JPS61294285A - 不燃性耐熱フレキシブル素材及び不燃性耐熱フレキシブルジヨイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は例えば発電所や焼却場等のボイラーとダクト
間に設置するフレキシブルジヨイントのごとく、発熱源
や発火源に近接し、しかも場合によっては塩素ガス等の
汚染性の高いガスと接触する等著しく苛酷な環境下で温
度変化や振動等による変形を吸収させなければならない
各種の用途に特に利用し得る不燃性耐熱フレキシブル素
材並びにその素材利用の不燃性耐熱フレキシブルジョイ
ントに関するものである。

（従来の技術〕 従来、例えば焼却場等で用いられるフレキシブルジヨイ
ントとしては耐熱性あるいは不燃性等の見地から、通常
、金属素材を用いたベローズ管が主として使用されてき
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこの種のベローズ管は金属素材を用いるこ
とで強度がおり、しかも構造的に伸縮変形可能と為して
いるとはいうものの、おくまでその変形は構造的に確保
されたものにすぎず、基本的に素材自体が剛体であるこ
とから著しく可撓性に乏しいものであった。従ってこの
種金属素材を用いたものでは、特に変形度の大きい箇所
への適用には素材的になじまず、またさらに変形方向も
構造的に許容し得るにすぎない管軸方向にほぼ限定され
ることから、軸直角方向の曲げ、ねじれ等のいわば立体
的変形に対しては好適に追従できないもので、各種の用
途への汎用は基本的に素材的に無理でおった。しかもこ
の種金属素材を利用したものでは、耐薬品性の点で好ま
しくなく、特に塩素ガスや硫化水素ガス等の汚染性の高
いガスと接触せざるを得ない環境下で用いる場合にあっ
ては、素材上ダイレクトに適応できず、この場合では専
らライニング加工等の別処理、削加工を施さざるを得な
かった。またしかも構造上比較的凹凸度の大きいジャバ
ラ構造のフレキシブルジヨイント等に適用する場合では
、当該表面処理は施工上困難となり、また処理を行なっ
たとしても完璧な被覆はまず期待できず、耐薬品性の点
においても前述の可撓性の点と同様、金属素材をこの種
用途に用いること自体好ましくなかったのである。

この点、これに代る素材として無機質素材がわずかに提
供されてきており、金属素材とは異なり、耐熱性不燃性
を有する外、可撓性及び耐薬品性を有する点できわめて
好ましい素材といえる。なかでもアスベストが専ら多用
されている。しかしながらアスベストは安全面から問題
を有するばかりでなく、基本的に強度面においてきわめ
て好ましくない。例えばブロワ−等の振動性の大きな機
器に直結する不燃性耐熱フレキシブルジヨイント等では
特に高い振動吸収能力と耐振・耐揉強度が要求されるが
、この点アスベスト素材はこれに充分対応できるもので
はない。この点はまたその他の無機質素材においても同
じくいえることであり、いわば元来無機質素材をこの種
の用途に用いること自体、一般的に強度及び耐揉性等の
面で期待できないものとされていたのである。

そこでこの発明の目的とするところは、発熱源、発火源
に近接し、しかも場合によっては汚染性の高い塩素ガス
等と接触する等きわめて苛酷な環境下におかれても、い
かなる変形にも良好に追従することができ、しかも従来
にない飛躍的な耐揉性を有する、この種固有の用途にき
わめて好適な不燃性耐熱フレキシブル素材及びその素材
を利用した不燃性耐熱フレキシブルジョイン１〜を提供
しようとするところにある。

すなわち可撓性、気密性は基本的に良好に具備し得るこ
とはもち論、不燃性、耐熱性、難燃性等の諸性質をも有
し、しかも耐薬品性にすぐれ、安全性も高く、軽量そし
て取扱いにきわめて簡便であり、著しく加工性に冨み、
とりわけて耐揉性に格段にすぐれた強度の高い不燃性耐
熱フレキシブル素材及びその素材利用の不燃性耐熱フレ
キシブルジヨイントを提供しようとするもので必る。

（問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するためこの発明は以下に掲げる構成
を採用した。すなわちまず、不燃性、耐熱性、耐薬品性
等を確保するため、無機質素材だるガラス繊維素材を採
用した。しかしながらガラス繊維素材は既述のごとく、
強度ないし耐揉性の点で著しく乏しいことからこの点を
飛躍的に改良する必要があるため、過去での使用が皆無
に近い超極細繊維の糸を用い、しかもこの糸に所定の表
　　　　゛面処理加工に加えて特にバルキー加工を施し
、この特殊糸により織成して基布を構成した。さらにま
たこの基布単独では気密性に乏しいことから、この基布
をその少なくとも一面に被覆する素材としてポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂を採用し
たのである。

