鍔付管継手用シールパッキン材及び管の接続方法
【課題】鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を液密状態に接続することのできる鍔付管継手用シールパッキン材及び管の接続方法を提供すること。
【解決手段】自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材２、並びに、鍔付管継手１３、２３を有する管１１、２１を接続する方法であって、鍔付管継手１３又は２３を有する第１の管１１及び第２の管２１を鍔付管継手１３及び２３同士が対面するように配置し、鍔付管継手１３及び２３の間に自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材２を介挿し、鍔付管継手１３及び２３同士を締結具３１で締結して鍔付管継手用シールパッキン材２を圧縮し、鍔付管継手用シールパッキン材２を硬化する管１１及び２１の接続方法。
【解決手段】自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材２、並びに、鍔付管継手１３、２３を有する管１１、２１を接続する方法であって、鍔付管継手１３又は２３を有する第１の管１１及び第２の管２１を鍔付管継手１３及び２３同士が対面するように配置し、鍔付管継手１３及び２３の間に自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材２を介挿し、鍔付管継手１３及び２３同士を締結具３１で締結して鍔付管継手用シールパッキン材２を圧縮し、鍔付管継手用シールパッキン材２を硬化する管１１及び２１の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鍔付管継手用シールパッキン材及び管の接続方法に関し、さらに詳しくは、鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を液密状態に接続することのできる鍔付管継手用シールパッキン材及び管の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
端部に鍔付管継手を有する管同士を接続する方法として、互いに対面するように配置された前記鍔付管継手同士の間にパッキンを介挿して前記鍔付管継手同士を締結具で締結する方法が挙げられる。この方法に用いられるパッキンは、例えば、金属、ゴム又は樹脂等で前記鍔付管継手の形状に形成されており、前記管が接続された状態において前記鍔付管継手で圧縮されている。前記ゴムとしては、例えば、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム等が挙げられる。
【０００３】
管を接続するのに用いられるパッキンとして、例えば、特許文献１には、「フランジにある接合ボルト挿通孔の最外縁を結ぶ外接円の直径よりも小さく且つフランジにある接合ボルト挿通孔の最内縁を結ぶ内接円の直径よりも大きい外縁径を有する輪状平形パッキンであって、フランジにある接合ボルト挿通孔に対応する位置に接合ボルトを挿通可能な大きさの欠けが設けられている、パッキン」が記載されている。
【０００４】
前記のようにして接続された管、特に、前記鍔付管継手に外部から振動が伝わり又は外部から応力等がかかると、均一な締付力で圧縮されていたパッキンにかかる前記締付力が変動してパッキンが変形し、管内を流通する流体が鍔付管継手との間に生じた隙間から漏出することがある。特に、振動及び応力等が大きくなると、パッキンの変形も大きくなって流体の漏出が顕著になる。
【０００５】
また、前記接続方法において、前記鍔付管継手同士が均一な締付力で締結されていないと、例えば、前記締結具が所謂「片締め」状態にあると、パッキンと鍔付管継手との間に徐々に隙間が生じて、管内を流通する流体が漏出することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を液密状態に接続することのできる鍔付管継手用シールパッキン材及び管の接続方法を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材であり、
請求項２は、前記自己接着性シリコーンゴム組成物は、リング状又は帯状に成形されている請求項１に記載の鍔付管継手用シールパッキン材であり、
