JP5155771B2 - フッ素樹脂包みガスケット - Google Patents
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Description
フッ素樹脂単体からなるガスケットは、優れた耐薬品性を有している反面、クリープや応力緩和が大きいため、単体でガスケットとして用いる場合には、フランジに溝部を設け、該溝部内にガスケットを配置し、配管内側へのガスケット端部の膨出を阻止し、またフッ素樹脂単体からなるガスケットには過大な応力負荷を与えないなど応力負荷管理を行うことが必要であり、また、フッ素樹脂単体からなるガスケットは、高温時には応力緩和が著しいなど、使用上の制約が多く、使用上問題がある。
しかしながら、フッ素樹脂包みガスケットでは、外被となるフッ素樹脂の摩擦係数が小さいため、過剰な荷重が負荷された場合には、中芯材とフッ素樹脂外被との間で滑りが生じ、中芯材であるジョイントシートやフェルト材が圧壊することがあった。
本発明に係るフッ素樹脂包みガスケット用中芯材(非石綿系フェルト材)あるいは該中芯材用の環状部材は、常温での圧壊特性と高温下の気密特性に優れている。
まずフッ素樹脂外被12は、主としてガスケットの耐薬品性向上に寄与し、変性ポリテトラフルオロエチレン(特公平3−39105号公報参照)、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン-パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(PFA)、四フッ化エチレン-六フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)、四フッ化エチレン-六フッ化プロピレン-パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(EPE)、四フッ化エチレン-エチレン共重合樹脂(ETEE)、フッ化ビニリデン樹脂(PVDF)などのフッ素樹脂で構成されている。
<環状部材>
このフッ素樹脂包みガスケット10においては、前記環状中芯体14は、主としてガスケットの弾性や強度向上を受け持ち、上述したように複数の環状シート(環状部材)18a,16,18bを積層して構成されている。この環状中芯体14を構成する環状部材18a,16,18bのうち外被12と密接する環状部材18a,18bは、有機繊維、無機繊維、無機粉体およびバインダーを含んでいる。
このような無機粉体が一様に分散した環状部材18a,18bを製造するには、従来より公知の方法を利用することができ、例えば、それぞれ上記量の有機繊維、無機繊維、無機粉体および未加硫バインダーを配合し、水に分散させ、多段に抄き上げた後、100℃〜200℃の熱ロールで乾燥させる抄紙工程によって製造できる。
また図1に示すようなフッ素樹脂包みガスケット10を製造するには、下記のようにすればよい。
試料ガスケットをフランジ間に装着し、ガスケット応力が10MPaとなるように油圧式圧縮試験機で荷重を負荷し5分間荷重を保持した。その後ガスケットを取り出し、中芯材の表面に微少な亀裂が発生していないかを目視によって確認した。その後ガスケット応力を5MPaごとに上げていき、中芯表面に微少亀裂が発生するまでガスケット応力を上げながら上記確認試験を繰り返した。
湿潤時の圧壊測定は、ガスケットをあらかじめ24時間水中に浸漬しておくほかは、乾燥時の圧壊測定と同じである。
外被材料として一般的に用いられるPTFE(商品名「ポリフロンM12」、ダイキン工業(株))を使用し、中芯材として下記3層構成の非石綿中芯を使用し、ガスケット寸法:「JIS 10K 100A」のフッ素樹脂包みガスケットを製造した(図1)。
(イ)2枚の環状部材:
(1)耐熱性有機繊維(アラミド繊維、商品名「コーネックス」(帝人(株)製)
(2)無機繊維(ロックウール、商品名「エスファイバー繊維」(新日鐵化学(株)製)
(3)無機粉末(硫酸バリウム、平均粒径0.1〜0.2μm)
(4)バインダー(NBRラテックス)
(1)/(2)/(3)/(4)の配合比(重量部)=20/50/26/4
(ロ)ジョイントシート(アラミド繊維10重量%/ゴム40重量%/無機充填剤50重量%、厚み0.8mm)上記フッ素樹脂包みガスケットを複数個作成した。フッ素樹脂包みガスケットを、フランジ(フランジ材質:「SUS 304」、フランジ表面粗さ:Rmax18〜25μm)に取り付け、種々のガスケット面圧を印加して各面圧毎に5分間保持した後に取り出し、中芯材の表面に微少な亀裂が発生した面圧をもって、中芯圧壊面圧とした。
