JP7328325B2 - 鋸歯形メタルガスケット - Google Patents

Description

本発明は、鋸歯形メタルガスケットに関する。さらに詳しくは、本発明は、鋸歯形メタルガスケットおよび当該鋸歯形メタルガスケットを有するカンプロファイルガスケットに関する。本発明の鋸歯形メタルガスケットおよび当該鋸歯形メタルガスケットを有するカンプロファイルガスケットは、例えば、高温および高圧を有する水蒸気などの流体が使用される管フランジ、塔、槽、熱交換器、オートクレーブ、バルブのボンネット、メタルシール機構などに好適に用いることができる。

鋸歯形ガスケットは、シール効率を高めるためにガスケットの両面に同心円状の鋸歯形の凹凸部を形成させてフランジなどとの有効接触面積を小さくしたものである。鋸歯形ガスケットは、一般に、例えば、バルブのボンネット、管フランジ、圧力容器のカバーガスケットなどに使用されている。

コストの低減効果が高い鋸歯形ガスケットとして、第１のフランジ部材と第２のフランジ部材との間に介装され、ガスケット本体に形成された鋸歯形凹凸部が前記第１のフランジ部材側のシール面および前記第２のフランジ部材側のシール面にそれぞれ食い込むことによってシール性が発揮される鋸歯形ガスケットにおいて、前記ガスケット本体が、前記鋸歯形凹凸部が形成された金属製のシール部本体と当該シール部本体の外周側に形成されている金属製の位置決め部分とから構成され、当該位置決め部分が周方向に分割されている複数の分割体で構成されている鋸歯形ガスケットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、膨張黒鉛などのシート層を備えたガスケットにおいて、ガスケットの圧縮時に破砕して生じる膨張黒鉛などのシート層の微粒子が流体通路内に入り込むことを防止することができるシート層付き鋸歯形ガスケットとして、同心円状の鋸歯形凹凸部が両面に形成されているガスケット本体と、前記鋸歯形凹凸部を覆うように積層されるシート層とを備え、前記ガスケット本体および前記シート層が一体化された状態で流体通路の継ぎ手部に装着され、この継ぎ手部を構成する第１の部材と第２の部材との間で締め付けられたときに前記シート層を介して前記鋸歯形凹凸部が前記第１の部材および前記第２の部材に食い込むことによってシール力が発揮されるシート層付き鋸歯形ガスケットであって、前記鋸歯形凹凸部を構成するとともに前記流体通路に最も近い第１の凸部から２番目に近い第２の凸部までの距離をａとし、前記第２の凸部から第３の凸部、第３の凸部から第４の凸部、第４の凸部から第５の凸部、第ｎ－１の凸部から第ｎの凸部までの距離をｂとしたとき、ａ≧２ｂであり、前記シート層の径内方側端部が前記第１の凸部と前記第２の凸部との間に配置されているシート層付き鋸歯形ガスケットが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

前記鋸歯形ガスケットは、優れたコスト低減効果を奏するものであり、前記シート層付き鋸歯形ガスケットは、ガスケットの圧縮時に破砕することによって生じるシート層の微粒子が流体通路内に入り込むことを防止することができるという優れた効果を奏するものである。

近年においては、配管のフランジ間にカンプロファイルガスケットを装着し、当該配管内に高圧の流体を導入した場合であってもフランジ間からの流体の漏洩を防止するために、フランジ間の面圧が８０ＭＰａ以上であることが要望されており、当該面圧であっても耐久性に優れているとともに、シール性にも優れているカンプロファイルガスケットの開発が望まれている。

しかし、従来のシート層付き鋸歯形ガスケットに代表されるカンプロファイルガスケットでは、シート層の厚さが０．６～１．５ｍｍであるとき、例えば、配管のフランジ間に当該カンプロファイルガスケットを装着し、フランジの締付時にカンプロファイルガスケットのフランジと接する面における面圧が８０ＭＰａ以上となるように締め付けた際に、鋸歯形ガスケットの凸部に存在するシート層が厚いことから鋸歯形ガスケットの凸部とフランジとの間でのシール性を十分に確保することができない。