請求項３は、鍔付管継手を有する管を接続する方法であって、鍔付管継手を有する第１の管及び第２の管を前記鍔付管継手同士が対面するように配置し、前記鍔付管継手の間に自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材を介挿し、前記鍔付管継手同士を締結具で締結して前記鍔付管継手用シールパッキン材を圧縮し、前記鍔付管継手用シールパッキン材を硬化する管の接続方法である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成るから、鍔付管継手の締結状態に適合するように圧縮された状態で鍔付管継手それぞれに接着して、鍔付管継手同士の高いシール性を発揮する。
【００１０】
また、この発明に係る管の接続方法は、この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材を鍔付管継手の間に介挿し鍔付管継手を締結して硬化させるから、前記鍔付管継手用シールパッキン材を締結具の締結状態に適合するように圧縮した状態で鍔付管継手それぞれに接着させることができ、鍔付管継手同士の高いシール性を確保することができる。
【００１１】
したがって、この発明によれば、鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を液密状態に接続することのできる鍔付管継手用シールパッキン材及び管の接続方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材の一例を示す図である。
【図２】図２は、この発明に係る管の接続方法によって２つの管を接続した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、鍔付管継手を有する管の鍔付管継手同士、具体的には鍔同士を接続又は締結する方法に用いられ、自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る部材である。
【００１４】
この発明において、「シールパッキン材」は、シールパッキンとなる硬化前の成形体を意味するが、場合によっては前記成形体が硬化して成るシールパッキン自体をも意味することがある。また、この発明において、「シールパッキン」は、単にパッキン、パッキンシールとも称される。この発明においては、「鍔」はフランジとも称され、通常、管の半径方向外側に向かってリング状に突出する外向きフランジを意味する。
【００１５】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、種々の形状に成形されている。例えば、この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、リング状、円板状、半円板状、楕円板状、半楕円板状、帯状、紐状等の形状に成形される。この鍔付管継手用シールパッキン材は、例えば、前記鍔に穿孔された締結具のボルト等が挿通する挿通孔に対応する位置に穿孔された貫通孔を有していてもよい。この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材はその表面が平滑な平形形状に成形されるのが好ましいが、前記鍔付管継手の表面形状に適合する凹凸面とされてもよい。この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は１層構造であっても複数層構造であってもよい。
【００１６】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、接続される管の内部を流通する流体の流通を阻害しない寸法に調整され、例えば、接続される管の内径すなわち鍔の内径以上の内径と、前記鍔の外径以下の外径とを有している。したがって、この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、前記鍔の幅、すなわち、鍔の外径と内径との差と同じ又は小さい幅を有している。鍔付管継手用シールパッキン材の厚さは、前記接続する鍔付管継手に応じて適宜に調整され、例えば１〜５ｍｍの範囲から選択され、接続部に、大きな振動が伝わり、又は、大きな応力等がかかる場合には２〜５ｍｍ程度の比較的厚めにされる。
【００１７】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材で接続される管は、その端部に鍔付管継手を有する管であって、その内部に、水、オイル、冷媒及び熱媒等の液体、又は、空気、水蒸気及び不活性ガス等の気体が流通する管である。このような管は、例えば、管本体と、この管本体の端部に形成された鍔付管継手とを備えており、鍔付管継手は、単に鍔のみから形成されていてもよく、管本体の端部から連設され前記端部に向かって徐々に拡径する膨張部とこの膨張部の端面に鍔を有する鍔付管継手等であってもよい。鍔付管継手が単に鍔のみから形成されている例として、例えば、図２に示される管１１及び２１が挙げられる。このような管の寸法は特に限定されず、流体、用途等に応じて適宜に調整される。前記管内を流体が流通する条件、例えば、流体の種類、流通圧力、流通速度、温度等は特に限定されない。
