JP6200259B2

JP6200259B2 - シール用樹脂製ガスケット

Info

Publication number: JP6200259B2
Application number: JP2013203608A
Authority: JP
Inventors: 啓矢大渕; 雅之山邊; 聡美高橋
Original assignee: Nippon Valqua Industries Ltd
Current assignee: Nippon Valqua Industries Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP2015068424A

Description

本発明は、シール用樹脂製ガスケットに関する。さらに詳しくは、配管同士、反応器の接続部または反応器の蓋部をシールするために用いられるシール材などとして好適に使用することができるシール用樹脂製ガスケットに関する。

一般に、金属材料からなる配管、反応器などの腐食を抑制するために、当該配管、反応器などの腐食されやすい箇所にグラスライニングを施すことがある。前記腐食されやすい箇所にグラスライニングを施した場合、グラスは耐食性に優れていることから、金属材料を腐食させる性質を有する流体が前記箇所と接触しても当該箇所における腐食の発生を抑制することができる。したがって、腐食されやすい箇所にグラスライニングが施された配管、反応器などは、例えば、石油化学工業、医薬品工業、ファインケミカル分野、電子・電子機器分野などの幅広い分野で用いられている。

しかし、フランジ面にガラスライニングが施された配管および反応器は、そのフランジ面のうねりが大きいため、このフランジのうねりは、ガスケットで吸収させる必要がある。ガスケットは、フランジのうねりを吸収させるためには柔らかいシートであることが好ましいが、その半面、うねりによる部分的な圧縮率の違いによって内容物の漏洩が生じたり、フランジを強く締め付けるとガスケットが圧縮されるため、グラスライニングのグラスが割れるおそれがある。

そこで、フッ素樹脂の充填率が低く充填材の充填率が高い場合であっても高い応力緩和性と高い気密性（シール性）とが両立した充填材入りフッ素樹脂シートとして、例えば、黒鉛、カーボンブラックなどの炭素系充填材、タルクなどの無機系充填材、樹脂粉体、炭素繊維などの繊維材などの充填材が配合された充填材入りフッ素樹脂シートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、前記フッ素樹脂シートは、高い応力緩和性および高い気密性を有するが、圧縮率が小さいため、フランジとガスケットとの間に隙間が生じ、当該間隙から配管内の気体や液体が漏洩するおそれがある。

特開２００７−２５３５１９号公報

本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、フランジ面のうねりに対応する表面形状を形成し、フランジ間に生じている間隙をなくすことができ、配管同士、反応器の接続部または反応器の蓋部をシールするために用いられるシール材などとして好適に使用することができるシール用樹脂製ガスケットを提供することを課題とする。

本発明は、配管のフランジ間をシールするために用いられる樹脂製ガスケットであって、可撓性チューブ内に熱硬化性樹脂、２液型硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂、溶媒揮散型硬化性樹脂および嫌気型硬化性樹脂からなる群より選ばれた少なくとも１種の硬化性樹脂が充填され、当該可撓性チューブが巻回され、当該巻回された可撓性チューブの表面上にフッ素樹脂からなる外被が形成されていることを特徴とするシール用樹脂製ガスケットに関する。

本発明によれば、フランジ面のうねりに対応する表面形状を形成し、フランジ間に生じている間隙をなくすことができ、配管同士、反応器の接続部または反応器の蓋部をシールするために用いられるシール材などとして好適に使用することができるシール用樹脂製ガスケットが提供される。

本発明のシール用樹脂製ガスケットの一実施態様を示す概略平面図である。本発明のシール用樹脂製ガスケットが配管のフランジ間に挟まれている状態を示す概略説明図である。

本発明のシール用樹脂製ガスケットは、前記したように、配管同士、反応器の接続部または反応器の蓋部をシールするために用いられる樹脂製ガスケットであり、可撓性チューブ内に硬化性樹脂が充填され、当該可撓性チューブが巻回され、当該巻回された可撓性チューブの表面上にフッ素樹脂からなる外被が形成されていることを特徴とする。