特許第４８４２０２３号公報 特許第４８７７６７３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、弾性シートの厚さが０．６～１．５ｍｍであるカンプロファイルガスケットを配管のフランジ間に装着し、フランジの締付時にカンプロファイルガスケットのフランジと接する面における面圧が８０ＭＰａ以上となるように締め付けたときであっても、鋸歯形ガスケットの凸部とフランジとの間でのシール性を十分に確保することができ、当該面圧における耐久性に優れているカンプロファイルガスケットおよび当該カンプロファイルガスケットに好適に使用することができる鋸歯形メタルガスケットを提供することを課題とする。

本発明は、
（１） 同心円状の鋸歯形の凹凸部および平板状の鍔部を有する鋸歯形メタルガスケットであって、前記鋸歯形の凹凸部が両面に形成され、前記鋸歯形の凹凸部を構成している凸部のピッチが１．２～１．８ｍｍであり、当該凸部の頂上部に幅が５０～１８０μｍの平坦部が形成され、前記鋸歯形の凹凸部を構成している凸部の前記鍔部からの高さが０．３～０．８ｍｍであり、前記鋸歯形の凹凸部を構成している凹部の深さが０．３～０．８ｍｍであり、当該凹部の最底部に半径０．２～０．６ｍｍの円弧が形成され、前記鋸歯形の凹凸部を構成している凹部の断面における溝面積が０．２５～０．８０ｍｍ ² である鋸歯形メタルガスケット、
（２） 前記（１）に記載の鋸歯形メタルガスケットを有し、鋸歯形メタルガスケットの両面に形成されている鋸歯形の凹凸部に厚さが０．６～１．５ｍｍである弾性シートが貼付されてなるカンプロファイルガスケット、および
（３） 弾性シートが有機バインダーおよび無機粉体を含有し、当該有機バインダーがゴムバインダーである前記（２）に記載のカンプロファイルガスケット
に関する。

本発明によれば、弾性シートの厚さが０．６～１．５ｍｍであるカンプロファイルガスケットを配管のフランジ間に装着し、フランジの締付時にカンプロファイルガスケットのフランジと接する面における面圧が８０ＭＰａ以上となるように締め付けたときであっても、鋸歯形ガスケットの凸部とフランジとの間でのシール性を十分に確保することができ、当該面圧における耐久性に優れているカンプロファイルガスケットおよび当該カンプロファイルガスケットに好適に使用することができる鋸歯形メタルガスケットが提供される。

本発明の鋸歯形メタルガスケットの一実施態様を示す概略平面図である。 図１に示される鋸歯形メタルガスケットのＡ－Ａ部における概略断面図である。 図２の鋸歯形メタルガスケットの断面図に示される鋸歯形の凹凸部の部分拡大図である。 本発明のカンプロファイルガスケットの一実施態様を示す概略平面図である。 図４に示されるカンプロファイルガスケットのＢ－Ｂ部における概略断面図である。

本発明の鋸歯形メタルガスケットは、同心円状の鋸歯形の凹凸部が当該鋸歯形メタルガスケットの両面に形成されているメタルガスケットである。

本発明の鋸歯形メタルガスケットは、前記鋸歯形の凹凸部を構成している凸部のピッチが１．２～１．８ｍｍであり、当該凸部の頂上部に幅が５０～１８０μｍの平坦部が形成され、前記鋸歯形の凹凸部を構成している凹部の深さが０．３～０．８ｍｍであり、当該凹部の最底部に半径０．２～０．６ｍｍの円弧が形成されていることを特徴とする。

本発明の鋸歯形メタルガスケットは、前記構成を有することから、フランジなどに締め付けるときの面圧が８０ＭＰａであっても耐久性に優れているとともに、シール性にも優れている。

以下に、本発明の鋸歯形メタルガスケットを図面に基づいて詳細に説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施態様のみに限定されるものではない。

図１は、本発明の鋸歯形メタルガスケットの一実施態様を示す概略平面図である。図２は、図１に示される鋸歯形メタルガスケットのＡ－Ａ部における概略断面図である。図３は、図２の鋸歯形メタルガスケットの断面図に示される鋸歯形の凹凸部の部分拡大図である。