【００１８】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材で接続される管は、例えば、家庭用、工場用、建築用等の各種配管を形成する管又は前記各種配管に用いられる管であり、例えば、水配管、排水配管、燃料配管、空気ダクト、廃棄排出管等が挙げられる。この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材で接続される管は、特に、外部からの振動が伝わり若しくは外部からの応力等がかかる位置、用途及び装置に配設される各種配管を形成する管、又は、外部からの振動が伝わり若しくは外部からの応力等がかかる位置、用途及び装置に配設される各種配管に用いられる管等が好適である。
【００１９】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材の一例である鍔付管継手用シールパッキン材（以下、単にシールパッキン材と称することがある。）１は、図１（ａ）に示されるように、前記自己接着性シリコーンゴム組成物を単層のリング状であって平坦な平形に成形されてなる。このシールパッキン材１は、介挿される前記鍔の寸法に適合する寸法に調整され、具体的には、外径が前記鍔の外径以下、内径が前記鍔の内径以上であり、厚さが約２ｍｍに設定されている。
【００２０】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材の別の一例である鍔付管継手用シールパッキン材（以下、単にシールパッキン材と称することがある。）２は、図１（ｂ）に示されるように、前記自己接着性シリコーンゴム組成物を単層のリング状であって平坦な平形に成形され、締結具のボルトが挿通される貫通孔２ａが円周方向に等間隔に８個穿孔されてなる。前記貫通孔２ａそれぞれは円形を成しており、その中心がシールパッキン２の半径方向略中央に配置されている。前記シールパッキン材２は、介挿される前記鍔付管継手の鍔の寸法に適合する寸法に調整され、具体的には、外径が前記鍔の外径以下、内径が前記鍔の内径以上であり、厚さが約２ｍｍに設定されている。前記貫通孔２ａそれぞれは前記ボルトの外径（山径）以上でシールパッキン２の外径と内径との差よりも小さな直径を有している。
【００２１】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材のまた別の一例である鍔付管継手用シールパッキン材（以下、単にシールパッキン材と称することがある。）３は、図１（ｃ）に示されるように、前記自己接着性シリコーンゴム組成物を直線的に延在する単層の帯状であって平坦な平形に成形されてなる。このシールパッキン材３は、介挿される前記鍔付管継手の鍔の寸法に適合する寸法に調整され、具体的には、幅又は厚さが前記鍔の外径以下、内径が前記鍔の内径以上であり、厚さ又は幅が約２ｍｍに設定されている。
【００２２】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材を形成可能な前記自己接着性シリコーンゴム組成物は自己接着性を有している。自己接着性とは、前記自己接着性シリコーンゴム組成物が介挿又は配置された部材に自らの接着力で接着又は粘着する特性をいう。自己接着性シリコーンゴム組成物が自己接着性を発揮するには、前記シリコーンゴム組成物が接着性を有するシリコーンゴムを含有する場合、又は、接着成分等を含有する場合等が挙げられる。この発明において、自己接着性シリコーンゴム組成物は自己接着性を有していればよく、その接着強度は特に限定されず、接合する管の寸法、用途等に応じて適宜に決定される。例えば、前記自己接着性として、８ｋｇｆ／ｃｍ２以上の、前記自己接着性シリコーンゴム組成物の硬化後の引張り強さが挙げられる。引張り強さはＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて測定することができる。すなわち、２３℃、１０％ＲＨの環境下で十分に冷却した２本ロールを用いて、自己接着性シリコーンゴム組成物の２ｍｍ厚みのシートを作製し、このシートを２３℃、５０％の雰囲気で２週間養生し、得られた硬化物を用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５１に記載の「３号ダンベル試験片」を作製して、引張速度５００ｍｍ／分の条件で測定した値を引張り強さ（Ｎ／ｍｍ２）とする。
