファイバーが均一に分散されているということは、3元系の含フッ素エラストマー分子がカーボンナノファイバーによって拘束されている状態であるともいえる。この状態では、カーボンナノファイバーによって拘束を受けた3元系の含フッ素エラストマー分子の運動性は、カーボンナノファイバーの拘束を受けない場合に比べて小さくなる。そのため、本実施の形態にかかる無架橋体における耐熱シール部材の第1のスピン−スピン緩和時間(T2n)、第2のスピン−スピン緩和時間(T2nn)及びスピン−格子緩和時間(T1)は、カーボンナノファイバーを含まない含フッ素エラストマー単体の場合より短くなり、特にカーボンナノファイバーが均一に分散することでより短くなる。
耐熱シール部材は、油田用途として、例えば、油田装置(Oilfield Apparatus)に用いることができる。油田装置の代表的な実施形態について以下に説明する。
bの内部には、例えば音波検層システムなどの電子機器63a,63bが封入され、地中の地質構造などを探査することが可能である。
162、回転操作システム(RSS:rotary steerable system)164、マッドモータ(Mud moter)166、掘削中測定モジュール168、及び掘削中検層モジュール170を連結して有することができる。ドリルビット162は、坑井156の坑底部156aにおいて回転によって掘削を進めることができる。
6aの内周面には管状のステータ166が固定され、ステータ166dの内側にはロータ166cが回転可能に配置されている。ステータ166bの内周面166dは、例えば5本の螺旋状の溝が回転操作システム164側から掘削中測定モジュール168側へと延びている。ステータ166bは、前記(IV)で得られた本発明の一実施形態の動的シール部材を用いることができる。例えば金属製のロータ166cの外周面166eは、例えば4本の螺旋状に突出したねじ山を有し、ステータ166bの内周面166dの溝に沿って配置されている。ステータ166bの内周面166dとロータ166cの外周面166eとは、図9のように一部で接触し、内周面166dと外周面166eとの隙間166fに泥水を流す流路が形成される。この隙間166fを流れる泥水とロータ166cの外周面166eが接触することによって、ロータ166cがステータ166b内を例えば図8,図9の矢印の方向へ偏心回転することができる。このとき、ステータ166bの内周面166dとロータ166cの外周面166eとは、接触し、かつ、泥水によって偏心回転するため、ステータ166bの内周面166dはいわゆる動的シール部材と同様に機能する。したがって、前記したような地下の過酷な環境においても耐摩耗性に優れるため、マッドモータ166のロータ166cを長時間回転駆動させることができる。なお、本実施の形態においては、流体駆動モータとしてマッドモータ166を用いて説明したが、同様の構造を有しかつ流体を用いて駆動する他の流体駆動モータに採用することができ、また、ロータを前記(IV)で得られた動的シール部材で形成し、ステータを例えば金属で形成することもできる。このような動的シール部材の使用は、例えば、本明細書において全体として援用される米国特許出願公開第2006/0216178号と、米国特許第6,604,922号とにおいて見られる。より詳細に述べると、米国特許出願公開第2006/0216178号の図3は、はロータを密閉してロータ上に掘削トルクを発生するエラストマーステータ(ライニング)としてのシール部材を示している。マッドは、ステータとロータの間を流れる。また、同じく図4は、ステータを密閉する、ロータに取り付けられたエラストマースリーブとしてのシール部材を示している。同じく図5は、ステータを密閉するロータ上のエラストマースリーブとしてのシール部材を示している。米国特許第6,604,922号の図4は、ステータに取り付けられたライナーの弾性層は密閉機能を有することを示し、この弾性層がシール部材として機能する。同じく図13は、エラストマー層からなるロータライニングが密閉機能を有することを示し、このエラストマー層がシール部材として機能する。
掘削中測定モジュール168及び掘削中検層モジュール170は、各種センサを泥水などから守るため、チャンバー168a,170a内において前記(IV)で得られた本発明の一実施形態の動的シール部材を用いることができる。
(BHA:bottom hole assembly)160と、を有する。デリック組立体151は、例えば、フック151aと、回転スイベル(rotary swivel)151bと、ケリー(kelly)151cと、回転テーブル151dと、を含むことができる。穴底組立体160は、例えばデリック組立体151から延びる長いドリル・ストリング(drill string)153の先端に固定される。ドリル・ストリング153の内部には、図示していないポンプから回転スイベル151bを介して泥水が送り込まれ、穴底組立体160の流体駆動モータを駆動させることができる。穴底組立体160については、基本的に図8〜図10において説明した海底用途の検層装置と同様であるので、ここでは説明を省略するが、地下用途の検層装置においても本発明の一実施形態の動的シール部材を採用することができる。なお、孔底組立体160は、一実施形態として、ドリルビット162と、回転操作システム164と、マッドモータ166と、掘削中測定モジュール168と、掘削中検層モジュール170と、を有する例について説明したが、これに限らず、検層用途に合わせて選択して組み合わせることができる。
