JPH07102242A

JPH07102242A - シート状ガスケット

Info

Publication number: JPH07102242A
Application number: JP24715193A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hashimoto; 哲橋本; Masanori Seki; 正典関; Akiyasu Tanimura; 聡康谷村
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1995-04-18
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JP2538509B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高温下での使用に対しても、締付け力の低下
を抑制して十分な封止性能を安定よく維持させることが
できるようにする。【構成】繊維基材と、カオリン鉱物などの無機質充填
材およびゴムおよびゴム薬品からなる結合材とからなる
シート状ガスケットにおいて、硫酸または硝酸で酸処理
した未膨張黒鉛を配合して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば配管用継手類な
どの配管接続部や、バルブ類、ポンプ類の産業用各種機
器類および防火戸シールなどの建築産業用に使用される
シート状ガスケットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のガスケットとして、従来一般に
は、白石綿とゴムラテックスバインダーを主成分とし、
その他に加硫剤を配合してなるアスベストビータシート
と、石綿を主成分とし、これに石綿の粘結剤としてのゴ
ムおよび加硫剤などのゴム薬品を配合してなる石綿ジョ
イントシートが知られているが、これら石綿を主成分と
するシート状ガスケットは、人体に対して有害であり、
また環境汚染の問題もあることから、その使用が制限さ
れつつあり、石綿を使用しないガスケットの開発が急務
とされている。

【０００３】このような石綿を使用しないシート状ガス
ケットとして、従来、アラミド繊維、ロック・スラグ繊
維などの繊維基材と、タルク、カオリンなどの無機質充
填材と、ゴム、ゴム薬品からなる結合材とを均一に分散
した後、シート状に成形してなるガスケットが知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な配合構成の従来のシート状ガスケットは、配管接続部
や各種機器のフランジ部にボルトなどを介して強く締め
付けた状態で使用されるが、このとき、その使用温度条
件が２００℃〜３００℃になると、結合材としてのゴム
の軟化が急速に進んで、締め付け力が低下し、その結
果、封止性を良好に保持するために必要な締め付け力を
維持できなくなり、封止性の低下にともない内部流体の
漏れを発生したり、封止流体の内圧によってガスケット
自体が破損するなどの課題があった。

【０００５】本発明は上記のような課題を解消するため
になされたもので、高温条件下での使用により結合材と
してのゴムの軟化による締め付け力の低下を抑制して、
高温条件下でも漏れを発生せず、安定した封止性能を確
保することができるシート状ガスケットを提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るシート状ガスケットは、繊維基材と、
無機質充填材および結合材からなるシート状ガスケット
において、酸処理した未膨張黒鉛を配合してなるもので
ある。

【０００７】上記シート状ガスケットにおいては、上記
繊維基材として、アラミド繊維等の有機繊維および／ま
たはロック・スラグ繊維等の無機繊維を、無機質充填材
としてカオリン鉱物またはセピオライト鉱物を、また、
結合材としてゴムおよびゴム薬品を使用することが好ま
しい。

【０００８】また、上記シート状ガスケットにおいて
は、上記未膨張黒鉛を処理する酸としては、硫酸または
硝酸の使用が好ましい。

【０００９】さらに、上記シート状ガスケットの一例に
おいては、上記有機繊維および／または無機繊維を５〜
２０ｗｔ％、カオリン鉱物を４０〜７０ｗｔ％、ゴムを
５〜２０ｗｔ％、ゴム薬品を１〜５ｗｔ％、未膨張黒鉛
を５〜２９ｗｔ％とし、かつ、かさ密度を０．８〜１．
９ｇ／ｃｍ³に設定することが好ましいが、特に、配合
量を限定するものでなく、使用目的に応じて適宜、設定
変更できるものである。

【００１０】

【作用】上記構成のシート状ガスケットにおいて、各配
合材はそれぞれつぎのような役割を果たすものである。
繊維基材は、シート内部に均一な網目構造を構成して、
結合材としてのゴムによって接着され、シートに引張り
強さおよび圧縮荷重を支えて圧縮時の広がりを防止する
などの機械的強度を付与するものである。したがって、
その配合量としては、５〜２０ｗｔ％が好ましく、２０
ｗｔ％を越えると、繊維質が多くて、空隙部が大きくな
りすぎて、漏れが増大し、５ｗｔ％未満であると、機械
的強度が弱くなり、締め付け力によってガスケットが切
損し取扱い性が悪化する。なお、繊維基材の中で有機繊
維は、アラミド繊維、フェノール樹脂繊維、芳香族ポリ
エステル繊維、芳香族ポリイミド繊維、芳香族ポリベン
ズイミダゾール繊維などの有機繊維から選ばれることが
望ましい。

