JPH08225314A - 膨張黒鉛シート - Google Patents

膨張黒鉛シート

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Publication number
JPH08225314A
JPH08225314A JP7072238A JP7223895A JPH08225314A JP H08225314 A JPH08225314 A JP H08225314A JP 7072238 A JP7072238 A JP 7072238A JP 7223895 A JP7223895 A JP 7223895A JP H08225314 A JPH08225314 A JP H08225314A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
expanded graphite
graphite sheet
gasket
pressure
release agent
Prior art date
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Pending
Application number
JP7072238A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyuki Tanaka
則之 田中
Yasuhiro Takenaka
康博 竹中
Hidenori Imoto
秀紀 井元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Tanso Co Ltd
Original Assignee
Toyo Tanso Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyo Tanso Co Ltd filed Critical Toyo Tanso Co Ltd
Priority to JP7072238A priority Critical patent/JPH08225314A/ja
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  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
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  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、配管の接続部において気体又は液
体の漏れを防止するために使用されているガスケット用
材料に最適な膨張黒鉛シートであって、高温で使用して
も応力緩和率(熱によるヘタリの指数)が小さく熱分解
をしないという耐熱性を有し、更に高温で使用した後も
フランジ面等の相手材に固着しない膨張黒鉛シートを提
供することを目的とする。 【構成】 本発明に係る膨張黒鉛シートは、シートの片
面又は両面に、アルミニウムイソプロポキシドから成る
結合剤を介して離型剤を付着させたものである。特に前
記結合剤の添加量は、離型剤の重量に対して20%以
上、100%以下の範囲が最適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面に離型剤を付着さ
せた膨張黒鉛シートに関し、配管の接続部において気体
や液体の漏れを防止するために使用されているガスケッ
ト用材料、更に詳言すれば、原子力発電所や火力発電所
等の高温高圧配管の接続部に用いられるガスケット用材
料に最適な膨張黒鉛シートに関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所、火力発電所および一般産
業用の高圧蒸気発生装置や、化学プラント等の高温高圧
配管の接続部には、気体または液体の漏れを防ぐための
ガスケットが用いられている。このガスケットの材料
は、アスベストジョイントシート、ノンアスベストジョ
イントシート、アスベストビーターシート、ノンアスベ
ストビーターシート、膨張黒鉛シート、膨張黒鉛シート
複合材料等であり、その目的と使用条件により選択され
て使用されている。ここでいう膨張黒鉛シートとして
は、鱗片状天然黒鉛の硫酸層間化合物を約1000℃に
急熱して膨張させた後、圧縮成形によりシート状に賦形
したものを例示できる。
【0003】ところが、上記ガスケットは、温度が約1
00℃以上の環境下で使用すると、接続部のフランジと
ガスケットが固着して簡単に離れなくなるため、定期交
換や修理時にガスケットを剥してフランジ面を清浄にす
る作業に大変な労力が払われている。この問題を解決す
るために、例えば、高価なポリテトラフルオロエチレン
をコーティングすることにより離型性を高めたガスケッ
ト用材料が開発されたが、ポリテトラフルオロエチレン
の耐熱温度は約250℃であるため、この温度以上では
使用できないのみならず、常温においても締め付け圧力
により厚さが減少するので、ガスケットの締め付け圧力
が低下して、頻繁に増し締めを行う必要があった。ま
た、膨張黒鉛シートのような強度が低く剥離し易い材料
を用いたガスケットでは、表面にポリテトラフルオロエ
チレンのコーティングを施しても、フランジ面との僅か
な接着力によって膨張黒鉛シートは剥離して、ポリテト
ラフルオロエチレン膜がフランジ面に固着したまま残存
するため、根本的な解決にはならなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、高温で使用しても応力緩和率(熱によるヘ
タリの指数)が小さく熱分解をしないという耐熱性を有