g tool)にも、本発明の一実施形態の動的シール部材を適用することができる。このような機器は、例えば、シュルンベルジェ社のモジュラー・フォーメーション・ダイナミックス・テスター(MDT:シュルンベルジェ社の商標)を含む。このような地層検査及び油層流体サンプリング機器は、ポンプアウトモジュール及びその他ピストンにおいて、高い耐摩耗性を持った動的シール部材を必要とする。また、地層検査及び油層流体サンプリング機器は、坑井を密封するために、高い耐摩耗性と最大約210℃の高温特性を持った動的シール部材を必要とする。
ロス、ガス吸収した動的シール部材が膨張してピストンの摩擦と抗力が増加する、動的シール部材の過度の膨張によりサンプルをボトルから他の貯蔵場所又は分析装置に移す際に固着及び密閉不足又はその他の問題、及び作業時に複数のサンプルボトルが重ねて使用されことによる問題などがあった。回収時の地表におけるサンプルのロスは、特にサンプルがH2S、CH4,CO2などの物質を含む場合に、何らかの問題につながる可能性があった。
国特許第4,782,695号、及び米国特許第7,461,547号において見られる。より詳細に述べると、米国特許出願公開第2009/0078412号の図7は弁上のシール部材を示し、図5はピストンシール装置上のシール部材を示している。米国特許第6,758,090号の図21aは、弁及びピストン上のシール部材を示している。米国特許第4,782,695号は、ニードルとPVT処理室の間のシール部材を示している。米国特許第7,461,547号は、PVT分析用PVCU(圧力体積制御装置)内のピストンスリーブ装置のシール部材として、PVCUにおいて流体を隔離するための弁上のシール部材を示している。
cking)及び転がり摩耗(rolling)の傾向が減少し、コア掘削作業の効率を向上することができる。さらに、高い耐摩耗性を有する動的シール部材は、摩耗性を有する流体中における密閉寿命を向上することができる。
第1の工程:ロール径が6インチのオープンロール(ロール温度10〜20℃)に、表1、2に示す100質量部(phr)の3元系の含フッ素エラストマー(表1、2では「FKM−1」、「FKM−2」と記載した)を投入して、ロールに巻き付かせた。
未架橋体の実施例及び比較例の第5の工程で得られた未架橋体のエラストマー組成物サンプルについて、パルス法NMRを用いてハーンエコー法による測定を行った。この測定は、日本電子(株)製「JMN−MU25」を用いて行った。測定は、観測核が1H、共鳴周波数が25MHz、90゜パルス幅が2μsecの条件で行い、ハーンエコー法のパルスシーケンス(90゜x−Pi−180゜y)にて、減衰曲線を測定し、複合材料サンプルの150℃における特性緩和時間(T2/150℃)及び第2のスピンスピン緩和時間(T2nn/150℃)を有する成分の成分分率(fnn)を測定した。実施例の未架橋体のエラストマー組成物サンプルは、600ないし1000μ秒の範囲内であり、第2のスピン−スピン緩和時間(T2nn)を有する成分の成分分率(fnn)は0.2未満であった。また、比較例1,2の未架橋体のエラストマー組成物サンプルは、1000μ秒を超え、第2のスピン−スピン緩和時間(T2nn)を有する成分の成分分率(fnn)は0.2を超えていた。
実施例及び比較例の耐熱シール部材サンプルについて、国際ゴム硬度(IRHD)試験に基づいてゴム硬度(Hs)を測定した。
実施例及び比較例の耐熱シール部材サンプルについて、NACE(National Association of Corrosion Engineers)TM0296に基づいて、200℃の硫化水素ガス雰囲気中に70時間及び160時間保持した後、前記(3)と同様の試験を行い、ゴム硬度(Hs)、引張強さ(Ts(MPa))、破断伸び(Eb(%))、25%変形時の応力(σ25(MPa))及び圧縮永久ひずみ(CS(%))を測定した。圧縮永久ひずみ試験は、200℃の硫化水素ガス雰囲気中に圧縮
率25%で70時間及び160時間保持した後の耐熱シール部材サンプルについて、ASTM D1414、D395に準拠して測定した。圧縮永久ひずみは、高温・硫化水素ガス中における耐熱シール部材のいわゆる耐ヘタリ性についての評価である。
液相1.水:高圧容器の全容量の5体積%。
液相2.炭化水溶液(Hydrocarbon Liquid):高圧容器の全容量の60体積%。
気相.混合ガス:高圧容器の全容量の35体積%。混合ガスは、1,000psiに加圧した。
ヘキサン:25%
オクタン:20%
デカン:50%
トルエン:5%
混合ガスの成分は次の通り:
H2S:20%
CO2:5%
CH4:75%
耐硫化水素(H2S)性試験は、以下の手順に従って行った。
2.前記試験液を入れた高圧容器を用意し、耐熱シール部材サンプルを入れる。
3.高圧容器にH2Sを含む混合ガスを注入し、200℃、1,000psi平衡圧力で70時間(または160時間)保持する。