すなわち、元来ガラス繊維織物は、既述のアスベストと
同じく、耐熱材料、絶縁材料等の用途において多用され
てきた素材であるが、一般的には約９μ前後の繊維径の
いわば通常タイプの使用がほとんどであり、特殊なもの
として約６μ前後の極細タイプのものが限られた用途に
おいてわずかに使用されるにすぎなかった。すなわち従
来においてはどちらかといえばガラス繊維自体が基本的
に具備する特性に対してのみ利用する分野での使用が多
く、この繊維を利用して織物とした場合の機械的性質を
きわめて積極的に利用する分野への適用は少なかった。

ましてや本発明が対象とするフレキシブルジヨイントの
ごとく、高引張強度、高耐揉性が基本的に要求されるこ
の種分野への適用は皆無であった。そこでこの発明はこ
の種固有の分野へのガラス繊維織物の適用は、既述した
ごとく一定の特殊な構成を採用すれば可能であることを
見出したものである。すなわち引張強度が著しく大きく
、しかも織物とした場合柔軟性を大幅に具現する約４μ
以下の超極細の繊維の糸を用いるとともに、ざらにこの
糸にバルキー性をもたせて糸自体の屈曲半径を大きくす
ることで、棒積の変形及び苛酷な条件下における繰返し
変形に対しでも充分対処し得るようにしたのである。

また一方、この種のガラス繊維織物のみでは、気密性に
乏しいことがら基布面を適当に被覆する必要があるが、
採用される被覆素材によって既述のガラス繊維自体が持
つ良好な性質を減殺するのでは意味がない。この点この
発明は、ガラス繊維が基本的属性として有する不燃性、
耐熱性、耐薬　　　　１品性等の諸性質を・徒らに減殺
させることなく、しかも接着性が良好で、さらにはガラ
ス繊維ないし繊維糸相互の摩滅破壊を可及的に防止する
見地から、種棒検討の結果格別にフッ素樹脂を採用した
ものである。

なおまた特にこのフッ素樹脂は、熱処理すれば永久歪が
生じる性質を内在具備している。従ってジャバラ構造の
フレキシブルジヨイント等に上述の素材を利用した場合
は、従来から必須の構成要素とされていた山部形成の型
決めリングにかえて、当該山部をフッ素樹脂の永久歪に
よる型決めで形成させることもできる。この発明はさら
にこの点に着眼し、いわば無リングタイプのジャバラ状
フレキシブルジヨイントをも提供しようとしたものであ
る。

（作用〕 このようにこの発明は既述のごとき従来にはない格別の
構成を採用したことで、可撓性、気密性はもち論、ガラ
ス繊維自体が本来的に具有する耐熱性、不燃性、耐薬品
性等の諸性質をそのまますべて活かして素材全体として
具備させることができ、しかも特に従来では到底考えら
れない、大きな強度とすぐれた耐揉性をもたせることが
できたのでおる。さらにまたこの素材を利用すれば、無
リングタイプのジャバラ状フレキシブルジヨイントをも
提供することもでき、従来、リングによって制限されて
いた方向への変形にもフレキシブルに追従することが可
能となる外、加工面、経済性の面できわめて良好なフレ
キシブルジヨイントとすることができる。

〔実施例〕

第１図において、１は繊維直径が約３μである超極細の
ガラス繊維糸であり、２はこのガラス繊維糸で織成され
たガラス繊維織物からなる基布である。ガラス繊維糸１
には通常の一般的表面処理加工の外、図示のごとく特に
バルキー加工が施されており、ガラス繊維固有の欠点で
ある結節強度をあげ、この種用途に好適に対処できるよ
うにしている。また３はこのガラス繊維織物からなる基
布１の一面に熱融着により一体化させたポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）のフィルムである。