本発明のシール用樹脂製ガスケットは、例えば、可撓性チューブ内に硬化性樹脂を充填した後、当該可撓性チューブを巻回し、当該巻回された可撓性チューブの表面上にフッ素樹脂からなる外被を形成させることによって容易に製造することができる。

前記可撓性チューブの直径は、配管や反応器の種類などによって異なるので一概には決定することができない。本発明のシール用樹脂製ガスケットがフランジ面のうねりに対応する表面形状を形成し、フランジ間に生じている間隙をなくすことができ、配管同士、反応器の接続部または反応器の蓋部をシールする観点から、可撓性チューブの直径は、通常、１〜２０ｍｍ程度であることが好ましい。

前記可撓性チューブの長さは、配管や反応器の種類などによって異なるので一概には決定することができない。前記可撓性チューブの長さは、本発明のシール用樹脂製ガスケットの内径および外形に応じて適宜調整することができる。

前記可撓性チューブの肉厚は、本発明のシール用樹脂製ガスケットがフランジ面のうねりに対応する表面形状を形成し、フランジ間に生じている間隙をなくすことができ、配管同士、反応器の接続部または反応器の蓋部をシールする観点から、通常、０.３〜３ｍｍ程度であることが好ましい。

可撓性チューブの断面形状としては、例えば、円形、楕円形、正方形、長方形、紡錘形状などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

可撓性チューブに用いられる樹脂として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体などのポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル系樹脂、各種ナイロンに代表されるポリアミド系樹脂、フッ素樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

可撓性チューブは、前記樹脂を用い、常法により、押出し成形することによって製造することができるほか、市販品を用いることもできる。

前記可撓性チューブ内には、硬化性樹脂が充填される。なお、本発明においては、可撓性チューブ内に硬化性樹脂に充填した後に当該可撓性チューブを巻回させてもよく、あるいは可撓性チューブを巻回させた後に硬化性樹脂を充填してもよい。また、例えば、配管の下フランジの上に巻回された可撓性チューブを載置した後、当該可撓性チューブ内に硬化性樹脂を充填してもよい。

可撓性チューブ内に充填される硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、２液型硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂、溶媒揮散型硬化性樹脂、嫌気型硬化性樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの硬化性樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

熱硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性エポキシ樹脂、熱硬化性アクリル系樹脂、熱硬化性メラミン樹脂、熱硬化性ポリエステル系樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性ベンゾグアナミン樹脂、熱硬化性ロジン変性マレイン酸樹脂、熱硬化性ロジン変性フマル酸樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの熱硬化性樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。商業的に容易に入手することができる熱硬化性樹脂としては、例えば、三菱化学（株）製、品番：８２８（主剤）および品番：ＤＩＣＹ７（硬化剤）などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

２液型硬化性樹脂としては、例えば、２液型エポキシ樹脂、２液型アクリル系樹脂、２液型シリコーン樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの熱硬化性樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。商業的に容易に入手することができる２液型硬化性樹脂としては、例えば、デブコン社製、品番：ＨＲ−３００、日新レジン（株）製、商品名：ＰＯＰＭＥＴＡＬＬなどの２液型エポキシ系硬化性樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

紫外線硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化性エポキシ樹脂、紫外線硬化性アクリル系樹脂、紫外線硬化性シリコーン系樹脂、紫外線硬化性ポリエステル系樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの紫外線硬化性樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。商業的に容易に入手することができる紫外線硬化性樹脂としては、例えば、スリーボンド社製、品番：ＴＢ３０１８などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

湿気硬化性樹脂は、空気中の湿気と反応して硬化する性質を有する樹脂である。湿気硬化性樹脂としては、例えば、湿気硬化性エポキシ樹脂、湿気硬化性アクリル系樹脂、湿気硬化性シリコーン系樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの湿気硬化性樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。商業的に容易に入手することができる湿気硬化性樹脂としては、例えば、スリーボンド社製、品番：ＴＢ１５３０などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。なお、硬化性樹脂として湿気硬化性樹脂を用いる場合、可撓性チューブには、湿気透過性を有する樹脂シートが用いられる。

