JPS63254269A - 耐熱性ガスケツト - 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】 、′夕（産業上の利用分野） 本発明は耐熱性、耐寒性、耐薬品性に優れた無公害の耐
熱性ガスケットに関するものである。

（従来の技術） 内部流体の漏れを防止するために用いられるシールのう
ち、例えば、配管用フランチなどのように、静止部分の
密封に用いられる固定用シールをガスケットと称する。

ガスケツ１〜の用途、種類は、きわめて多く、小型のも
のから、大型のものまで、種々の大きざのものがあり、
シールすべき対象物も、気体、液体固体、それらの混合
物など多岐にわたる。また使用条件も常温常圧のものか
ら、高温、低温、高圧真空と苛酷な条件に至るまで種々
のものがある。

あるプラントにおいてガスケット部からの漏れ事故が発
生すると、そのためにプラン１〜の操業停止製品および
仕掛品のロス、生産減ににる損失、復旧費用のロス、公
害発生、人命損傷など莫大な損害につながる。完全なシ
ール効果を得るには、正ガスケットは、接合部を構成す
る二つの部材の間に、これを装着して、二つの部材の間
からの漏れを防止しようとするものである。そのために
は漏れの通路となる隙間をなくすか、きわめて小さくて
、流体が通らないようにしなりればならない一般にガス
ケットとして具備すべき条件をまとめると、 （イ）締（＝ｌ力によって、シール材か弾性又は塑性変
形して相手の接合面になじみやすいものでなくてはなら
ない。また相手の接合面をいためないように、シール材
の方か軟質であることか必要である。

（ロ）流体圧力および締付力によって破壊しない強さを
有すること。

（ハ）流体が滲透して漏れを起こすようなシール材てあ
つＣはならない。

（二〉出来る限り、小さな締付力で効果のよいしのか望
ましい。

（ホ）流体の条イ１に対して、熱安定性、化学的安定性
を右し、また相手接合面を腐蝕させないものであること
。

（ｌ＼〉相手の接合面と固着ｔ！１−１取外しが容易な
ものであること。

（ト）圧力変動、温度変動などによく追随して相手の接
合面に対する締（＝ｊ応力の変動が少ないものであるこ
と。

）ｊスケツ］〜の種類はきわめて多いが、素材別に分類
すると下記の如く３段階となる。即ち、ソノ１〜カスグ
ツト（ノンメタリックノノスケツ１〜）レミメタリック
力スケット（非金属月利と金属４１才′８１との組合Ｌ
） メタルガスケツ１〜（金属＋Ａ判） であり、ラフ１〜／ｊスケツトの代表的な−しのはイム
系と石綿系に大別される。。

ゴムシー１〜カスケツ１〜は、ソノ１〜カスグツトのう
ちで、最も軟質であり、“なじみ′°性かよく、低い締
イ」圧力でシール性能が得られるか、ゴムの種類が多い
ので、仕様条件により、材質の）パ定、最高２５０’Ｃ
と使用が限定される。尚、配管内ガスケツ１〜として使
用した場合、軟質のため、内圧１０Ｋｇ／ｃＭ以下の使
用となり、特にはみ出し現象による漏れトラブルには注
意が必廿である。

石綿系ガスケツ１〜はＣ１綿ショ１インドシー１ヘノｊ
スケッ１〜といわれ、その組成は６５〜８０％の石綿と
１０ＰＪ、％のゴム、ｄ３よび少量のゴム檗品’Ｃ”ｒ
ｌ？＋成される。主成分か石綿であるため、耐熱性、耐
寒性、耐薬品性、柔軟・１ノ［、弾性をもら、粘結剤と
じでの少量のゴムの作用で適度の機密性をもっている。

具体的な特性として （１）比較的多種類の液体（蒸気、油、水、酸、ノフル
カリ）にだいする耐性。

（２）比較的広範囲の温度（−１８０℃〜４００°Ｃ）
（こ耐える。

（３）比較的広範囲の圧力（２０１（Ｌ’Ｃｉ〜５０Ｋ
ｇ／　ｃｒｉ　）に耐える。

１但し、石綿ジ］インドシー１〜は、その絹或か示すよ
うに６０〜８０％の石綿繊維に対し、ゴム分はわずかに
１０数％であるため、ゴムに比べると相当かたく、しか
も多孔質となり、表面もむら、凹凸が大きい。この傾向
が影響して、空気のように分子量が小さく、粘度も小さ
いガス体を完全にシールすることをきわめてむづかしい
しのにしている。その上、周知の如く、公害発生の元凶
でもある。従来のソフトガスケットの共通の欠点として
はガスケット交換時、相手の接合面に固着して取りはず
しか容易でないといえる。

〔発明が解決すべき問題点〕

本発明は、これらを改善したもので、耐熱性、耐寒性に
於いて特に優れ、耐化学薬品性、シール性等も良好で、
相手の接合面に固着しないガスケットを提供することを
目的としている。

即ち、本発明は、耐熱性ゴム配合物層の両面に耐熱性、
耐寒性が特に優れている黒鉛シート層を耐寒性、耐化学
薬品性、シール性を付加したことが特徴である。

（作用〕 １、黒鉛シートの特徴 （イ）本発明に使用される黒鉛シー１〜は、耐熱素材で
ある天然黒鉛を原料として得られた可撓性黒鉛シートで
ある。即ち、精選された人然鰺状黒鉛を酸処理及び高温
処理し、その膨張黒鉛を圧縮加工して作ったシート状黒
鉛で耐熱性、酎薬品性など黒鉛の特長を備えている他、
柔軟性に富み、圧縮復元率か大ぎく、通気性か小さい特
長かある。

（［１）一般の黒鉛祠わ１か持つ種々の優れた特長、即
ち、広範囲な使用温度領域（−２００’Ｃ〜３．６００
’Ｃ）、耐化学薬品性、自己潤滑性なとをｒＪ−ぺで倫
えており、特に高温、極低温用シール祠として優れてい
る。

（ハ）黒鉛シー１〜の成形原料である膨張黒鉛の結晶層
間には気体かとじこめられており、圧縮成形品にエアー
クッション状の弾性効果を勺えている。

圧縮成形にＪ、す、粒子間の空隙は完全に消減し−Ｃい
るので、気密性が高く、弾性効果と（ｊｆぜ低い締付圧
てシールすることかでき、且、不滲透竹である。応力緩
和現象がほとんどみられないため、−１所定の面圧迄締
付（プた後は増し締めの必要か少なく、長期間安定使用
がでさ、高い信頼性を右する。

２、耐熱性ゴムシートの特徴 （イ）本発明で使用される耐熱性ゴム配合物としては、
ブタジェン−アクリルニトリルゴム（ＮＢＲ）、タロロ
ブレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰ
［）Ｍ）、ブタジェン−スチレンゴム（ＳＢＲ）１．ｊ
一つ素ゴム等の如き合成ゴム、及び天然ゴムをベースと
したゴム配合物に、耐熱性、物性向上材の芳香族ポリア
ミド短繊維、及び防炎繊組で炎にさらされても炭素化す
るだけで発煙せず、熔融せず、収縮せず高熱で発火しな
いフェノール系ノボロイド短繊維、セラミック・ファイ
バー、カラスファイバー、安価な無機充ｊ眞剤と併用し
構成される。

（ロ）芳香族ポリアミド短繊維は高強度、高強靭性、耐
摩耗性、耐研摩性、高温安定性に優れ、非熔融性、非軟
化性で優れた断熱性に冨む。優れた断熱性のため、熱伝
導率が低い。

従来使用されている石綿の耐熱材、強化材、充填剤の特
徴のうち、芳香族ポリアミド短繊維は、強化材耐熱材の
特性を極く少量混入することて充分備えており、充填剤
としての特性は、安ｌ１ＩＩＩな無）幾充填剤を多量に
混入して補えるものである。

このにうにノｊスケツ１〜シー１・は芳香族ポリ）７ミ
ト短繊紺で強化することか可能であり、その他の特性と
して低クリープ特性、圧縮復元率の向上か付加される。

（ハ）フェノール系ノボロイド短繊維は、ノエノールポ
ルムアルデビトを溶融紡糸した三次元構造の右機繊紺て
、燃焼しても発煙１ノーか極めて少へ なく、有毒カスの原因となるハロゲン、シアン燐、窒素
など発生するおそれがない。又、熱伝導率が箸しく小さ
く、断熱材として最適で一１９７°Ｃの超低温に於いて
も強い抵抗力をもっている。且、化学薬品にも強い抵抗
性をもち比申が軽く、柔かい風合をもっている。フェノ
ール系ノボロイド短繊維をゴムに混入すると、複合ゴム
の耐熱性、機械的強度、寸法安定性、耐化学薬品性など
の特性を改良することが可能Ｃある。

従来、耐熱用素材として使用されている石綿の代替とし
て、前記の他に、結合（Ａの親和性、軽量化の向上、及
び公害、労働安全衛生上、脱石綿を計ることが出来る。

更に本発明を右利ならしめている点は、黒鉛シートを耐
熱性ゴム配合物層の両面に貼付、複合させてることによ
り、下記の如き効果が得られることによる。

即ち、本発明で用いられる黒鉛シー何〜は、耐熱性ゴム
配合物の両面に貼（ｑ複合させることにより、黒鉛シー
トの機械的強度を向上させ、耐熱性ゴム配合物は、耐熱
性を向上させる。耐熱性ガスケツ１〜としては最適の複
合製品といえる（実施例） 以下、本発明を実施例に基いて詳細に説明する構成する
マトリックスとしては、耐熱性ゴムを用い、これに黒鉛
シートを貼付するものであり、使用した耐熱性ゴムの配
合例（Φ量％）は下記の通りである。

Ｔヂレン・プロピレンゴム（ＥＰＴ）　　３２％加硫剤
、加硫助剤、加硫促進剤等　　　　５％芳香族ポリアミ
ド短繊維　　　　　　　　３％フェノールノボロイド短
繊維　　　　　　５％補強充填剤、その他　　　　　　
　　　５５％計　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１００％又、使用した耐熱性ゴムの加硫物の特性は
次の通りである。

引張強さく　ＫＦｉｆ／ｃｉ　）　　　タブ７２　　ヨ
」３３伸び（％）　　　　　　　　　１６　　　７０硬
さくＨ８−ＪＩＳＡ）　　　　　　９０比弔　　　　　
　　　　　　　　　１．３６耐熱性配合ゴムに使用した
芳香族ポリアミド短繊維の特性は下記の通りである。

密度（’Ｊ／ｃｍ）　　　　　　１．／１４引張強度（
ｇ／ｄ）　　　２２ 破断時伸磨（％）４．０ 耐熱性　　　　−２５１℃〜２０４℃迄安定燃焼性　　
　　　自己消火性、非溶融性、４２６℃で炭化 耐熱性配合ゴムに使用したフェノールノボロイド短繊維
の特性は下記の通りである。

密度（ｇ／ｃｍ）　　　　　　１．２７引張強度（Ｋｇ
’／ｍｍ）１５〜２０ 引張伸度（％）　　　　　１０〜５０ 燃焼性　　　減量開始温度は４３０℃であるが６００℃
以上では重量減少率は少 なくなる 使用した黒鉛シー１〜の特性は下記の通りである密ａ　
　＜’；ｌ／ｃｍ）　　　　　　　　　１　、　０〜２
．　０引張強さくＫｙりｃｉ）　　　　４０ 圧縮率（％）　　　　　　　２０ 復元率（％）７５ 酸化開始温度（’Ｃ）　　　４５０　　酸素雰囲気中強
熱減ｆｆｌ　＜ｍｇ／ｃｎＦ＞　　　　　２．０大気中
で８５０℃Ｘ３０分減吊 使用温度範囲（’Ｃ）　　−２００〜３．６００非酸化
雰囲気中 ガスケツ１へとして使用の場合　　６００℃使用した耐
熱性配合ゴムは、常法に従って、芳香族ポリアミド短繊
維、フェノールノボロイド短繊維、無機充填剤等を混入
し、その混合生地の両面に接着処理を実施した黒鉛シー
１〜を貼付し、熱加硫を行って、両面、黒鉛シー１〜貼
りゴムシート複合体（以下耐熱ゴム複合体と略記）を作
成した耐熱ゴム複合体を形成している黒鉛シー］へ及び
耐熱性ゴム中休のみのもの、従来、使用されていた石綿
ジヨイントシー１〜を供試体として、試験を２６０±２
°Ｃの空気循環恒温（イ１に２４時間暉露したところ、
黒鉛シー１〜については２０％圧縮後の復元率について
変化は認められなかったが、耐熱性ゴムについては、硬
度上背が認められ、硬化現象を７し、引張強さ、伸び共
に低下した。