し、かつ高温で使用した後もフランジ面等の相手材に固
着しないガスケット用材料を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は、耐熱性が良
く、かつ強度が比較的低い物質の微粒子を、膨張黒鉛シ
ートの表面に、結合剤により極めて弱く付着させたガス
ケット材料によって解決されることを見出した。すなわ
ち、本発明に係るシートは、膨張黒鉛シートの片面また
は両面に、結合剤であるアルミニウムイソプロポキシド
を介して離型剤を付着させた膨張黒鉛シートである。ま
た、特に最適な上記結合剤の添加量は、離型剤の重量の
20%以上、100%以下の範囲である。
【0006】本発明者等は、高温高圧によって、ガスケ
ットがフランジ等の相手材に固着する原因の究明するた
めに、温度や圧力の様々な条件下でガスケットの固着力
の測定を行ったところ、低温においてはフランジの締め
付け圧力が上昇するほど固着力が増加するが、温度が3
00℃以上になるとフランジの締め付け圧力に拘らず、
ガスケットの固着力が減少してゆくことを発見した。ま
た、ジョイントシートやビーターシートなどのガスケッ
ト材料中にゴム成分を含むガスケット材料では、高温高
圧によってゴム成分が接着剤として作用してしまい、相
手材と強力に固着することが明らかになった。さらに、
最も固着力が強くなる100〜200℃の温度におい
て、フランジ面やガスケット表面の清浄度を変化させて
固着力を測定したところ、フランジ面とガスケット表面
の双方が完全に清浄な状態であれば、固着はほとんど生
じることはないが、表面が僅かでも汚染されていると、
ガスケット材料と相手材が強く固着することを発見し、
膨張黒鉛シート製ガスケットやポリテトラフルオロエチ
レンをコーティングしたガスケットにおいても固着が生
じる原因を解明した。その結果、ガスケット材料の固着
を防止するためには、ガスケット材料の表面に離型性の
良い物質を塗布すれば良いとの結論に達したが、離型剤
として代表的な物質であるポリテトラフルオロエチレン
にしても、前述のように僅かな汚染により固着してしま
い、完全な離型性は示さなかった。
【0007】本発明者等は、離型剤について研究を重ね
た結果、例えば結合剤として従来から使用されているポ
リビニルアルコール等の熱可塑性樹脂が離型剤中に含ま
れていると、仮に常温において優れた離型性を発現した
としても、ガスケット材料の基本的特性値である応力緩
和率が非常に悪くなることが明らかになった。すなわ
ち、結合剤となる熱可塑性樹脂を介して離型剤が塗布さ
れたガスケット材料が、フランジの間に装着され、締め
付けられた後、熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で使用
される場合には、樹脂が軟化してフランジの締付け圧力
によって押し出されるために、フランジの締め付け圧力
が低下するという本質的な欠点を有することが明らかに
なった。
【0008】換言すれば、ガスケット材料表面に塗布す
る離型剤は、耐熱性の良好な物質の組み合わせによって
構成されていなければならないことが明らかになった。
【0009】本発明では耐熱性の良い離型剤として、従
来公知の物質、例えば黒鉛粉末、雲母粉末、滑石粉末、
窒化ホウ素粉末、二硫化モリブデン粉末を利用できる
が、これらの離型剤は比較的高強度の製品のための離型
剤として従来使用されてきたものなので、これらの離型
剤を接着させるための結合剤の強度や添加量に考慮を払
わないと、離型剤の被膜自身の強度が強くなり過ぎてし
まい、膨張黒鉛シート製ガスケット材のような低強度の
材料には離型性を発揮し得ない。また、従来の離型剤は
ガスケットへの使用を想定していないため、離型剤被膜
のガス透過性には考慮が払われておらず、従来の離型剤
を膨張黒鉛ガスケットに適用した場合には、フランジを
取り外す際に離型剤が離型性を発現せず、膨張黒鉛シー
トが破壊されるだけではなく、封止ガスや封止液がガス
ケットとフランジの接触面で離型剤被膜を通って使用中
に漏れることがあった。
【0010】そこで本発明者等は、結合剤としてアルミ
ニウムイソプロポキシドを利用すると、塗布後の乾燥時
に空気中の水分と反応して酸化アルミニウムに変化しつ
つ離型剤を結合させることができる上に、その結合力が
適度に弱く、かつ耐熱性が優れているので好適に使用で
きることを見出した。ここで、このアルミニウムイソプ
ロポキシドを結合剤として使用する際には、その添加量
が離型剤の重量よりも多くなると結合力が膨張黒鉛シー
トより勝るため、充分な離型性を発現させることは困難
になり、また、その添加量が離型剤の重量の20%未満
になると、離型剤被膜の強度が弱くなり過ぎてしまうた
め、比較的簡単に剥離してしまう。それ故、結合剤アル
ミニウムイソプロポキシドの添加量は、離型剤の重量の
20%から100%の範囲が望ましく、25%から80
%の範囲が特に望ましい。
【0011】一方、従来より利用されているフェノール
樹脂やフラン樹脂のような熱硬化性樹脂やテトラエトキ
シシランのような強力な結合剤では、離型剤被膜自体が
簡単に破壊される程度に結合剤の添加量を極力少なくし
ても、離型剤の粒子と粒子との結合力がなお強く、膨張
黒鉛シートのような低強度の素材に対しては、充分な離
型性を発現しないことを確認した。本発明は、以上のよ
う知見に基づいて完成させたものである。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を以下に記述するが、本発明
はこれに限定されるものではない。
【0013】実施例1 滑石粉末(林化成株式会社製ミセルトン)75重量部
と、アルミニウムイソプロポキシド(和光純薬工業株式