4.高圧容器内の混合ガスを減圧・脱気し、耐熱シール部材サンプルを高圧容器から取り出す。
5.試験後の体積及び質量を測定し、かつ、基本特性(Hs、TS、Eb、σ25、CS)を前記(3)の基本特性試験に従って測定する。
実施例及び比較例の耐熱シール部材サンプルについて、200℃の水中に圧縮率25%で48時間保持した後の耐熱シール部材サンプルについて、ASTM D1414、D395に準拠して圧縮永久ひずみ(CS(%))を測定した。
1.耐熱シール部材サンプルの厚さを測定する。
2.耐熱シール部材サンプルを板で挟み、ネジを用いて固定し、圧縮歪み(25%)を与える。
3.水の入った容器に前記2で圧縮した状態の耐熱シール部材サンプルを入れ、密封する。
4.容器をオーブンに入れ200℃加熱し、所定時間(24時間、48時間、70時間、400時間)保持する。
5.容器をオーブンから取り出し、容器が冷えるのを待つ。
6.容器から圧縮した状態の耐熱シール部材サンプルを取り出し、オーブンで2時間加熱する。
7.板から耐熱シール部材サンプルを取り外して圧縮状態を解除し、30分後に厚さを測定する。
実施例及び比較例の耐熱シール部材サンプルについて、NACE(National Association of Corrosion Engineers)のTM0297−97に準拠して、室温で800psiの二酸化炭素雰囲気の容器内に24時間保持した後、該容器内の圧力を2秒間で大気圧まで急速減圧したときの耐熱シール部材の体積変化率を測定した。
1.耐熱シール部材サンプルの体積を測定する。
2.高圧容器を用意し、耐熱シール部材サンプルを入れる。
3.高圧容器にCO2を注入し、800psi、室温で24時間保持する。
4.高圧容器内の圧力を約2秒間で大気圧まで急速減圧する。
5.直ちに耐熱シール部材サンプルの体積を測定する。
実施例及び比較例の耐熱シール部材サンプルについて、175℃、クリアランス20μmにおけるシール可能圧力(P1(MPa))と、175℃、クリアランス80μmにおけるシール可能圧力(P2(MPa))と、におけるシール可能圧力を測定した。
1.2個の耐熱シール部材サンプルを治具に間隔をあけて取り付ける。
2.治具を圧力テストシステムに取り付け、オーブンにて175℃に加熱する。
3.治具に取り付けられた2個の耐熱シール部材サンプル間にテスト圧力をかけ、30分保持する。
4.テスト圧力を下げる。
5.治具を室温まで冷ます。
6.耐熱シール部材サンプルを治具から取り出し、はみ出しによって破壊されたかどうかを確認する。
7.耐熱シール部材サンプルが破壊されていなければ、前記3のテスト圧力を上げて前記1〜7の試験を行う。耐熱シール部材サンプルが破壊されていれば、その前のテスト圧力をシール可能圧力とした。
実施例及び比較例の耐熱シール部材サンプルについて、図11に示す試験装置において175℃、35MPa、5mm/secの条件で実機試験を行い、漏れ(リーク)発生までの時間(T(hr))を測定した。図11は、耐摩耗性試験の試験装置210を説明する模式図である。オーブン200内に略円柱状のピストン214が円筒状のシリンダ212内に配置され、オーブン200の外に配置したモータ230によってピストン214が
シリンダ212内を進退移動することができる。ピストン214の進退方向中心付近に外周溝218が形成され、シリンダ212の内壁との間にオイル216が注入される。外周溝218の進退方向の両側にはOリングをはめ込む溝224が形成され、溝224には耐熱シール部材サンプル220及びバックアップリング222が嵌め込まれている。
1.図11に示すようにピストン214に耐熱シール部材サンプル220を実装する。
2.オーブン200内で試験装置210全体を175℃に加熱する。
3.外周溝218内のオイル216の圧力を35MPaに上げる。
4.モータ230によりピストン214を進退運動させ、磨耗試験を行う。このときの移動距離は片道100mm、速度は300mm/minで行う。
5.耐熱シール部材サンプル200が破壊されたら試験を終了させる。
各耐熱シール部材サンプル200が破壊されるまでの時間を表3,4に「耐摩耗試験」として示した。
プラットホーム、52 海、54 海底、56 井戸、60 ダウンホール装置、62a、62b 圧力容器、64a、64b、64c 連結部、62a、62b 圧力容器、63a,63b 電子機器、70 Oリング、100 第1のセル構造、102 第2のカーボンナノファイバー、104 エラストマー、110 第2のセル構造、120 耐熱シール部材
Claims (8)
- 3元系の含フッ素エラストマー100質量部に対して、
平均直径が60nm以上200nm以下の第1のカーボンナノファイバーを5質量部〜15質量部と、
平均直径が9nm以上20nm以下の第2のカーボンナノファイバーを10質量部〜15質量部と、
平均粒径が25nm〜500nmのカーボンブラックを0質量部〜20質量部と、
を含み、