溶媒揮散型硬化性樹脂は、溶媒が揮散することによって硬化する性質を有する樹脂である。溶媒揮散型硬化性樹脂としては、例えば、溶媒揮散型酢酸ビニル系硬化性樹脂、溶媒揮散型ニトリルゴム系硬化性樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの溶媒揮散型硬化性樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。商業的に容易に入手することができる溶媒揮散型硬化性樹脂としては、例えば、スリーボンド社製、品番：１４０１などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。なお、硬化性樹脂として溶媒揮散型硬化性樹脂を用いる場合、可撓性チューブには、溶媒の蒸気を透過する性質を有する樹脂シートが用いられる。

嫌気型硬化性樹脂は、空気を遮断した状態で金属との接触によって硬化する性質を有する樹脂である。嫌気型硬化性樹脂としては、例えば、嫌気型アクリル系硬化性樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。商業的に容易に入手することができる嫌気型硬化性樹脂としては、例えば、アセック（株）製、品番：ＡＳ−６００１などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

硬化性樹脂のなかでは、当該硬化性樹脂を硬化させる際の操作の簡便性の観点から、熱硬化性樹脂および２液型硬化性樹脂が好ましい。

可撓性チューブ内に充填される硬化性樹脂の量は、本発明のシール用樹脂製ガスケットの用途などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、可撓性チューブ内に空隙が生じないように硬化性樹脂を充填することが好ましい。

次に、巻回された可撓性チューブの表面上にフッ素樹脂からなる外被が形成される。本発明においては、巻回された可撓性チューブの表面上にフッ素樹脂からなる外被が形成されているので、例えば、配管内に使用される液体、気体などの流体と接触した場合であっても、可撓性チューブの変質を抑制することができる。

図１に示されるように、外被３は、巻回された可撓性チューブ１の全面を覆っていてもよく、あるいは巻回された可撓性チューブ１の内周面およびその近傍を覆っていてもよい。外被３の材料として、通常、フッ素樹脂製のシートを用いることができる。外被３の厚さは、本発明のシール用樹脂製ガスケットの用途などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、０．１〜２ｍｍ程度であることが好ましい。

以上のようにして本発明のシール用樹脂製ガスケットが形成される。本発明のシール用樹脂製ガスケットの大きさは、配管や反応器の種類などによって異なるので一概には決定することができないことから、当該配管の種類などに応じて適宜調整することが好ましい。本発明のシール用樹脂製ガスケットの一例として、例えば、内径が約２０〜２８５ｃｍであり、外径が約２５〜３００ｃｍであり、外径と内径と差が約５〜１５ｃｍであり、外周円と内周円とが同心円であるシール用樹脂製ガスケットなどが挙げられる。また、本発明のシール用樹脂製ガスケットの全体の厚さは、配管や反応器の種類などによって異なるので一概には決定することができないことから、当該配管の種類などに応じて適宜調整することが好ましい。本発明のシール用樹脂製ガスケットの全体の厚さは、フランジ面のうねりに対応する表面形状を形成し、フランジ間に生じている間隙をなくすことができ、配管同士、反応器の接続部または反応器の蓋部をシールするために用いられるシール材などとして好適に使用することができるようにする観点から、通常、２〜２０ｍｍ程度であることが好ましい。

次に、本発明のシール用樹脂製ガスケットを用いて配管を固定する方法について説明するが、本発明は、かかる説明のみに限定されるものではない。

まず、例えば、図２の本発明のシール用樹脂製ガスケットが配管のフランジ間に挟まれている状態を示す概略説明図に示されるように、配管の上フランジ４と下フランジ５との間に本発明のシール用樹脂製ガスケット６を挟み、ボルト７で上フランジ４と下フランジ５とを締付ける。そうすると、本発明のシール用樹脂製ガスケット６は、上フランジ４および下フランジ５が有する形状に馴染むように変形するので、上フランジ４と下フランジ５との間の隙間を消滅させることができる。この場合、前記したボルト７で上フランジ４と下フランジ５との締付けを仮締めとし、硬化性樹脂が硬化した後に本締めを行なってもよく、前記したボルト７で上フランジ４と下フランジ５との締付けを本締めとしてもよい。