会社製)25重量部を100重量部のシクロヘキサン中
で混合した。この混合溶液を、厚さ1mm密度1g/c
の膨張黒鉛シート(東洋炭素株式会社製PF10
0)の両面に塗布した後、乾燥させて表面に1.0mg
/cmの被膜を得た。かかる膨張黒鉛シートをφ48
mm×φ32mmのドーナツ状に打ち抜き加工した後、
2校の鉄製厚板の間に挟み209MPaの圧力をかけ
た。圧力をかけたままの状態で200℃まで昇温して、
22時間保持した後、圧力をかけたまま冷却した。冷却
後、圧力を開放したところ、膨張黒鉛シートと鉄製厚板
とは全く固着しておらず、試料は簡単に取り出せた。
【0014】実施例2 鱗片状天然黒鉛粉末(マダガスカル産)80重量部と、
アルミニウムイソプロポキシド(和光純薬工業株式会社
製)20重量部を100重量部のシクロヘキサン中で混
合した。この混合溶液を、厚さ1mm密度1g/cm
の膨張黒鉛シート(東洋炭素株式会社製PF100)の
両面に塗布した後、乾燥させて表面に1.5mg/cm
の被膜を得た。かかる膨張黒鉛シートをφ48mm×
φ32mmのドーナツ状に打ち抜き加工した後、2枚の
鉄製厚板の間に挟み209MPaの圧力をかけた。圧力
をかけたままの状態で200℃まで昇温して、22時間
保持した後、圧力をかけたまま冷却した。冷却後、圧力
を開放したところ、膨張黒鉛シートと鉄製厚板とは極め
て弱く接着していたが、試料は簡単に取り出せた。
【0015】実施例3 滑石粉末(林化成株式会社製ミセルトン)50重量部
と、アルミニウムイソプロポキシド(和光純薬工業株式
会社製)50重量部を100重量部のシクロヘキサン中
で混合した。この混合溶液を、厚さ1mm密度1g/c
の膨張黒鉛シート(東洋炭素株式会社製PF10
0)の両面に塗布した後、乾燥させて表面に1.2mg
/cmの被膜を得た。かかる膨張黒鉛シートをφ48
mm×φ32mmのドーナツ状に打ち抜き加工した後、
2枚の鉄製厚板の間に挟み209MPaの圧力をかけ
た。圧力をかけたままの状態で200℃まで昇温して、
22時間保持した後、圧力をかけたまま冷却した。冷却
後、圧力を開放したところ、膨張黒鉛シートと鉄製厚板
とは弱く接着しており、試料の表面は少し剥離したが、
試料は簡単に取り出せた。
【0016】実施例4 滑石粉末(林化成株式会社製ミセルトン)40重量部
と、アルミニウムイソプロポキシド(和光純薬工業株式
会社製)60重量部を100重量部のシクロヘキサン中
で混合した。この混合溶液を、厚さ1mm密度1g/c
の膨張黒鉛シート(東洋炭素株式会社製PF10
0)の両面に塗布した後、乾燥させて表面に1.4mg
/cmの披膜を得た。かかる膨張黒鉛シートをφ48
mm×φ32mmのドーナツ状に打ち抜き加工した後、
2枚の鉄製厚板の間に挟み209MPaの圧力をかけ
た。圧力をかけたままの状態で200℃まで昇温して、
22時間保持した後、圧力をかけたまま冷却した。冷却
後、圧力を開放したところ、膨張黒鉛シートと鉄製厚板
とは強く接着しており、試料の取り出し時に、試料の中
央が破断し、余り望ましくないことが分かった。
【0017】
【発明の効果】本発明により、膨張黒鉛シートを素材に
したガスケットが相手材のフランジに固着することがな
くなり、高温などの苛酷な条件下や高所などの危険な条
件下でも、配管の保守点検作業を短時間で行えるので、
経費の節減および作業者の安全に対する貢献度は計りし
れない。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膨張黒鉛シートの片面または両面に、結
    合剤であるアルミニウムイソプロポキシドを介して離型
    剤を付着させた膨張黒鉛シート。
  2. 【請求項2】 上記結合剤の添加量が、離型剤の重量の
    20%以上、100%以下の範囲である請求項1に記載
    の膨張黒鉛シート。
JP7072238A 1995-02-21 1995-02-21 膨張黒鉛シート Pending JPH08225314A (ja)

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JP7072238A JPH08225314A (ja) 1995-02-21 1995-02-21 膨張黒鉛シート

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JP7072238A JPH08225314A (ja) 1995-02-21 1995-02-21 膨張黒鉛シート

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JPH08225314A true JPH08225314A (ja) 1996-09-03

Family

ID=13483517

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JP7072238A Pending JPH08225314A (ja) 1995-02-21 1995-02-21 膨張黒鉛シート

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JP (1) JPH08225314A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011163495A (ja) * 2010-02-12 2011-08-25 Nichias Corp 被覆コルゲートメタルガスケット

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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