前記第1のカーボンナノファイバー及び前記第2のカーボンナノファイバーは、共に多層カーボンナノチューブであり、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーを共に含み、かつ、前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーとを合わせた総量が15質量部〜30質量部であり、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーと前記カーボンブラックとを合わせた総量が20質量部〜45質量部であり、
175℃、35MPa、5mm/secの条件で耐摩耗性試験における漏れ発生までの時間が40時間以上100時間以下である、耐熱シール部材。 - 3元系の含フッ素エラストマー100質量部に対して、
平均直径が60nm以上200nm以下の第1のカーボンナノファイバーを5質量部〜15質量部と、
平均直径が9nm以上20nm以下の第2のカーボンナノファイバーを10質量部〜1
5質量部と、
平均粒径が25nm〜500nmのカーボンブラックを0質量部〜20質量部と、
を含み、
前記第1のカーボンナノファイバー及び前記第2のカーボンナノファイバーは、共に多層カーボンナノチューブであり、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーを共に含み、かつ、前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーとを合わせた総量が15質量部〜30質量部であり、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーと前記カーボンブラックとを合わせた総量が20質量部〜45質量部であり、
200℃の硫化水素ガス雰囲気中における、圧縮率25%、70時間後の圧縮永久ひずみが40%以下である、耐熱シール部材。 - 請求項1または2において、
200℃の硫化水素ガス雰囲気中における、圧縮率25%、160時間後の圧縮永久ひずみが40%以下である、耐熱シール部材。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
200℃の水中における、圧縮率25%、48時間後の圧縮永久ひずみが60%以下である、耐熱シール部材。 - 請求項1〜4のいずれか1項において、
前記耐熱シール部材を室温で800psiの二酸化炭素雰囲気の容器内に24時間保持した後、該容器内の圧力を2秒間で大気圧まで急速減圧したときの耐熱シール部材の体積変化率が5.0%以下である、耐熱シール部材。 - 請求項1〜5のいずれか1項において、
外形が連続する無端状である、耐熱シール部材。 - 請求項1〜6のいずれか1項において、
横断面が略円形のOリングである、耐熱シール部材。 - 請求項1〜7のいずれか1項において、
3元系の含フッ素エラストマー100質量部に対して、
前記第1のカーボンナノファイバーを5質量部〜8質量部と、
前記第2のカーボンナノファイバーを12質量部〜15質量部と、
前記カーボンブラックを10質量部〜15質量部と、
を含み、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーとを合わせたカーボンナノファイバーの総量が15質量部〜23質量部であり、
前記第1のカーボンナノファイバーと前記第2のカーボンナノファイバーと前記カーボンブラックとを合わせた総量が27質量部〜38質量部である、耐熱シール部材。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012265514A JP5876817B2 (ja) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | 耐熱シール部材 |
US14/094,787 US20140154454A1 (en) | 2012-12-04 | 2013-12-02 | Heat Resistant Seal Member |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012265514A JP5876817B2 (ja) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | 耐熱シール部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014109020A JP2014109020A (ja) | 2014-06-12 |
JP5876817B2 true JP5876817B2 (ja) | 2016-03-02 |
Family
ID=50825718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012265514A Active JP5876817B2 (ja) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | 耐熱シール部材 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140154454A1 (ja) |
JP (1) | JP5876817B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101881475B1 (ko) | 2015-06-26 | 2018-07-24 | 니폰 제온 가부시키가이샤 | 가스 시일 부재용 조성물 및 가스 시일 부재 |