図１に示されるように、本発明の鋸歯形メタルガスケット１は、同心円状の鋸歯形の凹凸部１ａおよび当該凹凸部１ａと一体となって形成されている平板状の鍔部２を有し、その平面形状は、円盤状である。

鋸歯形メタルガスケット１の材質は、当該鋸歯形メタルガスケット１の用途によって異なるため一概には決定することができないことから、当該用途に応じて適宜決定することが好ましい。鋸歯形メタルガスケット１の材質は、鋸歯形メタルガスケット１によるシール性を確保する観点から、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、インコネル、炭素鋼、鉛、金、銀、銅、ニッケル、タンタル、クロムモリブデン鋼、モネル、チタンおよびマグネシウム合金からなる群より選ばれた金属であることが好ましく、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼およびインコネルからなる群より選ばれた金属であることがより好ましく、アルミニウムまたはステンレス鋼であることがさらに好ましい。

アルミニウム合金としては、例えば、アルミニウム－鉄合金、アルミニウム－銅合金、アルミニウム－マンガン合金、アルミニウム－マグネシウム合金、アルミニウム－亜鉛合金、アルミニウム－ニッケル合金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。

ステンレス鋼としては、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１、ＳＵＳ６３３、ＳＵＳ４２０Ｊ２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。

また、マグネシウム合金に使用されるマグネシウム以外の金属としては、例えば、リチウム、カルシウム、アルミニウム、亜鉛、チタン、マンガン、ジルコニウム、イットリウム、タンタル、ネオジウム、ニオブ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。

図１に示される鋸歯形メタルガスケット１の概略平面図において、当該鋸歯形メタルガスケット１の外径および中心部の開口部の内径は、鋸歯形メタルガスケット１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ことから鋸歯形メタルガスケット１の用途に応じて適宜決定することが好ましい。図２に示される鋸歯形メタルガスケットの概略断面図において、当該鋸歯形メタルガスケット１の厚さｔ（鍔部の厚さ）は、鋸歯形メタルガスケット１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ことから鋸歯形メタルガスケット１の用途に応じて適宜決定することが好ましいが、通常、１．５～１５ｍｍ程度である。

図１に示される鋸歯形メタルガスケット１の平面形状は、円形状である。円形状は、真円のみならず、縦長の楕円形状、横長の楕円形状およびトラック楕円形状を含む概念のものである。鋸歯形メタルガスケット１の平面形状は、鋸歯形メタルガスケット１の用途に応じて適宜決定することができる。

鋸歯形メタルガスケット１の両面には、図２に示されるように、それぞれ同心円状の鋸歯形の凹凸部１ａ，１ｂが形成されている。鋸歯形の凹凸部１ａ，１ｂは、それぞれ鋸歯形メタルガスケット１の直径方向に同心円状に複数設けられている。

図３に示されるように、図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の上面には鋸歯形の凹凸部１ａが形成されている。鋸歯形の凹凸部１ａを構成している凸部３の頂上部Ｔには、鋸歯形メタルガスケット１の直径方向において平坦部Ｌが形成されている。したがって、凸部３は、図３に示されるように、台形状の断面形状を有する。平坦部Ｌは、鋸歯形メタルガスケット１の直径に対して平行方向に形成されている平面であるが、本発明の目的が阻害されない範囲内で鋸歯形メタルガスケット１の直径に対して平行方向に形成されているのではなく、傾斜（テーパ）を有していてもよい。図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の下面に形成されている鋸歯形の凹凸部１ｂの形状は、その上面に形成されている鋸歯形の凹凸部１ａの形状と同様であることが好ましい。

図３において、凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌの幅Ｗ（鋸歯形メタルガスケット１の直径方向における幅）は、例えば、鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凹凸部１ａ，１ｂ上に弾性シート（図示せず）が貼付されているカンプロファイルガスケットを２つのフランジ間に挟んで締め付けるときの締付け圧力にもよるが、凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌで当該弾性シートが破断することを防止するとともに鋸歯形メタルガスケット１によるシール性を向上させる観点から、５０～１８０μｍ、好ましくは６０～１５０μｍ、より好ましくは８０～１２０μｍである。図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の下面に形成されている鋸歯形の凹凸部１ｂの頂上部に形成されている平坦部Ｌの幅（図示せず）は、前記幅Ｗと同様であることが好ましい。