【００２３】
前記自己接着性シリコーンゴム組成物は、所望の形状に成形可能であり、成形後の形状を保持する。換言すると、前記自己接着性シリコーンゴム組成物は流動性がなく圧縮により変形する特性を有している。具体的には、前記自己接着性シリコーンゴム組成物は、ウイリアムス可塑度（２５℃）が１５０〜４５０であるのが好ましく、１５０〜３５０であるのが特に好ましい。ウイリアムス可塑度が前記範囲内にあると、圧縮により容易に変形するから、介挿又は配置された部材に追従して適合してこれらとの密着性に優れ、高い接着強さを発揮するうえ、成形後の形状を長期間にわたって保持することができる。ウイリアムス可塑度は、ＪＩＳ Ｋ６２４９：１９９７（未硬化及び硬化シリコーンゴムの試験方法）に準じて測定する。すなわち、２５℃の環境下において、自己接着性シリコーンゴム組成物２ｇを球状の試験片とし、この試験片をセロハン紙に挟んで、ダイヤルゲージの付いた平行板可塑度計（上島製作所製「ウイリアムスプラストメータ」）中にセットし、５ｋｇの荷重を加えて３分間放置した後、ダイヤルゲージの目盛りをミリメートルまで読み取り、試験片の厚さを記録して、この数値を１００倍してウイリアムス可塑度とする。
【００２４】
このような特性を有する前記自己接着性シリコーンゴム組成物として、例えば、接着性を有するシリコーンゴムを含有する付加硬化型シリコーンゴム組成物、又は、接着性を有するシリコーンゴムを含有する縮合硬化型シリコーンゴム組成物等が挙げられる。前記自己接着性シリコーンゴム組成物は、作業性を考慮すると前記縮合硬化型シリコーンゴム組成物であるのが好ましい。
【００２５】
前記付加硬化型シリコーンゴム組成物は、Ａ）少なくとも２個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンと、Ｂ）少なくとも２個のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを含有し、付加反応により硬化するシリコーンゴム組成物であればよく、例えば、特開２００４−３１５５７１号公報に記載のシリコーンゴム組成物（以下、シリコーンゴム組成物と称することがある。）が挙げられる。
【００２６】
このシリコーンゴム組成物は、Ａ）少なくとも２個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンと、Ｂ）少なくとも２個のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、Ｄ）充填剤とを含有する付加硬化型シリコーンゴム組成物であって、硬化した後のオルガノポリシロキサンのケイ素原子に結合する全置換基の２モル％以上が、フルオロアルキル基以外の炭素数２以上の置換もしくは非置換の一価炭化水素基であることを特徴とするシリコーンゴム組成物である。
【００２７】
前記シリコーンゴム組成物は、前記Ａ）〜Ｄ）成分に加えて、所望により、接着性を賦与、向上させるＥ）接着付与成分を含有しているのが好ましい。Ｅ）接着付与成分としては、例えば、シランカップリング剤及びこれらの部分加水分解物、エポキシ基、酸無水物基、α−シアノアクリル基を有する有機化合物及びこれらの基を含有するシロキサン化合物、又は、これらの基とアルコキシシリル基若しくはヒドロシリル基を併有する有機化合物若しくはシロキサン化合物；チタンカップリング剤、チタネート等のチタン化合物等が挙げられる。Ｅ）接着付与成分は前記Ａ）オルガノポリシロキサン１００質量部に対して０．０１〜１０質量部を含有するのが好ましい。
【００２８】
前記シリコーンゴム組成物は、前記Ａ）〜Ｄ）成分に加えて、例えば、ヒュームド酸化チタン、カーボンブラック、ケイ藻土、酸化鉄、酸化アルミニウム、アルミノケイ酸塩、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、これらの充填剤の表面を前記の有機ケイ素化合物で処理した充填剤等、導電性、熱伝導性、難燃性等の機能を付与するための充填剤等を含有してもよい。
【００２９】
このシリコーンゴム組成物は、室温又は室温以上の温度で付加架橋反応が進行して硬化し、ゴム弾性体となる。このシリコーンゴム組成物の硬化は、例えば、２３℃、７日でほぼ完了する。
【００３０】
前記縮合硬化型シリコーンゴム組成物は、分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合した水酸基又は加水分解性基を有するジオルガノポリシロキサンと、加水分解性基を１分子中に２個以上有するシラン又はその部分加水分解物とを含有し、縮合反応により硬化するシリコーンゴム組成物であればよく、例えば、特開２００４−１７５９５９号公報に記載の硬化性定形シリコーンゴム組成物（以下、硬化性定形シリコーンゴム組成物と称することがある。）が挙げられる。