JP6454657B2 (ja) * | 2016-03-23 | 2019-01-16 | 日信工業株式会社 | リップ状シール部材及び該リップ状シール部材を用いた車両用液圧マスタシリンダ |
KR101861653B1 (ko) * | 2016-10-31 | 2018-05-28 | 주식회사 케이비엘러먼트 | 정전기 특성이 우수한 글래스 접촉 오링(O-Ring)용 조성물 및 이를 이용한 글래스 접촉 오링(O-Ring)의 제조방법 |
CN110249020A (zh) * | 2017-02-14 | 2019-09-17 | 国立大学法人九州大学 | 高压氢设备用气体密封构件及高压氢设备 |
CN110431207B (zh) | 2017-03-28 | 2023-02-03 | 国立大学法人九州大学 | 气体密封构件用组合物的制造方法 |
WO2019058911A1 (ja) * | 2017-09-22 | 2019-03-28 | 日本ゼオン株式会社 | ゴム組成物 |
US11621789B2 (en) | 2019-11-05 | 2023-04-04 | Chevron U.S.A. Inc. | Under-liquid communication using magneto-quasistatic signals |
US11614331B2 (en) | 2019-11-05 | 2023-03-28 | Chevron U.S.A. Inc. | Position tracking inside metallic environments using magneto-electric quasistatic fields |
US11566511B2 (en) * | 2019-11-05 | 2023-01-31 | Chevron U.S.A. Inc. | Imaging inside a structure using magneto quasistatic fields |
JP7136137B2 (ja) * | 2020-01-29 | 2022-09-13 | Tdk株式会社 | 磁気センサ、磁気検出装置及び磁気検出システム |
WO2021193667A1 (ja) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 日本ゼオン株式会社 | 高圧水素機器用ガスシール部材および高圧水素機器 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3884313B2 (ja) * | 2001-03-28 | 2007-02-21 | 株式会社東芝 | 炭素繊維合成用触媒及び炭素繊維の製造方法 |
JP4699210B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2011-06-08 | Ntn株式会社 | 流体軸受装置 |
JP2005325310A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Nsk Ltd | 導電性グリース組成物及び転動装置 |
JP4224438B2 (ja) * | 2004-07-16 | 2009-02-12 | 日信工業株式会社 | 炭素繊維複合金属材料の製造方法 |
JP4351120B2 (ja) * | 2004-08-19 | 2009-10-28 | シナノケンシ株式会社 | 金属粒子の製造方法 |
JP2007039649A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-02-15 | Nissin Kogyo Co Ltd | 複合材料 |
JP4749362B2 (ja) * | 2007-03-08 | 2011-08-17 | 日信工業株式会社 | ピストンシール部材及び該ピストンシール部材を用いたディスクブレーキ |
JP4229967B2 (ja) * | 2007-03-08 | 2009-02-25 | 日信工業株式会社 | ピストンシール部材及び該ピストンシール部材を用いたディスクブレーキ |
MX2010010192A (es) * | 2008-04-07 | 2010-10-04 | Schlumberger Technology Bv | Material de sellado resistente al calor, miembro de sellado sin extremos utilizando el material de sellado resistente al calor, y aparato para perforacion de pozos que incluye el miembro de sellado sin extremos. |
WO2011077595A1 (ja) * | 2009-12-25 | 2011-06-30 | 日信工業株式会社 | 動的シール部材 |