【００１１】他方、繊維基材の中で無機繊維としては、
加熱強度の向上、特に初期加熱時の熱変形（熱クリー
プ）の防止、繊維充填材による復元性の向上および、例
えば抄造後における乾燥時の収縮防止に寄与するもので
ある。したがって、その配合量としては、５〜２０ｗｔ
％が好ましく、２０ｗｔ％を越えると、繊維質が多く
て、空隙部が大きくなりすぎて、漏れが増大するととも
に、締め付け時に繊維が折れる耐締め付け荷重が低下
し、５ｗｔ％未満であると、加熱時の強度が十分でない
とともに、抄造後における乾燥時の収縮が大きくなる。
なお、無機繊維は、ロック・スラグ繊維、アルミナ−シ
リケート繊維、アルミナ繊維、ジルコニヤ繊維、ロック
ウールなどのセラミック繊維、石英ガラス繊維、高珪酸
ガラス繊維などのガラス繊維、カーボン繊維、ホスフェ
ート繊維、金属繊維などの無機繊維を使用してもよい。

【００１２】無機質充填材は、目詰め材として機能し、
シール性をあるレベルまで向上させるとともに、耐締め
付け荷重および耐熱性の向上に寄与するものである。し
たがって、その配合量としては、４０〜７０ｗｔ％が好
ましく、他の材料との配合量の関係から７０ｗｔ％を越
えると、無機質充填材が多すぎて、強度低下を招きやす
く、４０ｗｔ％未満であると、ガスケット取付け時の耐
締め付け荷重が低下しやすく、極端な場合、ガスケット
が切断して漏れが増大し、かつ、加熱時に大きな応力緩
和を招くことになる。なお、無機質充填材としては、カ
オリン、セピオライト、クレー、タルク、重質炭酸カル
シューム、軽質炭酸カルシューム、シリカ、マイカ、硫
酸バリウム、カーボンブラック、アルミナ、ひる石など
の１種または２種以上、さらには、ケイ素およびアルミ
ニウムを主体とし、マグネシウム、鉄、アルカリ土類金
属、アルカリ金属を含む含水珪酸塩鉱物の粉末、ワラス
トナイトなどの天然鉱物粉末などの無機質粉体を使用し
てもよい。

【００１３】結合材としてのゴムは、上記繊維材の結着
材となり、シール性の向上に寄与するものであり、その
配合量としては、５〜２０ｗｔ％が好ましく、２０ｗｔ
％を越えると、耐熱性が低下して熱クリープおよび応力
緩和が大きくなり、５ｗｔ％未満であると、隙間が残っ
て漏れが発生しやすいとともに、補強効果が十分でなく
て取扱い性が悪くなる。なお、このゴムとしては、天然
ゴム、スチレン−ブタジエン−共重合ゴム、エチレン酢
酸ビニルアクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エ
ステル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−共重
合ゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、ふっ素ゴムある
いはその他の合成または天然のゴムラテックスや固形ゴ
ムの１種または２種以上を使用してもよい。

【００１４】ゴム薬品としては、加硫剤、加硫促進剤、
加硫助剤、分散剤、老化防止剤、可塑剤、顔料などの耐
熱性、耐油性、耐酸性、色調などの目的に応じて選択使
用される。その配合量としては、１〜５ｗｔ％が好まし
い。

【００１５】酸処理された未膨張黒鉛は、高温使用時に
膨張してゴムの軟化によって低下する応力残留率の低下
を抑制するとともに、ガスケットの吹き抜け破損を防止
する機能を付与するものであり、その配合量としては、
５〜２０ｗｔ％が好ましく、５ｗｔ％未満であると、応
力残留率の低下が大きく、２０ｗｔ％を越えると、ガス
ケットの形態保持の役目が失われる。また、この未膨張
黒鉛を処理する酸としては、硫酸または硝酸の使用が好
ましく、硫酸で処理した場合は、約２５０℃から膨張が
開始し、かつ、硝酸で処理した場合は、約１５０℃と硫
酸よりも低温の加熱域から膨張が開始する。

【００１６】さらに、上記のような各材料の配合から構
成されるシート状ガスケットのかさ密度としては、０．
８〜１．９ｇ／ｃｍ³に設定することが好ましい。かさ
密度が０．８ｇ／ｃｍ³より小さいと、気孔率が大きく
て、浸透漏れのおそれがあり、また、１．９ｇ／ｃｍ³
より大きいと、柔軟性が失われて、馴染み性が悪くな
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明に係るシート状ガスケットの要部
の概略断面図であり、同図において、１０はアラミド繊
維およびロック・スラグからなる繊維基材、１１はカオ
リン鉱物などの無機質充填材であり、これに硫酸または
硝酸で酸処理された未膨張黒鉛１２と、天然ゴムなどの
結合材および加硫剤などのゴム薬品を均一に分散し配合
した後、シート状に成形してシート状ガスケット１３を
製作したものである。

【００１８】以下、具体的に本発明の実施例を比較例と
対比しながら説明する。表１に示す配合材料および配合
量（ｗｔ％）からなる試料ガスケットを抄造法により作
成して、実施例１、実施例２および比較例ともに、かさ
密度１．７ｇ／ｃｍ³、厚さ１．５ｍｍのシート状ガス
ケットを得た。ここで、アラミド繊維としては、繊維径
または粒径が０．１〜２０μｍ、繊維長さが０．１〜１
０ｍｍ、ロック・スラグ繊維としては、繊維径または粒
径が１〜５０μｍ、繊維長さが１〜２０ｍｍ、カオリン
鉱物としては、繊維径または粒径が０．１〜１０μｍ、
未膨張黒鉛としては、繊維径または粒径が０．１〜５ｍ
ｍのものを使用した。