【００３１】
この硬化性定形シリコーンゴム組成物は、分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合した水酸基又は加水分解性基を有するジオルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、加水分解性基を１分子中に２個以上有するシラン又はその部分加水分解物とを配合した縮合硬化型シリコーンゴム組成物であって、ベースポリマーであるジオルガノポリシロキサンのケイ素原子に結合する全置換基の２モル％以上が、炭素数２以上の置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、硬化前に定形に成形された、平行板可塑度計による可塑度が２５℃で１５０〜４５０である硬化性定形シリコーンゴム組成物である。
【００３２】
前記硬化性定形シリコーンゴム組成物は、さらに、架橋剤、硬化触媒、充填剤、チクソトロピー性付与剤、耐熱性向上剤、耐寒性向上剤、脱水剤、防錆剤、前記Ｅ）接着付与成分、液状補強剤、希釈剤等を含有してもよい。
【００３３】
この硬化性定形シリコーンゴム組成物は、室温で湿気によって縮合架橋反応が進行して硬化し、ゴム弾性体となる。この硬化性定形シリコーンゴム組成物の硬化は、例えば、２０℃、５５％ＲＨの環境下３〜７日でほぼ完了する。
【００３４】
前記自己接着性シリコーンゴム組成物の成形は、一般的に知られたゴムの成形方法で行うことができ、例えば、押出機により押出成形することによって、また、二本ロール、カレンダーロール等によって、所望形状の成形体に成形することができる。
【００３５】
前記自己接着性シリコーンゴム組成物の成形は、自己接着性シリコーンゴム組成物が硬化しない条件で実施する。例えば、前記シリコーンゴム組成物の場合には、低温環境で成形することが好ましく、具体的には、０℃以下で成形するのが好ましい。前記硬化性定形シリコーンゴム組成物の場合には、大気中の水分又は湿気で硬化反応が進行しないように低湿度環境で成形することが好ましく、具体的には、２３℃以下でかつ２０％ＲＨ以下で成形するのが好ましい。
【００３６】
前記シールパッキン材１〜３は、前記自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成るから、未硬化状態では流動しないものの比較的柔らかく、鍔付管継手の締結状態に追従して適合するように圧縮されることができる。また、前記シールパッキン材１〜３は、自己接着性を有しているから、前記のように圧縮された状態で鍔付管継手それぞれに接着することができる。このように、前記シールパッキン材１〜３は、鍔付管継手それぞれの表面に圧接しているから、鍔付管継手同士の高いシール性を発揮して、鍔付管継手近傍から管の内部を流通する流体が漏出することを防止することができる。したがって、前記シールパッキン材１〜３は鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を液密状態に接続することができる。
【００３７】
このように、前記シールパッキン材１〜３が鍔付管継手それぞれの表面に圧接していると、たとえ、鍔付管継手が片締め状態に締結されても、また、鍔付管継手に外部から振動が伝わり又は外部から応力等がかかっても、鍔付管継手同士の高いシール性を長期間にわたって保持することができる。したがって、前記シールパッキン材１〜３は、たとえ、鍔付管継手が片締め状態に締結されても、また、鍔付管継手に外部から振動が伝わり又は外部から応力等がかかっても、鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を長期間にわたって液密状態に接続することができる。
【００３８】
また、前記シールパッキン材１〜３は、前記自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成るから、管の内部を流通する流体が水、温水、熱水又は水蒸気である場合には、これらに対する耐久性が特に高く、鍔付管継手同士の高いシール性を長期間にわたって発揮することができる。
【００３９】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、前記シールパッキン材１〜３はいずれも一層構造に形成されているが、この発明において、鍔付管継手用シールパッキン材は２層以上の積層体として形成されていてもよい。この場合には、鍔付管継手用シールパッキン材の両表面となる外層が前記自己接着性シリコーンゴム組成物で形成されていればよく、その中間層は前記自己接着性シリコーンゴム組成物の他に金属、樹脂等で形成されていてもよい。