図３において、鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凹凸部１ａを構成している凸部３のピッチＰは、凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌの中心と当該凸部３に隣接している他の凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌの中心との間隔である。凸部３と当該凸部３に隣接している他の凸部３とのピッチＰは、複数個の凹凸部１ａにおいて通常、それぞれ一定であるが、本発明の目的を阻害しない範囲内で一定でない箇所が存在していてもよい。ピッチＰは、鋸歯形メタルガスケット１によるシール性を向上させる観点から、１．２～１．８ｍｍである。図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の下面に形成されている鋸歯形の凹凸部１ｂを構成している凸部３のピッチ（図示せず）は、前記ピッチＰと同様であることが好ましい。

図３において、鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凹凸部１ａを構成している凸部３の深さＤは、鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凹凸部１ａを構成している凹部４の最も深い位置（最底部）Ｂから凸部３の頂上部Ｔまでの高さである。深さＤは、鋸歯形メタルガスケット１によるシール性を向上させる観点から、０．３～０．８ｍｍ、好ましくは０．４～０．７５ｍｍである。図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の下面に形成されている凸部の深さ（図示せず）は、前記深さＤと同様であることが好ましい。

図３において、鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凹凸部１ａを構成している凹部４の最底部Ｂには、鋸歯形メタルガスケット１の直径方向において円弧が形成されている。したがって、凹部４は、最底部Ｂに円弧を有する逆台形に近似した断面形状を有する。円弧の半径は、鋸歯形メタルガスケット１によるシール性を向上させる観点から、０．２～０．６ｍｍ、好ましくは０．３～０．５ｍｍである。図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凹凸部１ｂを構成している凹部の最底部（図示せず）の形状は、前記凹部４の最底部Ｂの形状と同様であることが好ましい。

図３において、鋸歯形の凹凸部１ａを構成している凹部４の断面における溝面積は、鋸歯形メタルガスケット１によるシール性を向上させる観点から、０．２５～０．８０ｍｍ²であることが好ましく、０．２８～０．７２ｍｍ²であることがより好ましい。前記溝面積は、図３において、凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌと当該凸部３に隣接している他の凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌを結ぶ直線と凹部４とによって囲まれている空間部分の断面積である。鋸歯形の凹凸部１ａ，１ｂを構成している凹部４の断面における溝面積は、前記空間部分の溝形状を有する試験片を作製し、当該試験片の質量および密度に基づいて当該試験片の体積を求め、当該試験片の体積を当該試験片の厚さで除することによって求められたときの値である。図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凹凸部１ｂを構成している凹部（図示せず）の断面における溝面積は、前記凹部４の断面における溝面積と同様であることが好ましい。

図３において、鋸歯形の凹凸部１ａを構成している凹部４に隣接している傾斜面がなす角度θは、特に限定されないが、鋸歯形メタルガスケット１によるシール性を向上させる観点から、好ましくは６０～１２０°、より好ましくは８０～１００°、さらに好ましくは８５～９５°である。図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凹凸部１ｂを構成している凹部に隣接している傾斜面がなす角度（図示せず）は、前記角度θと同様であることが好ましい。

図３において、鋸歯形の凹凸部１ａに形成されている凸部３は、鋸歯形メタルガスケット１によるシール性を高めるために平板状の鍔部２から高さＨだけ突出している。凸部３の平板状の鍔部２からの高さＨは、鋸歯形メタルガスケット１によるシール性を向上させる観点から、好ましくは０．３～０．８ｍｍ、より好ましくは０．４～０．７５ｍｍである。図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凸部の平板状の鍔部２からの高さ（図示せず）は、前記高さＨと同様であることが好ましい。