黒鉛シートの変化及び耐熱性ゴムの変化は下記の如くで
ある。即ち 黒鉛シー１〜 ２６０′ＣＩＩｊ露前　２６０’Ｃ１１Ｗ露後圧縮率（
％）　　　　２０　　　　　　２０復元率（％）７５’
７５ 耐熱性ゴム ２６０’Ｃ曝露前　２６０′ＣＩＩＩ露後引張強さくＫ
ｇ／ｃｒｉ＞　７２　　　　　　４９伸び（％）　　　
　１６　　　　　　７硬さく度）　　　　　　９０　　
　　　　　９３時間瞑露したところ、硬化はげしく、折
曲げると直ちに折れ、非常に脆くなつＣいることが認め
られ１こ。

本発明の耐熱性ゴｌ＼の両１ｒ０に黒鉛シートをｌＩ＋
’ｉ付したガスケツ１〜は、ゴムｔｌｊ体及び石綿ジョ
イン１〜シートに比較し、加硫時に耐熱性ゴムは硬化、
炭化の傾向になるが、ゴムに添加しである強化側の芳香
族ポリアミトゲ、（ｊ繊Ｉｆ、）−「ノールｐＡ雑によ
り復元性を有し、長時間の加熱によってら、熔融ぜず、
炭素繊組化し復元性を保持している。それに加えるに表
面層の黒鉛シー１〜は−２００’Ｃ〜３．６００’Ｃに
およぶその超耐熱性により性能の変化は認められず、内
部ゴム層を保護する。

加熱により、内部ゴム層が炭化しても、強化剤の芳香族
ポリアミド短繊維、フェノール短繊絹及び加熱の結果生
ずる炭素繊維により、ガスケツ１〜としての特性に何ん
ら異常は認められず、その効果は人であった。

にて充分保持出来た。このＪ：うに本発明のカスケラ１
〜は優れた耐熱性を示した。

黒鉛の比重は２．３であるが、黒鉛シートの場合は結晶
層間に気体がとじこめられて８３す、比重が１．０であ
る。加圧しても筒中に結晶層間より気体はにげず、圧縮
時、エアクッション状の弾性効果を示す。この性質がシ
ール性を保持していて加圧下でも変形のみで、これが復
元率の良いことを示している。高温用のガスケットとし
て使用した場合、変形させられた気体は周囲環境が高温
のため膨服しこれか更に反発ツノを人とし−Ｃ１復元性
を向上さμる。その−４−１黒鉛は耐薬品性にすぐれガ
スケツ１〜材としては、高温域に於いて、無公害のガス
ケットで相手の接合面に固着ぜず、交換が容易である。

黒鉛シー１〜は、軟質であるので、石綿ジョイン１〜シ
ートの如く、高い締付圧を必要とせず、ガスあるが、耐
熱性ゴムは、低伸張、高硬度のゴムであり、黒鉛シーｉ
〜の補強、初期シールの向上に役立つものである。

接合部分ののクリアランス充填用に使用する石綿ジヨイ
ントシートにも限度があり、耐熱性力スケットとして、
黒鉛シー１〜と耐熱性ゴムの相乗作用で、顕著な効果を
得たものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐熱性ゴム配合物層の両側面に黒鉛シート層を複
   合させたことを特徴とする耐熱性ガスケット。
2. （２）耐熱性ゴム配合物の両側面に黒鉛シート層を貼付
   、加硫した複合体よりなる特許請求の範囲第一項記載の
   耐熱性ガスケット。