次に、上フランジ４と下フランジ５とがボルト７で締付けられている状態で、上フランジ４と下フランジ５との間に挟まれているシール用樹脂製ガスケット６内の硬化性樹脂を硬化させることにより、当該硬化性樹脂が硬化されたシール用樹脂製ガスケット６を形成させることができる。

このように本発明のシール用樹脂製ガスケット６を用いることにより、ただ単に上フランジ４と下フランジ５とをボルト７で締付けるという非常に簡単な操作で、フランジ面のうねりに対応する表面形状を形成し、フランジ間に生じている間隙をなくすことができる。

以上のようにしてシール用樹脂製ガスケット６内の硬化性樹脂を硬化させた後には、前記したように、本締めとして、さらに上フランジ４と下フランジ５とをボルト７で締付けてもよい。

なお、本発明のシール用樹脂製ガスケットに用いられる硬化性樹脂を硬化させる方法は、当該硬化性樹脂の種類によって異なる。

前記硬化性樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合には、本発明のシール用樹脂製ガスケットの可撓性チューブ内にニクロム線に代表される電熱線などの加熱媒体を内在させたり、可撓性チューブの内周面または外周面に加熱媒体を配設し、シール用樹脂製ガスケットを上フランジと下フランジとの間に挟み、上フランジと下フランジとをボルトで締付けた後、当該加熱媒体を加熱することによって熱硬化性樹脂を硬化させることができる。また、熱硬化性樹脂を用いる場合、本発明のシール用樹脂製ガスケットの袋状ガスケットと上フランジおよび／または下フランジとの接触面に、例えば、ラバーヒーターなどの加熱媒体を介在させ、上フランジと下フランジとをボルトで締付けた後、当該加熱媒体を加熱することによって熱硬化性樹脂を硬化させることもできる。さらに、上フランジと下フランジとの間に本発明のシール用樹脂製ガスケットを挟み、ボルトで上フランジと下フランジとを締付けた後、上フランジおよび／または下フランジを加熱することによって熱硬化性樹脂を硬化させることもできる。

前記硬化性樹脂として２液型硬化性樹脂を用いる場合には、スタティックミキサー付き注入機などを用いて可撓性チューブの開口部から注入することによって本発明のシール用樹脂製ガスケットを作製した後、当該シール用樹脂製ガスケットを上フランジと下フランジとの間に挟み、ボルトで上フランジと下フランジとを締付け、２液型硬化性樹脂を反応させることによって硬化させることもできる。

前記硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、配管の上フランジと下フランジとの間に本発明のシール用樹脂製ガスケットを挟み、ボルトで上フランジと下フランジとを締付けた後、当該シール用樹脂製ガスケットに紫外線を照射することにより、紫外線硬化性樹脂を硬化させることができる。

前記硬化性樹脂として湿気硬化性樹脂を用いる場合には、上フランジと下フランジとの間に本発明のシール用樹脂製ガスケットを挟み、ボルトで上フランジと下フランジとを締付けた後、当該シール用樹脂製ガスケットに湿気を付与することにより、湿気硬化性樹脂を硬化させることができる。

前記硬化性樹脂として溶媒揮散型硬化性樹脂を用いる場合には、上フランジと下フランジとの間に本発明のシール用樹脂製ガスケットを挟み、ボルトで上フランジと下フランジとを締付けた後、当該シール用樹脂製ガスケットの表面から溶媒を揮散除去することにより、溶媒揮散型硬化性樹脂を硬化させることができる。