図３において、鋸歯形の凹凸部１ａに形成されている凸部３の数は、鋸歯形メタルガスケット１の用途によって異なることから一概には決定することができないが、鋸歯形メタルガスケット１によるシール性を向上させる観点から、少なくとも３個であることが好ましく、少なくとも５個であることがより好ましい。また、凸部３の数の上限値は、鋸歯形メタルガスケット１の用途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、１０個程度である。図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凹凸部１ｂに形成されている凸部の数は、前記凸部３の数と同様であることが好ましい。

図２に示される鋸歯形メタルガスケット１の鋸歯形の凹凸部１ａ，１ｂは、例えば、旋盤などを用いてメタルガスケットに切削加工を施すことによって形成させることができる。

以上のようにして得られる鋸歯形メタルガスケット１は、カンプロファイルガスケットに用いたとき、フランジなどとのシール性を向上させることができるので、当該カンプロファイルガスケットに好適に使用することができる。

以下に、本発明のカンプロファイルガスケットを図面に基づいて詳細に説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施態様のみに限定されるものではない。

図４は、本発明のカンプロファイルガスケットの一実施態様を示す概略平面図である。図５は、図４に示されるカンプロファイルガスケットのＢ－Ｂ部における概略断面図である。

本発明のカンプロファイルガスケット５は、図４に示されるように、鋸歯形メタルガスケット１を有し、鋸歯形メタルガスケット１の両面に形成されている鋸歯形の凹凸部（図示せず）に弾性シート６が貼付されていることを特徴とする。

カンプロファイルガスケット５は、前記構成を有することから、例えば、カンプロファイルガスケット５を２つのフランジ間に挟んで締め付けたとき、図２および図３に示される鋸歯形メタルガスケット１の両面に形成されている鋸歯形の凹凸部１ａ，１ｂを構成している凹部４に弾性シート６の一部が入り、凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌに存在している弾性シート６における面圧が高くなることから、シール性が高められる。

弾性シート６は、弾性シート６のシール性および機械的強度を向上させる観点から、有機バインダーおよび無機粉体を含有する弾性シート６であることが好ましい。

有機バインダーは、弾性シート６のシール性および機械的強度を向上させる観点から、ゴムバインダーであることが好ましい。ゴムバインダーとしては、例えば、アクリロニトリル－ブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレン－プロピレンゴム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。これらのゴムバインダーは、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。

弾性シート６における有機バインダーの含有率は、弾性シート６によるシール性を向上させる観点から、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上、さらに一層好ましくは２０質量％以上であり、弾性シート６の耐熱性を向上させる観点から、好ましくは９７質量％以下、より好ましくは９５質量％以下、さらに好ましくは９０質量％以下である。したがって、弾性シート６における有機バインダーの含有率は、好ましくは５～９７質量％、より好ましくは１０～９５質量％、さらに好ましくは１５～９０質量％、さらに一層好ましくは２０～９０質量％である。

無機粉体は、弾性シート６の可撓性および高温時における弾性シート６の形状保持性を高める性質を有する。無機粉体は、弾性シート６が高温に加熱された場合であっても消失しがたく残存するので、本発明のカンプロファイルガスケット５のシール性を高めることができる。

無機粉体としては、例えば、タルク、硫酸バリウム粉、クレー、マイカ粉、酸化チタン粉、酸化アルミニウム粉、酸化亜鉛粉、酸化マグネシウム粉、ケイ酸粉、シリカ粉、炭酸カルシウム粉、炭酸ナトリウム粉、水酸化カルシウム粉、水酸化アルミニウム粉、炭酸マグネシウム粉、グラファイト粉、金属粉、ガラス粉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。これらの無機粉体は、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。

無機粉体の平均粒径は、弾性シート６の形状維持性を高める観点から、２μｍ以上であることが好ましく、シール性を向上させる観点から、２５μｍ以下であることが好ましい。なお、無機粉体の粒径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定したときの値であり、無機粉体の平均粒径は、当該レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定された粒度分布において、無機粉体の粒子の累積個数が５０％であるときの粒径の値（メジアン径）である。

弾性シート６における無機粉体の含有率は、弾性シート６の耐熱性を向上させる観点から、好ましくは３質量％以上、より好ましくは５質量％以上、さらに好ましくは１０質量％以上であり、弾性シート６によるシール性を向上させる観点から、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下、さらに好ましくは８５質量％以下、さらに一層好ましくは８０質量％以下である。したがって、弾性シート６における無機粉体の含有率は、好ましくは３～９５質量％、より好ましくは５～９０質量％、さらに好ましくは１０～８５質量％、さらに一層好ましくは１０～５０質量％である。

弾性シート６には、弾性シート６の機械的強度および柔軟性を高める観点から、繊維が含まれていてもよい。繊維としては、無機繊維および有機繊維が挙げられる。

無機繊維としては、例えば、アルミナ繊維、ガラス繊維、ジルコニア繊維、ロックウール、バサルト繊維、生体溶解性繊維、シリカ繊維、セラミック繊維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。これらの無機繊維は、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。

有機繊維としては、例えば、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、ポリエチレン繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維などの合成繊維；綿、麻、セルロースファイバーなどの植物性繊維；ウールなどの動物繊維；炭素繊維；レーヨンなどの再生繊維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。これらの有機繊維は、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。

繊維の平均繊維径は、弾性シート６の機械的強度を向上させる観点から、３～２０μｍであることが好ましい。繊維の繊維長は、弾性シート６における分散性を高めるとともに弾性シート６の機械的強度を向上させる観点から、０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、０．１～２０ｍｍであることがより好ましい。なお、繊維の平均繊維径は、走査型電子顕微鏡を用いて撮影された画像に含まれている繊維の繊維径を測定し、その繊維の繊維径の平均値を求めたときの値である。

弾性シート６における繊維の含有率は、弾性シート６の機械的強度を向上させる観点から、好ましくは３質量％以上、より好ましくは５質量％以上であり、弾性シート６によるシール性を向上させる観点から、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以下である。したがって、弾性シート６における繊維の含有率は、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは３～３０質量％、さらに好ましくは５～２０質量％、さらに一層好ましくは５～１０質量％である。

弾性シート６の製造方法には特に限定がない。弾性シート６は、例えば、有機バインダー、無機粉体、必要により繊維、有機溶媒などの成分を均一な組成となるように混合し、得られた混合物を所定形状となるように成形することによって製造することができる。

弾性シート６の密度は、シール性および機械的強度を向上させる観点から、０．８～１．２ｇ／ｃｍ³であることが好ましく、０．９～１．１ｇ／ｃｍ³であることがより好ましい。

弾性シート６の厚さは、カンプロファイルガスケット５を２つのフランジ間に挟んで締め付けたときの締付け圧力にもよるが、凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌで弾性シート６が破断することを防止するとともにシール性を向上させる観点から、好ましくは０．６～１．５ｍｍ、より好ましくは０．８～１．２ｍｍである。

弾性シート６は、通常、鋸歯形メタルガスケット１の両面に形成されている鋸歯形の凹凸部１ａ，１ｂが覆われるように鋸歯形メタルガスケット１の両面に貼付される。弾性シート６の貼付は、例えば、接着剤、両面粘着テープなどを用いて行なうことができる。接着剤としては、例えば、ゴム系接着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。

以上のようにして構成される本発明のカンプロファイルガスケット５を２つのフランジ間に挟み、カンプロファイルガスケット５の締付時の面圧が８０ＭＰａ以上の高圧力となるように調整した場合であっても、当該カンプロファイルガスケット５に用いられている鋸歯形メタルガスケット１の両面に形成されている凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌに弾性シート６を薄層状態で存在させることができる。例えば、厚さが０．６～１．５ｍｍ程度の弾性シート６を用いた場合、カンプロファイルガスケット５を２つのフランジ間に挟み、カンプロファイルガスケット５の締付時の面圧が８０ＭＰａ以上となるようにカンプロファイルガスケット５を締付けたとき、凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌに存在している弾性シート６の厚さは、０．０５～０．１ｍｍ程度の薄層となり、当該弾性シート６の薄層を透過する流体の量が非常に少なくなることから、シール性を高めることができる。