【００４０】
また、前記シールパッキン材１〜３はリング状又は帯状に形成されているが、この発明において、鍔付管継手用シールパッキン材は他の形状に成形されていてもよい。
【００４１】
この発明に係る管の接続方法は、鍔付管継手を有する管同士を前記鍔付管継手で接続する方法であって、鍔付管継手を有する第１の管及び第２の管を前記鍔付管継手同士が対面するように配置し、前記鍔付管継手の間に自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材を介挿し、前記鍔付管継手同士を締結具で締結して前記鍔付管継手用シールパッキン材を圧縮し、前記鍔付管継手用シールパッキン材を硬化する方法である。
【００４２】
この発明に係る管の接続方法（以下、この発明に係る方法と称することがある。）において、この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材、及び、接続する管を少なくとも２本準備する。前記鍔付管継手用シールパッキン材は前記した通りであり、具体的には前記シールパッキン材２を準備する。準備する管は、その端部に鍔付管継手を有する管であって前記した通りである。この発明に係る方法においては、外部からの振動が伝わる位置に配設される水配管として、図２に示されるように、管本体１２とこの管本体１２の端部に形成され、端面に鍔１４からなる鍔付管継手１３とを備えた第１の管１１、及び、管本体２２とこの管本体２２の端部に形成され、端面に鍔２４からなる鍔付管継手２３とを備えた第２の管２１を準備する。前記第１の管１１の鍔１４及び第２の管２１の鍔２４それぞれには締結具３１のボルト３２が挿通される挿通孔１５及び２５が円周方向に等間隔に８個穿孔されている。
【００４３】
この発明に係る方法においては、次いで、第１の管１１の鍔付管継手１３と第２の管２１の鍔付管継手２３とが対面するように、好ましくは第１の管１１の軸線と第２の管２１との軸線とが一致するように、第１の管１１と第２の管２１とを直列に配置する。
【００４４】
この発明に係る方法においては、所望により、前記鍔１４及び／又は前記鍔２４の表面にプライマーを塗布する。このプライマーは、特に限定されず、例えば前記自己接着性シリコーンゴム組成物に応じて適宜に選択され、具体的には、プライマーＣ、ＭＴ、Ｄ−２、Ｕ、Ｔ、ＦＥＳ−１（商品名、いずれも信越化学工業株式会社製）等が挙げられる。特に、前記自己接着性シリコーンゴム組成物が縮合硬化型シリコーンゴム組成物である場合にはプライマーを塗布するのが好ましい。
【００４５】
この発明に係る方法においては、次いで、対面配置した鍔付管継手１３及び１４の間にシールパッキン材２を介挿する。このとき、シールパッキン材２は、その貫通孔２ａが前記鍔１４及び２４それぞれに穿孔された挿通孔１５及び２５と略一致するように、配置される。
【００４６】
この発明に係る方法においては、次いで、鍔付管継手１３及び２３同士を締結具３１で締結してシールパッキン材２を圧縮する。例えば、鍔付管継手１３側から順に挿通孔１５、貫通孔２ａ及び挿通孔２５にボルト３２を挿通し、鍔２４から突出したボルト３２の先端をナット３３で締結する。このとき、シールパッキン材２が圧縮されるように、鍔付管継手１３及び２３を締結する。この発明においては、シールパッキン材２は鍔付管継手１３及び２３の締結状態に追従して圧縮変形するから、鍔付管継手１３及び２３は片締め状態に締結されていてもよいが、より一層高シール性を確保するには鍔付管継手１３及び２３を均一な締付力で締結するのが好ましい。この発明において、鍔付管継手１３及び２３の締結量は、シールパッキン材２が圧縮される程度であれば特に限定されず、例えば、圧縮後のシールパッキン材２の厚さが圧縮前のシールパッキン材２の厚さの２５〜７５％となるように、調整することができる。
【００４７】
この発明に係る方法においては、次いで、この締結状態を保持したままシールパッキン材２を硬化する。シールパッキン材２を硬化すると鍔付管継手用シールパッキン５となる。シールパッキン材２が前記付加硬化型シリコーンゴム組成物で形成されている場合には前記シールパッキン材２に熱を加えてシールパッキン材２を硬化させることができる。シールパッキン材２への加熱は硬化前のシールパッキン材２よりも相対的に高い温度になるように行われる。例えば、低温保存されているシールパッキン材２は常温下で放置等することで硬化させることができる。シールパッキン材２が前記縮合硬化型シリコーンゴム組成物で形成されている場合には前記シールパッキン材２に湿気を与えてシールパッキン材２を硬化させることができる。シールパッキン材２への湿気の供給は硬化前のシールパッキン材２よりも相対的に高い湿度下で放置等することで硬化させることができる。例えば、密閉保存されているシールパッキン材２は常温下で放置等することで硬化させることができる。