前記硬化性樹脂として嫌気型硬化性樹脂を用いる場合には、配管の上フランジと下フランジとの間に本発明のシール用樹脂製ガスケットを挟み、ボルトで上フランジと下フランジとを締付けて放置することにより、嫌気型硬化性樹脂を硬化させることができる。なお、嫌気型硬化性樹脂の硬化が十分ではない場合には、当該嫌気型硬化性樹脂に、例えば、紫外線などを照射することにより、当該嫌気型硬化性樹脂をさらに硬化させることができる。

以上説明したように、本発明のシール用樹脂製ガスケットは、フランジ面のうねりに対応する表面形状を形成し、フランジ間に生じている間隙をなくすことができる。また、本発明のシール用樹脂製ガスケットは、可撓性チューブの長さを調節することにより、直径を容易に調整することができるので、種々の大きさの配管のフランジなどに容易に適合させることができる。

したがって、本発明のシール用樹脂製ガスケットは、例えば、配管同士、反応器の接続部または反応器の蓋部をシールするためのシール材などとして好適に使用することができる。

次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

実施例１
可撓性チューブとして、直径が１０ｍｍ、長さが３４０ｃｍ、肉厚が２ｍｍである塩化ビニル樹脂性のチューブを用い、当該可撓性チューブを内周径が３２５ｍｍ、外周径が３８０ｍｍとなるように巻回させた。

可撓性チューブ内に、硬化性樹脂として２液型硬化性樹脂〔日新レジン（株）製、２液型硬化性樹脂、商品名：ＰＯＰＭＥＴＡＬＬ〕を可撓性チューブの開口部からスタティックミキサー付き注入機を用いて可撓性チューブ内全体に均一に行きわたるように注入した。その後、巻回された可撓性チューブ全体を厚さが０．４ｍｍであるフッ素樹脂製のシートで覆うことにより、シール用樹脂製ガスケットを作製した。

次に、前記で得られたシール用樹脂製ガスケットを直径５１５ｍｍ、高さ３６ｍｍ、表面粗さＲ_max１２μｍの鋼フランジ間に装着し、ボルトを手締することで仮締めを行なった後、２４時間放置し硬化性樹脂を硬化させた。その後、さらにボルトで締付け、面圧が２０ＭＰａ相当となるよう荷重を負荷することによって本締めを行なった。

水を張った水槽に締結体を入れ、フランジに設けられた圧力導入用の貫通孔からシール用樹脂製ガスケットの内径側に窒素ガスで１ＭＰａの圧力を付与した後、その状態を１０分間保持した。その後、単位時間あたりの締結体から漏洩した窒素ガス量を測定し、漏洩量を測定し、以下の評価基準に基づいて評価した。その結果、◎の評価を得ることができたことから、前記で得られたシール用樹脂製ガスケットは、フランジ面のうねりに対応する表面形状を形成し、フランジ間に生じている間隙をなくすことができることが確認された。

（評価基準）
◎：漏洩量が１．７×１０^-4Ｐａ・ｍ³／ｓ未満
×：漏洩量が１．７×１０^-4Ｐａ・ｍ³／ｓ以上であるか、または脆化によりガスケットの製造が困難

以上の結果から、本発明のシール用樹脂製ガスケットは、フランジ面のうねりに対応する表面形状を形成し、フランジ間に生じている間隙をなくすことができ、配管同士、反応器の接続部または反応器の蓋部をシールするために用いられるシール材などとして好適に使用することができるものであることがわかる。

１可撓性チューブ
２硬化性樹脂
３外被
４上フランジ
５下フランジ
６シール用樹脂製ガスケット
７ボルト

Claims

配管のフランジ間をシールするために用いられる樹脂製ガスケットであって、可撓性チューブ内に熱硬化性樹脂、２液型硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂、溶媒揮散型硬化性樹脂および嫌気型硬化性樹脂からなる群より選ばれた少なくとも１種の硬化性樹脂が充填され、当該可撓性チューブが巻回され、当該巻回された可撓性チューブの表面上にフッ素樹脂からなる外被が形成されていることを特徴とするシール用樹脂製ガスケット。