また、一般にカンプロファイルガスケットに使用される耐熱性弾性シートには、耐熱性を付与するために、例えば、タルクなどの無機充填材を多量に含有させて使用されている。当該耐熱性弾性シートにおける無機充填材の含有率が高い場合には、当該無機充填材を含有していない弾性シートと対比して、当該耐熱性弾性シートを透過する流体の量が多くなるため、ガスケットの締付時の面圧を高くする必要がある。

これに対して、本発明のカンプロファイルガスケット５を２つのフランジ間に挟み、カンプロファイルガスケット５の締付時の面圧を８０ＭＰａ以上の高圧に調整した場合、当該カンプロファイルガスケット５に用いられている鋸歯形メタルガスケット１の両面に形成されている凸部３の頂上部Ｔに形成されている平坦部Ｌに弾性シート６が薄層状態で残存することから、鋸歯形メタルガスケットが弾性シート６によって露出しがたいため、鋸歯形メタルガスケット１の露出によるフランジの傷つきを防止することができる。

したがって、本発明のカンプロファイルガスケット５を配管のフランジ間に装着し、フランジの締付時にカンプロファイルガスケット５のフランジと接する面における面圧が８０ＭＰａ以上となるように締め付けたときであっても、鋸歯形ガスケット１の凸部３とフランジとの間でのシール性を十分に確保することができるので、本発明のカンプロファイルガスケット５は、当該面圧における耐久性に優れている。このことから、本発明のカンプロファイルガスケット５は、高温および高圧を有する流体を使用する用途に適していることから、例えば、高温および高圧を有する水蒸気などの流体が使用される管フランジ、塔、槽、熱交換器、オートクレーブ、バルブのボンネット、メタルシール機構などに用いられる高温・高圧用カンプロファイルガスケットとして好適に用いることができる。

以上のことから、本発明の鋸歯形メタルガスケット１が用いられているカンプロファイルガスケット５は、例えば、火力発電所、原子力発電所、スチームタービン船の蒸気機関、石油精製ライン、石油化学工業のプロセスライン、半導体製造ラインなどにおいて高温および高圧を有する流体が使用される配管同士を接続する際に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１～１４および比較例１～６
ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）製のメタルガスケット（外径：１１０ｍｍ、中心部の開口部の内径：７５ｍｍ）に旋盤で切削加工を施すことにより、図１～３に示される形状を有する鋸歯形メタルガスケット１（同心円状の鋸歯形の凹凸部の外径：９０ｍｍ、内径：７５ｍｍ、鍔部の厚さ：２ｍｍ、凹部の隣接している傾斜面がなす角度：９０°）を作製した。鋸歯形メタルガスケット１に形成されている凹凸部の詳細を表１に示す。

前記で得られた鋸歯形メタルガスケット１の両面に形成されている同心円状の鋸歯形の凹凸部の表面に環状の弾性シート６〔外径：９０ｍｍ、中心部の開口部の内径：７５ｍｍ、厚さ：０．９ｍｍ、材質：有機バインダー（アクリロニトリル－ブタジエンゴム）、無機粉体（タルク）および繊維（アルミナ繊維およびセルロース繊維）、密度：１ｇ／ｃｍ³〕を接着剤（スチレン－ブタジエンゴム系接着剤）で貼付することにより、カンプロファイルガスケット５を作製した。なお、実施例１３では弾性シート６の厚さを０．８ｍｍに変更し、実施例１４では弾性シート６の厚さを１．２ｍｍに変更した。

次に、前記で得られたカンプロファイルガスケット５を用いて高面圧締付け時のシール性、耐久性の指標として鋸歯形の凹凸部に形成されている凸部における弾性シート６の付着状況および弾性シート６の厚さを以下の方法に基づいて調べて評価した。その結果を表１に示す。

〔高面圧締付け時のシール性〕
配管のフランジ間にカンプロファイルガスケット５を挟み、締付面圧を１００ＭＰａに調整してフランジを締め付けた。

次に、配管内に２５℃の窒素ガスを導入し、配管の内圧が４ＭＰａとなるように調整し、水没試験法にて窒素ガスの漏れ量を測定し、以下の評価基準に基づいて高面圧締付け時のシール性を評価した。その結果を表１の「シール性」の欄に記載する。なお、窒素ガスの漏れ量を測定するときの測定限界は、１．７×１０^-5Ｐａ・ｍ³／ｓである。