US20110156357A1 (en) * | 2009-12-28 | 2011-06-30 | Nissin Kogyo Co., Ltd. | Dynamic seal member |
US20130277916A1 (en) * | 2010-11-26 | 2013-10-24 | Uchiyama Manufacturing Corp. | Seal Member Having Excellent Wear Resistance, and Seal Structure Using Same |
JP2012149761A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-08-09 | Kitz Corp | ニードルバルブ及びoリング |
-
2012
- 2012-12-04 JP JP2012265514A patent/JP5876817B2/ja active Active
-
2013
- 2013-12-02 US US14/094,787 patent/US20140154454A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014109020A (ja) | 2014-06-12 |
US20140154454A1 (en) | 2014-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5876817B2 (ja) | 耐熱シール部材 | |
JP5816474B2 (ja) | シール部材及びその製造方法 | |
US20110156357A1 (en) | Dynamic seal member | |
US8283402B2 (en) | Downhole seal element formed from a nanocomposite material | |
US8614273B2 (en) | Seal member | |
JP5379125B2 (ja) | 耐熱シール材、耐熱シール材を用いた無端状シール部材及び無端状シール部材を備えたダウンホール装置 | |
JP5592400B2 (ja) | シール部材 | |
JP5546556B2 (ja) | 動的シール部材 | |
US20100038142A1 (en) | Apparatus and method for high temperature drilling operations | |
EP2055890B1 (en) | Drill bit having an improved seal | |
JP6518500B2 (ja) | 油田装置 | |
WO2008109693A2 (en) | Contacting surfaces using swellable elements | |
JP5763991B2 (ja) | 炭素繊維複合材料、油田装置及び炭素繊維複合材料の製造方法 | |
US8403332B2 (en) | Seal member | |
JP5592401B2 (ja) | シール部材 | |
JP5670817B2 (ja) | 炭素繊維複合材料の製造方法、炭素繊維複合材料及び油田装置 | |
JP5844064B2 (ja) | 炭素繊維複合材料の製造方法 | |
JP5789391B2 (ja) | カーボンナノファイバーを用いた電極用多孔質体、電極、電池、キャパシタ、水処理装置、油田装置用の耐熱筐体、油田装置及び電極用多孔質体の製造方法 | |
US9874069B2 (en) | Seal assembly | |
JP5670818B2 (ja) | 炭素繊維複合材料の製造方法、炭素繊維複合材料及び油田装置 | |
US20130020769A1 (en) | Sealing Member and Its Manufacture | |
Amanullah et al. | Potential application of nanomaterials in oil and gas field drilling tools and fluids design |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140407 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140407 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150220 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150729 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151130 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20151208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5876817 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |