JP3056482B1 - ガスケット - Google Patents
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- JP3056482B1 JP3056482B1 JP11115559A JP11555999A JP3056482B1 JP 3056482 B1 JP3056482 B1 JP 3056482B1 JP 11115559 A JP11115559 A JP 11115559A JP 11555999 A JP11555999 A JP 11555999A JP 3056482 B1 JP3056482 B1 JP 3056482B1
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Abstract
【要約】
【課題】 耐薬品性に優れ、長時間の使用によっても応
力変性が小さく、気密性と清潔さを維持でき、製品に部
材材料の溶出がなく安全で、生産性にも優れたサニタリ
ー配管用ガスケットを提供する。 【解決手段】 ２３０℃〜３８０℃における溶融粘度が
１０８ポアズ以下であるフッ素樹脂を溶融成形する。
力変性が小さく、気密性と清潔さを維持でき、製品に部
材材料の溶出がなく安全で、生産性にも優れたサニタリ
ー配管用ガスケットを提供する。 【解決手段】 ２３０℃〜３８０℃における溶融粘度が
１０８ポアズ以下であるフッ素樹脂を溶融成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サニタリー配管用
シール部材に関する。さらに詳しくは、特定の性質を有
するフッ素樹脂を溶融成形して得られるサニタリー配管
用シール部材に関する。
シール部材に関する。さらに詳しくは、特定の性質を有
するフッ素樹脂を溶融成形して得られるサニタリー配管
用シール部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】医薬品、食品、飲料水、超純水等の生産
装置に使用されているサニタリー配管用継手部分のガス
ケット、Ｏ−リング等のシール部材の材質は、通常の配
管に比べて過酷な条件に曝される。すなわち、医薬品の
生産においては、その製品に不純物が溶出しないこと、
発熱物質のパイロジェンを除去するために、アルカリ洗
浄、飽和水蒸気による洗浄に耐えることが要求される。
また、食品、飲料水、超純水の生産に用いる場合におい
ては、その製品に不純物が溶出しないことはもちろん、
高温高圧の水蒸気滅菌に耐えることが要求される。
装置に使用されているサニタリー配管用継手部分のガス
ケット、Ｏ−リング等のシール部材の材質は、通常の配
管に比べて過酷な条件に曝される。すなわち、医薬品の
生産においては、その製品に不純物が溶出しないこと、
発熱物質のパイロジェンを除去するために、アルカリ洗
浄、飽和水蒸気による洗浄に耐えることが要求される。
また、食品、飲料水、超純水の生産に用いる場合におい
ては、その製品に不純物が溶出しないことはもちろん、
高温高圧の水蒸気滅菌に耐えることが要求される。
【０００３】このような医薬品、食品、飲料水、超純水
等の生産装置において、サニタリー配管用のガスケット
として、エチレンプロピレンゴム（以下、ＥＰＤＭとい
う）あるいはシリコン系プラスチック製のガスケットが
使用されている。ところが、これらのＥＰＤＭやシリコ
ン系プラスチックは、配管内の飽和蒸気、アルカリ液等
を用いて洗浄を繰り返すと経時的に劣化し、劣化部分が
配管中に脱落して液体中に異物として混入したり、長期
の使用によりこれらの材料に含まれる可塑材が溶出する
等の問題がある。さらに、シリコン系プラスチックは、
耐アルカリ性に劣るため、洗浄後にアルカリ成分がわず
かに残存していると、水蒸気滅菌した場合、フランジ金
属表面に固着する等の欠点がある。
等の生産装置において、サニタリー配管用のガスケット
として、エチレンプロピレンゴム（以下、ＥＰＤＭとい
う）あるいはシリコン系プラスチック製のガスケットが
使用されている。ところが、これらのＥＰＤＭやシリコ
ン系プラスチックは、配管内の飽和蒸気、アルカリ液等
を用いて洗浄を繰り返すと経時的に劣化し、劣化部分が
配管中に脱落して液体中に異物として混入したり、長期
の使用によりこれらの材料に含まれる可塑材が溶出する
等の問題がある。さらに、シリコン系プラスチックは、
耐アルカリ性に劣るため、洗浄後にアルカリ成分がわず
かに残存していると、水蒸気滅菌した場合、フランジ金
属表面に固着する等の欠点がある。
【０００４】この欠点を解消するために、フッ素樹脂で
あるポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥとい
う）樹脂製のシール部材が用いられている。ＰＴＦＥ樹
脂は、耐熱性、耐薬品性に優れているが、経時的な応力
変性が大きく、弾性回復力に劣るという欠点がある。こ
のため、ガスケットが配管内径側にはみ出し、液溜りの
原因になり、雑菌の繁殖の機会が生じ、清浄さが保てな
い。また、ＰＴＦＥ樹脂は硬度が高いため、フランジ部
分の締め付け圧を高くしなければ蒸気などのガス洩れが
防止できず、かついったん締め直すと弾性回復が困難で
あり、二度目以降はガス洩れが防止できないという欠点
がある。さらに、ＰＴＦＥ樹脂のシール部材は圧縮成形
で製造され、表面処理も切削加工に頼らざるを得ず、生
産性、材料の歩留まりの面で効率的といえない上、表面
を滑らかにすることが困難であるため、表面の凹凸に起
因して、配管内の清潔さ維持の能力に欠け、液体の付着
残留や着香が生じるという欠点もある。
あるポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥとい
う）樹脂製のシール部材が用いられている。ＰＴＦＥ樹
脂は、耐熱性、耐薬品性に優れているが、経時的な応力
変性が大きく、弾性回復力に劣るという欠点がある。こ
のため、ガスケットが配管内径側にはみ出し、液溜りの
原因になり、雑菌の繁殖の機会が生じ、清浄さが保てな
い。また、ＰＴＦＥ樹脂は硬度が高いため、フランジ部
分の締め付け圧を高くしなければ蒸気などのガス洩れが
防止できず、かついったん締め直すと弾性回復が困難で
あり、二度目以降はガス洩れが防止できないという欠点
がある。さらに、ＰＴＦＥ樹脂のシール部材は圧縮成形
で製造され、表面処理も切削加工に頼らざるを得ず、生
産性、材料の歩留まりの面で効率的といえない上、表面
を滑らかにすることが困難であるため、表面の凹凸に起
因して、配管内の清潔さ維持の能力に欠け、液体の付着
残留や着香が生じるという欠点もある。
【０００５】このＰＴＦＥ樹脂製ガスケットの欠点を解
消すべく、多孔質ＰＴＦＥ樹脂を用い、形状に特徴を持
たせたサニタリー配管用ガスケットが提案されている
（特開平５−９９３４３号公報）。このガスケットは、
多孔質で構成されているため、被密封流体がガスケット
の内周と接触し、この内周部分から被密封流体が浸透す
る、いわゆる浸透洩れを起こす可能性がある。特に、ガ
スシールとして使用する場合には、浸透洩れは大きな問
題となる可能性があるため、多孔質ＰＴＦＥ樹脂ガスケ
ットの内周部分の表面を無孔質の溶融固化層とする試み
がなされ（特開平８−１２１５９９号公報）、使用レベ
ルに到達しつつある。
消すべく、多孔質ＰＴＦＥ樹脂を用い、形状に特徴を持
たせたサニタリー配管用ガスケットが提案されている
（特開平５−９９３４３号公報）。このガスケットは、
多孔質で構成されているため、被密封流体がガスケット
の内周と接触し、この内周部分から被密封流体が浸透す
る、いわゆる浸透洩れを起こす可能性がある。特に、ガ
スシールとして使用する場合には、浸透洩れは大きな問
題となる可能性があるため、多孔質ＰＴＦＥ樹脂ガスケ
ットの内周部分の表面を無孔質の溶融固化層とする試み
がなされ（特開平８−１２１５９９号公報）、使用レベ
ルに到達しつつある。
【０００６】しかしながら、内周表面に無孔質を溶融固
化したＰＴＦＥ樹脂製ガスケットは、作製にさらにコス
トがかかるという問題点もある。このように、ＰＴＦＥ
樹脂を用いるシール部材は、硬度が高く、経時的な応力
変性が大きいという欠点とそれをカバーするには、製造
コストがかかるという問題点がある。
化したＰＴＦＥ樹脂製ガスケットは、作製にさらにコス
トがかかるという問題点もある。このように、ＰＴＦＥ
樹脂を用いるシール部材は、硬度が高く、経時的な応力
変性が大きいという欠点とそれをカバーするには、製造
コストがかかるという問題点がある。
【０００７】そこで、耐薬品性に優れ、長時間の使用に
よっても応力変性を生じることなく気密性と清潔さを維
持でき、製品に部材材料の溶出がなく安全で、生産性に
も優れたサニタリー配管用部材が望まれている。
よっても応力変性を生じることなく気密性と清潔さを維
持でき、製品に部材材料の溶出がなく安全で、生産性に
も優れたサニタリー配管用部材が望まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
問題点を解決すべく、鋭意シール部材、特にサニタリー
配管用部材について検討を重ねた結果、耐薬品性に優
れ、長時間の使用によっても応力変性が小さく、気密性
と清潔さを維持でき、製品に部材材料の溶出がなく安全
で、生産性にも優れたシール部材を見出し、本発明を完
成させたものである。本発明により、上記の課題が解決
される。
問題点を解決すべく、鋭意シール部材、特にサニタリー
配管用部材について検討を重ねた結果、耐薬品性に優
れ、長時間の使用によっても応力変性が小さく、気密性
と清潔さを維持でき、製品に部材材料の溶出がなく安全
で、生産性にも優れたシール部材を見出し、本発明を完
成させたものである。本発明により、上記の課題が解決
される。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、２３０℃〜３
８０℃における溶融粘度が１０８ポアズ以下であるフッ
素樹脂を溶融成形してなるガスケットに関する。
８０℃における溶融粘度が１０８ポアズ以下であるフッ
素樹脂を溶融成形してなるガスケットに関する。
【００１０】好ましい実施態様においては、前記ガスケ
ットがフッ化アルコキシエチレン樹脂（ＰＦＡ）、フッ
化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、三フッ化塩化エチレ
ン樹脂（ＰＣＴＦＥ）およびエチレン−四フッ化エチレ
ン樹脂（ＥＴＦＥ）からなる群から選択されるフッ素樹
脂から溶融成形される。
ットがフッ化アルコキシエチレン樹脂（ＰＦＡ）、フッ
化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、三フッ化塩化エチレ
ン樹脂（ＰＣＴＦＥ）およびエチレン−四フッ化エチレ
ン樹脂（ＥＴＦＥ）からなる群から選択されるフッ素樹
脂から溶融成形される。
【００１１】また、好ましい実施態様においては、前記
フッ素樹脂が、２３０℃〜３８０℃における溶融粘度が
１０６ポアズ以下のフッ素樹脂である。
フッ素樹脂が、２３０℃〜３８０℃における溶融粘度が
１０６ポアズ以下のフッ素樹脂である。
【００１２】また、好ましい実施態様では、接液面とな
るガスケット内周面の表面粗さがＲｚ０．４μｍ以下で
ある。
るガスケット内周面の表面粗さがＲｚ０．４μｍ以下で
ある。
【００１３】さらに好ましい実施態様では、本発明のガ
スケットは、フッ化アルコキシエチレン樹脂（ＰＦＡ）
を溶融成形して得られる。
スケットは、フッ化アルコキシエチレン樹脂（ＰＦＡ）
を溶融成形して得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明においては、特定の溶融粘
度を有するフッ素樹脂を溶融成形する点に特徴がある。
このような構成を採用することにより、応力緩和率およ
び内径寸法変化率が小さい（すなわち、長時間に渡り、
応力に対して変化が小さく、応力安定性がある）という
特性が生じ、フランジの締め付け圧が高くなってもガス
洩れ等を起こすことなく、かつ、再使用も可能となる
上、ガスケットの接液面の粗さを極力小さくすることが
できるため、上記応力安定性とあいまって、清潔さが維
持されるという効果を生じる。具体的な効果としては、
特にサニタリー配管において顕著に表れる。すなわち、
配管内へのガスケットのはみ出しがないかあっても最小
限に抑制されるため、配管中の液流を妨げることもな
く、かつ、接液部分の粗さが極めて小さいことから、液
の滞留が防止され、配管中の雑菌の繁殖が抑制される。
度を有するフッ素樹脂を溶融成形する点に特徴がある。
このような構成を採用することにより、応力緩和率およ
び内径寸法変化率が小さい（すなわち、長時間に渡り、
応力に対して変化が小さく、応力安定性がある）という
特性が生じ、フランジの締め付け圧が高くなってもガス
洩れ等を起こすことなく、かつ、再使用も可能となる
上、ガスケットの接液面の粗さを極力小さくすることが
できるため、上記応力安定性とあいまって、清潔さが維
持されるという効果を生じる。具体的な効果としては、
特にサニタリー配管において顕著に表れる。すなわち、
配管内へのガスケットのはみ出しがないかあっても最小
限に抑制されるため、配管中の液流を妨げることもな
く、かつ、接液部分の粗さが極めて小さいことから、液
の滞留が防止され、配管中の雑菌の繁殖が抑制される。
【００１５】溶融成形可能なフッ素樹脂をガスケット形
状に溶融成形したときに、ガスケットの応力安定性、良
好な弾性回復性という特性が発揮され、フランジの締め
付け圧が高くなってもガス洩れ等を起こすことがないこ
と及び接液面の粗さが小さくなるという効果が生じるこ
とは知られていない。特に、フッ素樹脂は全般に硬度が
高く、溶融成形可能なフッ素樹脂であってもＰＴＦＥ樹
脂と同程度かそれより高い硬度を有するフッ素樹脂も多
い。そのようなフッ素樹脂を溶融成形することにより、
ＰＴＦＥ樹脂が有する応力不安定性（弾性回復の困難
性）等を改善できたことは、本発明者等が初めて発見し
た知見である。
状に溶融成形したときに、ガスケットの応力安定性、良
好な弾性回復性という特性が発揮され、フランジの締め
付け圧が高くなってもガス洩れ等を起こすことがないこ
と及び接液面の粗さが小さくなるという効果が生じるこ
とは知られていない。特に、フッ素樹脂は全般に硬度が
高く、溶融成形可能なフッ素樹脂であってもＰＴＦＥ樹
脂と同程度かそれより高い硬度を有するフッ素樹脂も多
い。そのようなフッ素樹脂を溶融成形することにより、
ＰＴＦＥ樹脂が有する応力不安定性（弾性回復の困難
性）等を改善できたことは、本発明者等が初めて発見し
た知見である。
【００１６】本発明に用いられるフッ素樹脂の溶融粘度
は２３０℃〜３８０℃において、約１０８ポアズ以下で
ある。１０８ポアズを超えると、溶融成形がしにくくな
る傾向にある。
は２３０℃〜３８０℃において、約１０８ポアズ以下で
ある。１０８ポアズを超えると、溶融成形がしにくくな
る傾向にある。
【００１７】本発明に用いられるフッ素樹脂としては、
例えば、フッ化アルコキシエチレン樹脂（ＰＦＡ）、フ
ッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、三フッ化塩化エチ
レン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−四フッ化エチレン
樹脂（ＥＴＦＥ）等が用いられる。取り扱い、応力緩和
性、表面粗さを小さくする観点からは、ＰＦＡ、ＦＥ
Ｐ、ＥＴＦＥが好ましい。
例えば、フッ化アルコキシエチレン樹脂（ＰＦＡ）、フ
ッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、三フッ化塩化エチ
レン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−四フッ化エチレン
樹脂（ＥＴＦＥ）等が用いられる。取り扱い、応力緩和
性、表面粗さを小さくする観点からは、ＰＦＡ、ＦＥ
Ｐ、ＥＴＦＥが好ましい。
【００１８】上記のフッ素樹脂の中でも、２３０℃〜３
８０℃における溶融粘度が１０６ポアズ以下のフッ素樹
脂がより好ましい。溶融粘度が１０６ポアズを超える
と、高温の溶融状態を維持しつつ金型の隅々まで樹脂を
注入するためには、若干流動性が低下するため、長時間
にわたり溶融状態を維持しなければならなくなり、結果
として、熱エネルギーによる樹脂の分子鎖の切断が進
み、固化させた後の成形物の機械的強度が低下しやすく
なるからである。このような条件を満たす樹脂として
は、フッ化アルコキシエチレン樹脂（ＰＦＡ）、フッ化
エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、またはエチレン−四フ
ッ化エチレン樹脂（ＥＴＦＥ）が挙げられる。
８０℃における溶融粘度が１０６ポアズ以下のフッ素樹
脂がより好ましい。溶融粘度が１０６ポアズを超える
と、高温の溶融状態を維持しつつ金型の隅々まで樹脂を
注入するためには、若干流動性が低下するため、長時間
にわたり溶融状態を維持しなければならなくなり、結果
として、熱エネルギーによる樹脂の分子鎖の切断が進
み、固化させた後の成形物の機械的強度が低下しやすく
なるからである。このような条件を満たす樹脂として
は、フッ化アルコキシエチレン樹脂（ＰＦＡ）、フッ化
エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、またはエチレン−四フ
ッ化エチレン樹脂（ＥＴＦＥ）が挙げられる。
【００１９】溶融成形とは、フッ素樹脂を加熱して流動
状態にして、金型に注入、固化させて成形する方法の総
称であり、射出成形、押出成形、ブロー成形等が挙げら
れる。これらの方法は、用いるフッ素樹脂により適宜選
択すれば良い。例えば、ＰＦＡあるいはＰＣＴＦＥを用
いる場合は、押出成形、射出成形が好ましく、ＦＥＰあ
るいはＥＴＦＥを用いる場合は、押出成形、ブロー成
形、射出成形が用いられる。
状態にして、金型に注入、固化させて成形する方法の総
称であり、射出成形、押出成形、ブロー成形等が挙げら
れる。これらの方法は、用いるフッ素樹脂により適宜選
択すれば良い。例えば、ＰＦＡあるいはＰＣＴＦＥを用
いる場合は、押出成形、射出成形が好ましく、ＦＥＰあ
るいはＥＴＦＥを用いる場合は、押出成形、ブロー成
形、射出成形が用いられる。
【００２０】射出成形、押出成形、ブロー成形等の溶融
成形は、それぞれの形態に応じた適切な装置を当業者が
選択し、適切な条件を設定して行えばよい。
成形は、それぞれの形態に応じた適切な装置を当業者が
選択し、適切な条件を設定して行えばよい。
【００２１】本発明の溶融可能なフッ素樹脂を溶融成形
して得られるガスケット（以下、本発明のガスケットと
いう）の接液面となる内周面の表面粗さは、Ｒｚ約０．
４μｍ以下が好ましい。Ｒｚ約０．２μｍ以下がより好
ましく、Ｒｚ約０．１５μｍ以下がさらに好ましい。本
発明のガスケットの表面粗さは、溶融成形することによ
り所望の値（Ｒｚ約０．１５μｍ〜約０．２μｍ）が得
られ、微小な調整を要する場合を除き、切削加工する必
要がほとんどない。従来から用いられているＰＴＦＥを
圧縮成形した後、切削して得られるガスケットの表面粗
さが、ほぼ、Ｒｚ５μｍ前後、よく切れるバイトを用い
てもＲｚ約０．６μｍである点を考慮すると、本発明
は、切削加工が不要であって、かつ、表面が滑らかな接
液面を有するガスケットが得られるという、さらに優れ
た効果を生じる。すなわち、従来のガスケットと比較し
て、効率よく、かつ性能の優れたガスケットを安価に提
供できる。
して得られるガスケット（以下、本発明のガスケットと
いう）の接液面となる内周面の表面粗さは、Ｒｚ約０．
４μｍ以下が好ましい。Ｒｚ約０．２μｍ以下がより好
ましく、Ｒｚ約０．１５μｍ以下がさらに好ましい。本
発明のガスケットの表面粗さは、溶融成形することによ
り所望の値（Ｒｚ約０．１５μｍ〜約０．２μｍ）が得
られ、微小な調整を要する場合を除き、切削加工する必
要がほとんどない。従来から用いられているＰＴＦＥを
圧縮成形した後、切削して得られるガスケットの表面粗
さが、ほぼ、Ｒｚ５μｍ前後、よく切れるバイトを用い
てもＲｚ約０．６μｍである点を考慮すると、本発明
は、切削加工が不要であって、かつ、表面が滑らかな接
液面を有するガスケットが得られるという、さらに優れ
た効果を生じる。すなわち、従来のガスケットと比較し
て、効率よく、かつ性能の優れたガスケットを安価に提
供できる。
【００２２】なお、溶融成形条件等によってはガスケッ
トの内周面（すなわち接液面）の表面粗さがＲｚ約０．
４μｍを超える場合があるが、この場合、内周面側を熱
処理することにより、Ｒｚを約０．４μｍ以下とするこ
とができる。熱処理の方法としては、３００℃〜５００
℃により所定時間発熱体表面に接触させる方法が挙げら
れる。
トの内周面（すなわち接液面）の表面粗さがＲｚ約０．
４μｍを超える場合があるが、この場合、内周面側を熱
処理することにより、Ｒｚを約０．４μｍ以下とするこ
とができる。熱処理の方法としては、３００℃〜５００
℃により所定時間発熱体表面に接触させる方法が挙げら
れる。
【００２３】なお、表面粗さＲｚは、十点平均粗さを意
味し、粗さ曲線からその平均線の方向に０．８ｍｍ抜き
取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測
定した、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶
対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の
標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をμｍで表
したものをいう。
味し、粗さ曲線からその平均線の方向に０．８ｍｍ抜き
取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測
定した、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶
対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の
標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をμｍで表
したものをいう。
【００２４】また、ガスケットの形状は特定されない。
図１は本発明のガスケットの形状を示す断面模式図であ
る。図１の（１）はシール面平滑形状であり、図１の
（２）および（３）は、シール面テーパ形状であり、図
１の（４）は、（１）と（２）との組み合わせであり、
図１の（５）及び（６）は、シール面凸型形状であるガ
スケットである。
図１は本発明のガスケットの形状を示す断面模式図であ
る。図１の（１）はシール面平滑形状であり、図１の
（２）および（３）は、シール面テーパ形状であり、図
１の（４）は、（１）と（２）との組み合わせであり、
図１の（５）及び（６）は、シール面凸型形状であるガ
スケットである。
【００２５】以下、本発明のガスケットの特性について
記載する。本発明のガスケットを、６０Ｋｇｆ/ｃｍ２
の締め付け面圧で、１３０℃で２４時間処理した場合、
その応力緩和率は、好ましくは約１５％以下、より好ま
しくは約１０％以下、さらに好ましくは約５％以下であ
る。応力緩和率が約１５％を超えると、弾性回復ができ
にくくなりガス洩れが生じる虞がある。特に、ＰＦＡ
は、上記範囲であることが好ましい。
記載する。本発明のガスケットを、６０Ｋｇｆ/ｃｍ２
の締め付け面圧で、１３０℃で２４時間処理した場合、
その応力緩和率は、好ましくは約１５％以下、より好ま
しくは約１０％以下、さらに好ましくは約５％以下であ
る。応力緩和率が約１５％を超えると、弾性回復ができ
にくくなりガス洩れが生じる虞がある。特に、ＰＦＡ
は、上記範囲であることが好ましい。
【００２６】また、６０Ｋｇｆ/ｃｍ２の締め付け面圧
で、１３０℃で４８時間処理した場合、本発明のガスケ
ット、例えば、ＰＦＡ製ガスケットの応力緩和率は約５
％以下、好ましくは約２％以下となるのに対し、従来の
ＰＴＦＥは２０％を超え、ＰＦＡ製のガスケットは応力
耐性に優れており、変形が少なく、弾性回復性にも優れ
ていることがわかる。 なお、応力緩和率は以下の式で
求められる。
で、１３０℃で４８時間処理した場合、本発明のガスケ
ット、例えば、ＰＦＡ製ガスケットの応力緩和率は約５
％以下、好ましくは約２％以下となるのに対し、従来の
ＰＴＦＥは２０％を超え、ＰＦＡ製のガスケットは応力
耐性に優れており、変形が少なく、弾性回復性にも優れ
ていることがわかる。 なお、応力緩和率は以下の式で
求められる。
【００２７】
【数１】
【００２８】また、本発明のガスケットの内径寸法変化
率は、極めて小さい。室温で３０〜９０Ｋｇｆ/ｃｍ２
の締め付け面圧で、２４時間〜４８時間荷重をかけた場
合でも、好ましくは約−０．２％〜約０．５％程度、好
ましくは約−０．１％〜約０．２％程度である。１３０
℃で、２４〜４８時間荷重をかけた場合でも、好ましく
は約−０．１％〜約０．５％程度であり、好ましくは０
％〜約０．３％程度である。なお、内径寸法変化率は以
下の式で求められる。
率は、極めて小さい。室温で３０〜９０Ｋｇｆ/ｃｍ２
の締め付け面圧で、２４時間〜４８時間荷重をかけた場
合でも、好ましくは約−０．２％〜約０．５％程度、好
ましくは約−０．１％〜約０．２％程度である。１３０
℃で、２４〜４８時間荷重をかけた場合でも、好ましく
は約−０．１％〜約０．５％程度であり、好ましくは０
％〜約０．３％程度である。なお、内径寸法変化率は以
下の式で求められる。
【００２９】
【数２】
【００３０】特に、ＰＦＡ製のガスケットの内径寸法変
化率は、室温で、３０〜９０Ｋｇｆ/ｃｍ２の締め付け
面圧で、２４時間〜４８時間荷重をかけた場合、約−
０．１％〜約０．２％程度であるのに対し、従来のＰＴ
ＦＥ製ガスケットの内径寸法変化率は、約−０．３％〜
約−０．９％である。このことは、ＰＴＦＥ製のガスケ
ットが内径の約０．３％〜０．９％の分だけ、配管内に
はみ出していることを示しているが、本発明のガスケッ
トは、ほとんど、はみ出していないことを示している。
化率は、室温で、３０〜９０Ｋｇｆ/ｃｍ２の締め付け
面圧で、２４時間〜４８時間荷重をかけた場合、約−
０．１％〜約０．２％程度であるのに対し、従来のＰＴ
ＦＥ製ガスケットの内径寸法変化率は、約−０．３％〜
約−０．９％である。このことは、ＰＴＦＥ製のガスケ
ットが内径の約０．３％〜０．９％の分だけ、配管内に
はみ出していることを示しているが、本発明のガスケッ
トは、ほとんど、はみ出していないことを示している。
【００３１】また、本発明のガスケットを、６０Ｋｇｆ
/ｃｍ２の締め付け面圧で、１３０℃で４８時間処理し
た場合、内径寸法変化率は、好ましくは約０．５％〜約
−０．５％、より好ましくは約０．４％〜約０％、さら
に好ましくは約０．３％〜約０％である。約０．５％を
超えるとガスケットの内径が拡大し、パイプとガスケッ
トの接液面との間に滞留部分が生じて好ましくなく、約
−０．５％より小さくなるとガスケットの内径が縮小し
て、ガスケットが管内にはみ出し、滞留やガスケットの
汚れを生じて、反応の遅延、副反応の原因、汚染の原因
となるので好ましくない。
/ｃｍ２の締め付け面圧で、１３０℃で４８時間処理し
た場合、内径寸法変化率は、好ましくは約０．５％〜約
−０．５％、より好ましくは約０．４％〜約０％、さら
に好ましくは約０．３％〜約０％である。約０．５％を
超えるとガスケットの内径が拡大し、パイプとガスケッ
トの接液面との間に滞留部分が生じて好ましくなく、約
−０．５％より小さくなるとガスケットの内径が縮小し
て、ガスケットが管内にはみ出し、滞留やガスケットの
汚れを生じて、反応の遅延、副反応の原因、汚染の原因
となるので好ましくない。
【００３２】本発明のＰＦＡ製のガスケットを６０Ｋｇ
ｆ/ｃｍ２の締め付け面圧で、１３０℃で４８時間処理
した場合、内径寸法変化率は約０．３３％であるのに対
して、同一条件でＰＴＦＥ製のガスケットの内径寸法変
化率は約−５％であるので、一層本発明の優位性が明ら
かとなる。
ｆ/ｃｍ２の締め付け面圧で、１３０℃で４８時間処理
した場合、内径寸法変化率は約０．３３％であるのに対
して、同一条件でＰＴＦＥ製のガスケットの内径寸法変
化率は約−５％であるので、一層本発明の優位性が明ら
かとなる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明がこの実施例に限られないことはいうまでも
ない。
が、本発明がこの実施例に限られないことはいうまでも
ない。
【００３４】（実施例１）ＰＦＡ（ダイキン工業株式会
社製）を射出成形機（名機製作所製）を用いて３７０℃
で射出成形し、図１の（６）の形状を有する厚さ３ｍ
ｍ、外径６５ｍｍ、内径３５ｍｍ、面積23.56ｃｍ２の
ガスケットを作成した。
社製）を射出成形機（名機製作所製）を用いて３７０℃
で射出成形し、図１の（６）の形状を有する厚さ３ｍ
ｍ、外径６５ｍｍ、内径３５ｍｍ、面積23.56ｃｍ２の
ガスケットを作成した。
【００３５】同様に、比較例として、ＰＴＦＥ（デュポ
ン社製）を切削加工機を用いて、厚さ３ｍｍ、外径６５
ｍｍ、内径３５ｍｍ、面積23.56ｃｍ２のガスケットを
作成した。
ン社製）を切削加工機を用いて、厚さ３ｍｍ、外径６５
ｍｍ、内径３５ｍｍ、面積23.56ｃｍ２のガスケットを
作成した。
【００３６】得られたガスケットを用いて、その性能を
調べた。結果を表１に示す。
調べた。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】表１の結果を、図２および図３で示す。図
２は、締付面圧と応力緩和率との関係を示した図であ
り、図３は締付面圧とガスケットの内径寸法変化率の関
係を示す図である。図２から室温及び１３０℃での応力
緩和率は、本発明のＰＦＡ製のガスケットの方が比較例
のＰＴＦＥ製ガスケットより小さく、弾力性に富んでい
ることが示された。また、図３からＰＦＡは内径寸法変
化率がほとんど０に近いのに対して、比較例のＰＴＦＥ
は−１％〜−４％であり、大きく配管内にはみ出すこと
が明らかである。
２は、締付面圧と応力緩和率との関係を示した図であ
り、図３は締付面圧とガスケットの内径寸法変化率の関
係を示す図である。図２から室温及び１３０℃での応力
緩和率は、本発明のＰＦＡ製のガスケットの方が比較例
のＰＴＦＥ製ガスケットより小さく、弾力性に富んでい
ることが示された。また、図３からＰＦＡは内径寸法変
化率がほとんど０に近いのに対して、比較例のＰＴＦＥ
は−１％〜−４％であり、大きく配管内にはみ出すこと
が明らかである。
【００３９】また、得られたＰＦＡ及びＰＴＦＥ製ガス
ケットの内周面（接液面）の表面粗さＲｚは、それぞ
れ、０．２μｍおよび０．６μｍであり、本発明のＰＦ
Ａ製ガスケットの方が滑らかであった。その電子顕微鏡
写真を図４〜図７に示す。図４及び図５は、それぞれ、
ＰＦＡを溶融成形して得られたガスケットの内周面の倍
率１００倍、及び１０，０００倍の写真であり、図６お
よび図７は、それぞれ、ＰＴＦＥを切削加工して得られ
たガスケットの内周面の倍率１００倍、及び１０，００
０倍の写真である。同倍率の図４と図６、および図５と
図７とを比較すると表面の滑らかさの相違は歴然として
いる。このように、ＰＦＡの溶融成形で得られたガスケ
ットの内周面は、明らかに切削加工して得られたＰＴＦ
Ｅの内周面よりも滑らかであることがわかる。
ケットの内周面（接液面）の表面粗さＲｚは、それぞ
れ、０．２μｍおよび０．６μｍであり、本発明のＰＦ
Ａ製ガスケットの方が滑らかであった。その電子顕微鏡
写真を図４〜図７に示す。図４及び図５は、それぞれ、
ＰＦＡを溶融成形して得られたガスケットの内周面の倍
率１００倍、及び１０，０００倍の写真であり、図６お
よび図７は、それぞれ、ＰＴＦＥを切削加工して得られ
たガスケットの内周面の倍率１００倍、及び１０，００
０倍の写真である。同倍率の図４と図６、および図５と
図７とを比較すると表面の滑らかさの相違は歴然として
いる。このように、ＰＦＡの溶融成形で得られたガスケ
ットの内周面は、明らかに切削加工して得られたＰＴＦ
Ｅの内周面よりも滑らかであることがわかる。
【００４０】以上の結果から、本発明のガスケットは従
来のＰＴＦＥ製のガスケットに比べて、応力耐性に優れ
ており、変形が少なく、弾性回復性にも優れていること
がわかる。また、本発明のガスケットは容易に製造でき
る上に、表面が極めて平滑である。
来のＰＴＦＥ製のガスケットに比べて、応力耐性に優れ
ており、変形が少なく、弾性回復性にも優れていること
がわかる。また、本発明のガスケットは容易に製造でき
る上に、表面が極めて平滑である。
【００４１】（実施例２）実施例１で作成したガスケッ
トを用いて、熱サイクル試験によるガスケット圧縮量と
ガス漏洩量とを測定した。試験フランジに本発明のＰＦ
Ａ製ガスケット又は比較例のＰＴＦＥガスケットを装着
してＮ２ガス（0.392Mpa（4.0kgf/cm２））が密閉でき
るまで締込みナットを締め、１３０℃の熱風炉中に放置
し、所定の加熱時間経過後取り出した。加熱した圧力容
器を室温まで冷却されるのを待って、密閉した圧力容器
中にＮ２ガスを充填し、水中置換法によりガスケット部
分から漏洩するガスを所定時間回収して、洩れとした。
ガス漏洩の測定後、再びテストガスを密閉できる状態ま
でナットに増締めを行い、所望の累計加熱時間まで、加
熱と測定を繰り返した。結果を表２に示す。
トを用いて、熱サイクル試験によるガスケット圧縮量と
ガス漏洩量とを測定した。試験フランジに本発明のＰＦ
Ａ製ガスケット又は比較例のＰＴＦＥガスケットを装着
してＮ２ガス（0.392Mpa（4.0kgf/cm２））が密閉でき
るまで締込みナットを締め、１３０℃の熱風炉中に放置
し、所定の加熱時間経過後取り出した。加熱した圧力容
器を室温まで冷却されるのを待って、密閉した圧力容器
中にＮ２ガスを充填し、水中置換法によりガスケット部
分から漏洩するガスを所定時間回収して、洩れとした。
ガス漏洩の測定後、再びテストガスを密閉できる状態ま
でナットに増締めを行い、所望の累計加熱時間まで、加
熱と測定を繰り返した。結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】表２の結果は、比較例のＰＴＦＥ製ガスケ
ットは、圧縮率を高めても漏洩量が多いのに対して本発
明のＰＦＡ製ガスケットは圧縮率が小さいにも係わら
ず、漏洩量も少なかった。このことは、本発明のガスケ
ットが耐熱性、応力耐性に優れていることを示してい
る。
ットは、圧縮率を高めても漏洩量が多いのに対して本発
明のＰＦＡ製ガスケットは圧縮率が小さいにも係わら
ず、漏洩量も少なかった。このことは、本発明のガスケ
ットが耐熱性、応力耐性に優れていることを示してい
る。
【００４４】
【発明の効果】特定の溶融粘度を有するフッ素樹脂を溶
融成形して得られるガスケットは、耐薬品性に優れ、長
時間の使用によっても応力変性が小さく、気密性に優れ
ているうえ、生産性にも優れている。また、ガスケット
の接液面の粗さを極力小さくすることができるため、上
記応力安定性とあいまって、液の滞留が防止され、配管
中の雑菌の繁殖が抑制されるので、清潔さが維持され
る。
融成形して得られるガスケットは、耐薬品性に優れ、長
時間の使用によっても応力変性が小さく、気密性に優れ
ているうえ、生産性にも優れている。また、ガスケット
の接液面の粗さを極力小さくすることができるため、上
記応力安定性とあいまって、液の滞留が防止され、配管
中の雑菌の繁殖が抑制されるので、清潔さが維持され
る。
【図１】 本発明のガスケットの形状を示す模式図であ
る。
る。
【図２】 締付面圧と応力緩和率との関係を示す図であ
る。
る。
【図３】 締付面圧とガスケットの内径寸法変化率の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図４】 ＰＦＡを溶融成形して得られたガスケットの
内周面を１００倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
内周面を１００倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図５】 ＰＦＡを溶融成形して得られたガスケットの
内周面を１０，０００倍に拡大した電子顕微鏡写真であ
る。
内周面を１０，０００倍に拡大した電子顕微鏡写真であ