従って例えば第２図に示すごとく、このフレキシブル素
材を用いて筒体を形成し、型決めリングＡを当該筒体の
内側に設けて山付けを行ない、而してジャバラ構造のフ
レキシブルジヨイントとした場合にあっては、たとえ型
決めリングＡによって当該フレキシブル素材が強制的に
径方向に押し拡げられ、かつまたジヨイントの軸方向の
伸縮運動に応動して全体的もしくは局部的な伸縮作用が
このフレキシブル素材自体に加わったとしても、素材は
超極細のガラス繊維を用いてあり、しかも織組織でおる
ことから著しい抗張力を有する外、適切な柔軟性と伸び
特性が付与されるため充分対処できることとなる。しか
も繊維が既述のごとく超極細であるとともに、繊維糸自
体に糸の湾曲半径を大きくするバルキー加工が施されて
いることから、通常のガラス繊維織物が有する柔軟性以
上の高柔軟性が具備される外、加わる力もガラス繊維な
いし繊維糸に局部的に集中せずして構造上可及的に分散
されるため、強度ないし耐揉性の面で従来になくきわめ
て良好な効果が得られるものである。またフッ素樹脂が
基布２表面に被覆されているため気密性は良好となり、
特にジャバラの山部ないし谷部同志が揉みにより相互に
摩擦することがあっても、円滑なフッ素樹脂表面によっ
て摩耗が防止され、耐久性の向上につながる。

ところでこの実施例ではざらに伸び特性と柔軟性ないし
可撓性を向上させ、強度ないし耐揉性を強化させる見地
から、第３図に示すごとく、ガラス繊維織物をバイアス
に裁断して、経緯糸がバイアス組織となる基布２を格別
に用いている。無論バイアス組織でない通常の織組織の
基布でも適用できることは言うまでもないが、特に既述
の特性を格段に持たせる必要のめる用途に対しては好適
でおる。

またこの実施例では第１図に示すごとく、基布２の他面
には不燃性シリコン樹脂４が被覆されている。これはこ
の素材をフレキシブルジヨイントとして構成した場合、
当該他面がジヨイントの内面となることから、毛羽立ち
を抑えつつ、かつ耐熱性を一層向上させるためでおる。

また耐摩耗性をアップさせ、さらには加工の際の補強の
意味もある。無論用途によっては被覆せずとも通用でき
る場合もあり、また不燃性シリコン樹脂ではなく、前記
のフッ素樹脂フィルムを両面すべてに被覆することもで
きる。

なお−面ないし両面を被覆するフッ素樹脂については、
この実施例に用いたＰＴＦＥフィルムが好適でおるが、
その他含浸やコーティング等各種の方法で適宜被覆すれ
ばよく、またＰＴＦＥに限らずテトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等その
他のフッ素樹脂を用途及び加工性等の点を適宜考慮の１
使用してもよいのはもち論である。

なおガラス繊維糸１については、実際上、この実施例で
はＪ、　Ｐ、スチーブンス１９２５番のロービングヤー
ンを用いている。無論通常のガラス糸を用いても差し支
えないが、繊維径については約４μ以下の超極細でおる
ことが必要であり、かつまた繊維糸についてはバルキー
加工を必ず施すことが要求される。なお約２〜４μの繊
維の糸がこの種用途に適用させるにあたり好適でおるこ
とが認められている。

因みに本実施例に係るフレキシブル素材について他素材
との比較において耐揉性試験を行なった。

試験方法はＪＩＳ　　Ｋ　　６３２８−６−３８耐揉性
試験方法により、スコツト試験機を用いて行なった。比
較の対象は、（ｉ）　　通常のガラス繊維織物、（ｔｉ
）　　約６μ繊維のバルキー加工糸に係るガラス繊維織
物、（ｉｉ）　　約３μ繊維の糸に係るガラス繊維織物
である。

その結果、通常のガラス繊維織物に比して約１０倍以上
、約６μの極細繊維のバルキー加工糸に係るガラス繊維
織物に比して約３倍、約３μの極細繊維の糸に係るガラ
ス繊維織物に比して約２倍の耐揉強度が測定された。

ところでこの種フレキシブル素材を用いてジャバラ状の
フレキシブルジヨイントを構成できることは既述した通
りで必るが、その際第４図に示すごとく、この素、材の
特質を利用して票決めリングを失くし無リングタイプの
ものとすることができる。すなわちジャバラ構造のフレ
キシブルジヨイントの山部５を熱処理加工によるフッ素
樹脂３の永久歪を利用して票決めするというものである
。