【００１９】

【表１】

【００２０】上記のような配合材料および配合量から作
成された各試料ガスケットについて、図２に示す蒸気試
験装置を用いて漏れ試験を行なった。この試験は、試料
ガスケットＭを上下の圧力容器２，３間に締付け面圧２
５．５ＭＰａ（２６０ｋｇｆ／ｃｍ²）で挟み付けて３
００℃×２０Ｈｒの電気炉１内に投入し、温度３００
℃、飽和蒸気圧８．５９ＭＰａ（８７．６ｋｇｆ／ｃｍ
²）という過酷な条件下で、試験前後の圧力容器２，３
の重量を測定することで、漏れ量を算出したものであ
り、その試験結果を表２に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】また、図３は上記各試料ガスケットについ
て、高温での応力緩和を測定する応力緩和試験の要領を
示す。この試験は、試料ガスケットＭに、上下一対の石
英棒４，５およびロードセル６を介して面圧９．８ＭＰ
ａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ²）を負荷した状態で、常温で
２Ｈｒ保持させた後、電気炉７により３００℃まで１Ｈ
ｒで昇温して２０Ｈｒ保持させ、その際の締付け面圧の
低下を測定したものであり、その試験結果を表３に示
す。

【００２３】

【表３】

【００２４】上記蒸気試験においては、３００℃飽和蒸
気圧８．５９ＭＰａの内圧に対してガスケットは、主に
ガスケット座面とガスケットとの間の摩擦力によって支
えられており、表２に示す試験結果から明らかなよう
に、比較例では締付け力の低下によって摩擦力が低下す
るために、内圧を支えることができず、ガスケットが吹
抜け破損する。一方、実施例１および実施例２では、内
圧を支えるための摩擦力が残っているために、ガスケッ
トの吹抜け破損は発生していない。

【００２５】また、上記応力緩和試験において、比較例
の場合は、表３の試験結果から明らかなように、２００
℃〜３００℃にまで昇温したとき、ゴムの軟化によって
応力残留率（％）が低下する。一方、実施例１および実
施例２の場合は、酸処理された未膨張黒鉛が膨張するこ
とで、応力残留率の低下を抑制している。そのため、実
施例１および実施例２では高い応力残留率を示し、高温
での応力緩和による封止性の低下を十分に抑制すること
が可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、加熱に
ともない黒鉛層間が拡がって黒鉛が膨張する酸処理した
未膨張黒鉛を配合することによって、結合材としてのゴ
ムの軟化による締付け力の低下を、未膨張黒鉛の膨張に
より相殺させて、締付け力の低下を極力抑制することが
できる。それ故にまた、封止流体の内圧によってガスケ
ットが吹抜け破損されることもなくなり、したがって、
高温条件下においても、内部流体の漏れを発生すること
なく、良好な封止性能を安定よく維持することができる
シート状ガスケットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシート状ガスケットの要部の概略
断面図である。

【図２】本発明の実施例１および２の試料ガスケットと
比較例との漏れ試験のための蒸気試験装置を示す概略構
成図である。

【図３】本発明の実施例１および２の試料ガスケットと
比較例との応力緩和試験のための試験装置を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

１電気炉２，３圧力容器４，５石英棒６ロードセル１０繊維基材１１カオリン鉱物などの無機質充填材１２酸処理された未膨張黒鉛

【手続補正書】

【提出日】平成６年８月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】さらに、上記のような各材料の配合から構
成されるシート状ガスケットのかさ密度としては、０．
８〜１．９ｇ／ｃｍ³に設定することが好ましい。かさ
密度が０．８ｇ／ｃｍ³より小さいと、気孔率が大きく
て、浸透漏れのおそれがあり、また、１．９ｇ／ｃｍ³
より大きいと、柔軟性が失われて、馴染み性が悪くな
る。なお、本発明のシート状ガスケットは、用途上、例
えばメタルジャケットガスケットの中芯用シート状ガス
ケットとしても好適であり、本発明を逸脱しない範囲で
適用できるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維基材と、無機質充填材および結合材
とからなるシート状ガスケットにおいて、酸処理した未
膨張黒鉛を配合してなることを特徴とするシート状ガス
ケット。
【請求項２】上記繊維基材として、アラミド繊維およ
び／またはロック・スラグ繊維を、無機質充填材として
カオリン鉱物を、また、結合材としてゴムおよびゴム薬
品を使用することを特徴とする請求項１記載のシート状
ガスケット。
【請求項３】上記未膨張黒鉛を処理する酸が、硫酸ま
たは硝酸である請求項１または２記載のシート状ガスケ
ット。
【請求項４】上記未膨張黒鉛を５〜２９ｗｔ％とし、
かつ、かさ密度が０．８〜１．９ｇ／ｃｍ³の組成であ
る請求項１、２、３のいずれかに記載のシート状ガスケ
ット。