外被材料として変性PTFE(商品名「ポリフロンM−112」、ダイキン工業(株))を使用した以外は実施例1と同様にしてフッ素樹脂包みガスケットを製造した。
結果を併せて表1に示す。
実施例1において、配合組成を表1に示すようにロックウール65重量部、セピオライト31重量部、バインダー4重量部に代えた以外は、実施例1と同様にしてフッ素樹脂包みガスケットを作成した。
結果を併せて表1に示す。
実施例1において、配合組成を表1に示すように石綿繊維80重量部、セピオライト16重量部、バインダー4重量部に代えた以外は、実施例1と同様にしてフッ素樹脂包みガスケットを作成した。
結果を併せて表1に示す。
6・・・・・環状溝奥部の鋭角部
6c・・・・・環状溝奥部の最奥部
10、20、30、40、50、60、70・・・・・フッ素樹脂包みガスケット
11a、21a、31a、41a、51a、61a、71a・・・・・環状部材の上部外被側面(表面)
11b、21b、31b、41b、51b、61b、71b・・・・・環状部材の下部外被側面(表面)
12、22、32、42、52、62、72・・・・・フッ素樹脂外被
12a、22a、32a、42a、52a、62a、72a・・・・・下側フッ素樹脂外被(下部外被)
12b、22b、32b、42b、52b、62b・・・・・上側フッ素樹脂外被(上部外被)
13a、23a、33a、43a、53a、63a・・・・・環状部材あるいは環状中芯体の外被側面(表面)
13b、23b、33b、43b、53b、63b、73b・・・・・環状部材あるいは環状中芯体の外被側面(表面)
14、24、34、44、54、64、74・・・・・環状中芯体
15b・・・・・ガスケットの外径側端部
16、26、36、46、56・・・・・環状シート(ジョイントシート)
27・・・・・無機粉体が外被側表面に偏在した環状部材
27a、28a・・・・・有機繊維、無機繊維およびバインダーを主成分とする層
28・・・・・無機粉体が外被側表面に偏在した環状部材
27b、28b・・・・・無機粉体(硫酸バリウム)とバインダーを主成分 とする層
18a、38a、48a、58a、68a、78a・・・・・環状部材(下面側環状部材)
18b、38b、48b、58b、68b、78b・・・・・環状部材(上面側環状部材)
19、29、39、49、59、69、79・・・・・環状溝
55a・・・・・フッ素樹脂外被の内径側端部
15b、25b、35b、45b、55b・・・・・フッ素樹脂外被あるいはガスケットの外径側端部
Claims (6)
- フッ素樹脂外被の環状溝内に、環状部材、環状シートおよび環状部材をこの順で積層してなる環状中芯体が嵌入されたフッ素樹脂包みガスケットであって、
前記環状部材が、有機繊維、無機繊維、無機粉体およびバインダーを含み、
前記環状シートがゴム板、コルク板およびジョイントシート材からなる群より選ばれる少なくとも1種から構成され、
前記無機粉体が環状部材中に一様に分散していることを特徴とするフッ素樹脂包みガスケット。 - フッ素樹脂外被の環状溝内に、環状部材、環状シートおよび環状部材をこの順で積層してなる環状中芯体が嵌入されたフッ素樹脂包みガスケットであって、
前記環状部材が、有機繊維、無機繊維、無機粉体およびバインダーを含み、
前記環状シートがゴム板、コルク板およびジョイントシート材からなる群より選ばれる少なくとも1種から構成され、
前記無機粉体が環状部材中に、前記フッ素樹脂外被側表面に偏在していることを特徴とするフッ素樹脂包みガスケット。 - 前記無機粉体が、硫酸バリウム、タルク、クレー、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ケイ酸、二酸化珪素、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウムのうちから選択される少なくとも1種の化合物である請求項1または2の何れか1項に記載のフッ素樹脂包みガスケット。
- 前記無機粉体の平均粒径が1.5μm以下である請求項1〜3の何れか1項に記載のフッ素樹脂包みガスケット。
- 前記環状部材中に環状部材重量を100重量%とした場合に、前記有機繊維が5〜40重量%、前記無機繊維が20〜85重量%、前記無機粉体が10重量%以上、およびバインダーが残部の量で含まれていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のフッ素樹脂包みガスケット。
- 前記無機繊維の繊維径が20μm以下、繊維長が0.01mm以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のフッ素樹脂包みガスケット。
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