例えばこの実施例では、あらかじめ所定の山部成型用の
リングを嵌め込み、加熱状態で成型をなし、冷却して票
決めを行なっている。無論この方法に限らず、その他の
方法を採用してもよいのはもち論であるが、要するに熱
処理加工によるフッ素樹脂の永久歪を利用して型決めす
る方法でおれば、いかなる方法であっても差し支えない
。

また上述した実施例では、そめ具体的用途としてジャバ
ラ状のフレキシブルジヨイントをあげたが、もち論これ
に限定されるものではなく、例えば非ジャバラ状のフレ
キシブルジヨイントや、またジヨイント自体ではなくカ
ーバー状物でも適用されるものである。

（発明の効果〕 以上詳述したごとく、この発明に係る素材は、従来には
ない独特の特殊な構成を採用したことにより、不燃性、
耐熱性、耐炎性等の緒特性を有するばかりでなく、金属
素材とは異なり、可撓性に冨み各種の変形に対して良好
な追従性を発揮し、しかも耐薬品性にぎわめてすぐれて
あり、軽量で取扱いに簡便で、加工性もきわめて高く、
金属素材を大幅に凌駕した素材となし得た。ざらにまた
従来から用いられている一般的な無機質素材とも異なり
、強度及び耐揉性の面で通常の予想をはるかに超える飛
躍的な顕著な効果を発揮することができたものである。

従って発電所や焼却場やツーダニ業における塩素ガス配
管におけるフレキシブルジヨイントのごとく、耐熱及び
不燃であり、なおかつ柔軟性等をも同時に必要とし、し
かも耐振で耐揉性が必り、大きい強度を必要とする等き
わめて苛酷な条件下での使用を余儀なくされる用途への
適用も可能となったものである。また既述のごとく耐炎
性、難燃性を有し、しかも発煙し難い特性を有すること
から、自動車や鉄道車両等各種の車両への適用ももち論
可能となり、特にきわめて厳格な規格を要求するアメリ
カ合衆国規格にも良好に適合し得る。

またこの様にきわめて苛酷な条件下においてもフレキシ
ブル特性を発揮できることから、それ程苛酷な条件下で
の使用を要求されない箇所での使用ももち論可能となり
、例えば防災を必要とする工場、一般住宅等の用途への
適用や、またフレキシブルジヨイントに限らず、各種の
不燃性耐熱カバー等に対しても適用し得るもので、素材
としてきわめて汎用性が大きいものとなった。°さらに
またこの種素材固有の特性を利用して可撓性がきわめて
良好な無リングタイプのジャバラ状不燃性耐熱フレキシ
ブルジヨイントをも提供できるもので、当該技術分野に
資するところきわめて大きい素材を提供したのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る不燃性耐熱フレキシブル素材
の一実施例を示す概略部分拡大断面図、第２図は、この
素材をジャバラ構造のフレキシブルジヨイントに利用し
た場合の半断面図、第３図は、バイアスの織組織の基布
をつくる裁断方法を概略的に示す説明図、 第４図は、第１図の素材を利用した無リングタイプのジ
ャバラ状フレキシブルジヨイントの一実施例を示す半断
面図である。 １・・・ガラス繊維糸　　２・・・基布３・・・ＰＴＦ
Ｅフィルム ４・・・不燃性シリコン樹脂

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）バルキー加工を施した超極細のガラス繊維糸によ
   って織成されたガラス繊維織物を基布とし、この基布の
   少なくとも一面においてＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹
   脂を被覆したことを特徴とする不燃性耐熱フレキシブル
   素材。
2. （２）繊維直径が２〜４μである特許請求の範囲第１項
   記載の不燃性耐熱フレキシブル素材。
3. （３）基布がバイアス組織である特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の不燃性耐熱フレキシブル素材。
4. （４）基布の他面もフッ素樹脂で被覆されている特許請
   求の範囲第１項、第２項または第３項記載の不燃性耐熱
   フレキシブル素材。
5. （５）基布の他面が不燃性シリコン樹脂で被覆されてい
   る特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の不
   燃性耐熱フレキシブル素材。
6. （６）バルキー加工を施した超極細のガラス繊維糸によ
   って織成されたガラス繊維織物を基布とし、この基布の
   少なくとも一面においてＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹
   脂を被覆した不燃性耐熱フレキシブル素材のジャバラ構
   造体からなり、当該ジャバラ構造体の山部が、熱処理加
   工による上記フッ素樹脂の永久歪で型決めされているこ
   とを特徴とする不燃性耐熱フレキシブルジョイント。