（評価基準）
Ｓ：窒素ガスの漏れ量が１．７×１０^-5Ｐａ・ｍ³／ｓ以下である（合格）。
◎：窒素ガスの漏れ量が１．７×１０^-5Ｐａ・ｍ³／ｓを超え、１．７×１０^-4Ｐａ・ｍ³／ｓ以下である（合格）。
○：窒素ガスの漏れ量が１．７×１０^-4Ｐａ・ｍ³／ｓを超え、１．７×１０^-3Ｐａ・ｍ³／ｓ以下である（合格）。
△：窒素ガスの漏れ量が１．７×１０^-3Ｐａ・ｍ³／ｓを超え、１．７×１０^-2Ｐａ・ｍ³／ｓ以下である（不合格）。
×：窒素ガスの漏れ量が１．７×１０^-2Ｐａ・ｍ³／ｓを超える（不合格）。

〔凸部における弾性シートの付着状況〕
前記で高面圧締付け時のシール性を評価した後、カンプロファイルガスケット５をフランジから取り外した。

前記カンプロファイルガスケットに付着されている弾性シートを目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて凸部における弾性シートの付着状況を評価した。その結果を表１の「弾性シートの付着状況」の欄に記載する。

（評価基準）
○：弾性シートに異状が認められない。
×：弾性シートに破れが認められる。

〔凸部における弾性シートの厚さ〕
前記凸部における弾性シートの付着状況で得られた凸部に付着されている弾性シートの厚さをマイクロメーターによって測定し、以下の評価基準に基づいて凸部における弾性シートの厚さを評価した。その結果を表１の「弾性シートの厚さ」の欄に記載する。

（評価基準）
◎：凸部に付着されている弾性シートの厚さが１５０μｍ以下である（合格）。
○：凸部に付着されている弾性シートの厚さが１５０μｍを超え、２００μｍ以下である（合格）。
×：凸部に付着されている弾性シートの厚さが２００μｍを超える（不合格）。

表１に示された結果から、各比較例で得られた鋸歯形メタルガスケット１およびカンプロファイルガスケットは、いずれも耐久性およびシール性の少なくともいずれかの物性に劣っているのに対し、各実施例で得られた鋸歯形メタルガスケット１およびカンプロファイルガスケット５は、いずれもシール性に優れているのみならず、面圧が１００ＭＰａであっても弾性シートに異状が認められないことから耐久性にも優れていることがわかる。

１ 鋸歯形メタルガスケット
１ａ 凹凸部
１ｂ 凹凸部
２ 鍔部
３ 凸部
４ 凹部
５ カンプロファイルガスケット
６ 弾性シート
Ｂ 凹部の最底部
Ｄ 凹部の深さ
Ｌ 凸部の頂上部の平坦部
Ｔ 凸部の頂上部

Claims (3)

1. 同心円状の鋸歯形の凹凸部および平板状の鍔部を有する鋸歯形メタルガスケットであって、前記鋸歯形の凹凸部が両面に形成され、前記鋸歯形の凹凸部を構成している凸部のピッチが１．２～１．８ｍｍであり、当該凸部の頂上部に幅が５０～１８０μｍの平坦部が形成され、前記鋸歯形の凹凸部を構成している凸部の前記鍔部からの高さが０．３～０．８ｍｍであり、前記鋸歯形の凹凸部を構成している凹部の深さが０．３～０．８ｍｍであり、当該凹部の最底部に半径０．２～０．６ｍｍの円弧が形成され、前記鋸歯形の凹凸部を構成している凹部の断面における溝面積が０．２５～０．８０ｍｍ ² である鋸歯形メタルガスケット。
2. 請求項１に記載の鋸歯形メタルガスケットを有し、鋸歯形メタルガスケットの両面に形成されている鋸歯形の凹凸部に厚さが０．６～１．５ｍｍである弾性シートが貼付されてなるカンプロファイルガスケット。
3. 弾性シートが有機バインダーおよび無機粉体を含有し、当該有機バインダーがゴムバインダーである請求項２に記載のカンプロファイルガスケット。

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