【００４８】
この発明に係る方法は、前記シールパッキン材２を鍔付管継手１３及び２３の間に介挿して鍔付管継手１３及び２３を締結するから、前記シールパッキン材２を締結具３１の締結状態に適合するように圧縮した状態で鍔付管継手１３及び２３それぞれに接着させることができる。このように、前記シールパッキン材２は鍔付管継手１３及び２３それぞれの表面に圧接しているから、鍔付管継手１３及び２３同士の高いシール性を発揮して、鍔付管継手１３及び２３それぞれの近傍から流体が漏出することを防止することができる。したがって、この発明に係る方法は、鍔付管継手１３及び２３とのシール性に優れ、鍔付管継手１３を有する第１の管１１と鍔付管継手２３を有する第２の管２１とを液密状態に接続することができる。
【００４９】
このように、この発明に係る方法において、前記シールパッキン材２を鍔付管継手１３及び２３それぞれの表面に圧接させると、たとえ、鍔付管継手１３及び２３が片締め状態に締結されても、また、鍔付管継手１３及び２３に外部から振動が伝わり又は外部から応力等がかかっても、鍔付管継手１３及び２３同士の高いシール性を長期間にわたって保持することができる。したがって、この発明に係る方法は、たとえ、鍔付管継手１３及び２３が片締め状態に締結されても、また、鍔付管継手１３及び２３に外部から振動が伝わり又は外部から応力等がかかっても、鍔付管継手１３及び２３とのシール性に優れ、第１の管１１と第２の管２１とを長期間にわたって液密状態に接続することができる。
【００５０】
また、この発明に係る方法は、前記シールパッキン材２を用いて第１の管１１と第２の管２１とを接続するから、これらの管１１及び２１の内部を流通する流体が水、温水、熱水又は水蒸気である場合には、これらに対する耐久性が特に高く、鍔付管継手１３及び２３同士の高いシール性を長期間にわたって発揮させることができる。
【００５１】
この発明に係る管の接続方法は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、前記したこの発明に係る方法においては、貫通孔２ａが穿孔された前記シールパッキン材２を用いているが、この発明においては、貫通孔が穿孔されていない前記シールパッキン材１を用いて鍔付管継手の間に介挿される際に前記貫通孔を穿孔してもよく、また、鍔付管継手の表面に前記シールパッキン材３をリング状に配置してもよい。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
内径が１５０ｍｍで肉厚が４．５ｍｍの管本体１２と、この管本体１２の端部に形成され、外径が２００ｍｍで肉厚が４．５ｍｍの鍔付管継手１３とを備えた第１の管１１と、第１の管１１と同様の第２の管１２とを準備した。第１の管１１及び第２の管１２における挿通孔１５及び２５の直径は１０ｍｍであった。
【００５３】
一方、図１（ｂ）に示されるシールパッキン材２を準備した。このシールパッキン材２は、前記縮合硬化型シリコーンゴム組成物（商品名「ポリマーエース ＨＪ−１４Ｓ」、信越ポリマー株式会社製）で、外径が１８５ｍｍ、内径が１５０ｍｍのリング状平形に形成され、貫通孔２ａの直径は１０ｍｍであった。
【００５４】
この縮合硬化型シリコーンゴム組成物は、そのウイリアムス可塑度（２５℃）が２００で、硬化後の引張り強さが１０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００５５】
プライマーが塗布された前記鍔付管継手１３とプライマーが塗布された前記鍔付管継手２３とが対面するように前記第１の管１１と前記第２の管２１とを直列に配置して、これらの間に挿通孔１５及び２５と貫通孔２ａとが一致するようにシールパッキン材２を介挿した。次いで、８本のボルト３２それぞれを鍔付管継手１３側から順に挿通孔１５、貫通孔２ａ及び挿通孔２５に挿通して鍔２４から突出したボルト３２の先端をナット３３で、均一な締付力となるように締結した。このときの鍔付管継手１３と鍔付管継手２３との距離すなわち圧縮後のシールパッキン材２の厚さを圧縮前のシールパッキン材２の厚さの約５０％とした。このまま常温下で放置し、シールパッキン材２を硬化させて、第１の管１１と第２の管１２とを接続した。