る。
【図６】 ＰＴＦＥを切削加工して得られたガスケット
の内周面を１００倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
の内周面を１００倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図７】 ＰＴＦＥを切削加工して得られたガスケット
の内周面を１０，０００倍に拡大した電子顕微鏡写真で
ある。
の内周面を１０，０００倍に拡大した電子顕微鏡写真で
ある。
１ シール面テーパ形状 ２ シール面凸型形状
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−52565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−103268（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−13005（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−121599（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−99343（ＪＰ，Ａ) 国際公開96／14359（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09K 3/10 F16J 15/10
Claims (4)
- 【請求項１】 ２３０℃〜３８０℃における溶融粘度が
１０８ポアズ以下であるフッ素樹脂を溶融成形してな
り、接液面となるガスケット内周面の表面粗さがＲｚ
０．４μｍ以下であるサニタリー配管用ガスケット。 - 【請求項２】 前記フッ素樹脂が、フッ化アルコキシエ
チレン樹脂（ＰＦＡ）、フッ化エチレンプロピレン（Ｆ
ＥＰ）、三フッ化塩化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）およ
びエチレン−四フッ化エチレン樹脂（ＥＴＦＥ）からな
る群から選択されるフッ素樹脂である請求項１に記載の
サニタリー配管用ガスケット。 - 【請求項３】 ６０ｋｇｆ／ｃｍ ２ の締め付け面圧で、
１３０℃、４８時間処理した場合の内径寸法変化率が
０．５〜−０．５％である、請求項１または２に記載の
サニタリー配管用ガスケット。 - 【請求項４】 前記ガスケットがフッ化アルコキシエチ
レン樹脂（ＰＦＡ）を溶融成形して得られたガスケット
である、請求項１ないし３いずれかの項に記載のサニタ
リー配管用ガスケット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11115559A JP3056482B1 (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | ガスケット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11115559A JP3056482B1 (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | ガスケット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3056482B1 true JP3056482B1 (ja) | 2000-06-26 |
| JP2000303058A JP2000303058A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14665547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11115559A Expired - Fee Related JP3056482B1 (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | ガスケット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3056482B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2023157914A1 (ja) * | 2022-02-17 | 2023-08-24 | Ntn株式会社 | シール用樹脂組成物およびシール |
| JP7364811B1 (ja) | 2022-06-03 | 2023-10-18 | Ntn株式会社 | シール用樹脂組成物およびシール |
| JP7364812B2 (ja) * | 2022-02-17 | 2023-10-18 | Ntn株式会社 | シール用樹脂組成物およびシール |
-
1999
- 1999-04-22 JP JP11115559A patent/JP3056482B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2000303058A (ja) | 2000-10-31 |
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