【００５６】
（実施例２）
シールパッキン材２に代えて前記縮合硬化型シリコーンゴム組成物（商品名「ポリマーエース ＨＪ−１５８８Ｌ」、信越ポリマー株式会社製）で形成されたシールパッキン材２を用いて、鍔付管継手１３及び２３にプライマーを塗布しなかったこと以外は、実施例１と基本的に同様にして、第１の管１１と第２の管１２とを接続した。この縮合硬化型シリコーンゴム組成物は、そのウイリアムス可塑度（２５℃）が２００で、硬化後の引張り強さが１０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００５７】
（実施例３）
前記シールパッキン材２に代えて付加硬化型シリコーンゴム組成物（商品名「ポリマーエース ＨＲ−２３８８Ｓ」、信越ポリマー株式会社製）で形成されたシールパッキン材２を用いて、鍔付管継手１３及び２３にプライマーを塗布しなかったこと以外は、実施例１と基本的に同様にして、第１の管１１と第２の管１２とを接続した。この縮合硬化型シリコーンゴム組成物は、そのウイリアムス可塑度（２５℃）が２７０で、硬化後の引張り強さが１０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００５８】
（比較例１）
前記シールパッキン材２に代えてＥＰＤＭで形成されたパッキンを用いて硬化反応を実施しなかったこと以外は、実施例１と基本的に同様にして、第１の管１１と第２の管１２とを接続した。なお、このシールパッキン材２は硬化体である。
【００５９】
実施例１〜３のシールパッキン材２はいずれも自己接着性を有しているから、これらのシールパッキン材２は、管１１と１２とに外部から振動が伝わる場合であっても鍔付管継手１３と鍔付管継手２３とに接着してこれらを高いシール性で液密状態に接続できる一方で、比較例１のパッキンはＥＰＤＭで作製され自己接着性を有していないから、このパッキンは単に管１１と１２とに挟圧された状態にあってシール性はそれほど高くなく、特に管１１と１２とに外部から振動が伝わる場合には内部を流通する流体が漏れやすいことが容易に推測される。
【００６０】
（水漏れ試験）
前記推測を実証するため、実施例１〜３及び比較例１で接続され第１の管１１と第２の管１２との接続体を用いて漏れ試験を実施した。具体的には、これら接続体の一方の開口を塞ぎ、その内部に水を充満させた後に他方の開口を塞いで１日間放置した後、第１の管１１と第２の管１２との接続部、すなわち、鍔付管継手１３及び／又は１４とシールパッキン材２又はパッキンとの間から水の漏れを確認した。その結果、実施例１〜３の接続体はいずれも接続部からの水漏れは確認できなかったのに対して、比較例１の接続体は接続部からの水漏れが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材が用いられる管、及び、この発明に係る管の接続方法で接続される管は、家庭用、工場用、建築用等の各種配管を形成する管又は家庭用、工場用、建築用等の各種配管に用いられる管が好適であり、外部からの振動が伝わり若しくは外部からの応力等がかかる位置、用途及び装置に配設される各種配管を形成する管、又は、外部からの振動が伝わり若しくは外部からの応力等がかかる位置、用途及び装置に配設される各種配管に用いられる管等が特に好適である。前記位置、用途及び装置に配設される配管としては、例えば、ポンプ又は反応釜近辺等の各種配管、電車、新幹線、自動車の車両に配設される各種配管等が挙げられ、前記各種配管としては、例えば、水配管、排水配管、燃料配管、空気ダクト、廃棄排出管等が挙げられる。これらの配管として、流体に着目すると、例えば、水、温水、熱水、オイル、液状冷媒及び液状熱媒等の液体、又は、空気、水蒸気及び不活性ガス等の気体が流通する管が挙げられ、より具体的には、例えば、洗面所、手洗所、調理台等の排水管、給水管、各種オイル管等が挙げられる。なお、これらの管内を流体が流通する条件、例えば、流体の種類、流通圧力、流通速度、温度等は特に限定されない。
【符号の説明】
【００６２】
１、２、３ （鍔付管継手用）シールパッキン材
２ａ 貫通孔
５ 鍔付管継手用シールパッキン
１１ 第１の管
１２、２２ 管本体
１３、２３ 鍔付管継手
１４、２５ 挿通孔
２１ 第２の管
３１ 締結具
３２ ボルト
３３ ナット
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鍔付管継手用シールパッキン材及び管の接続方法に関し、さらに詳しくは、鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を液密状態に接続することのできる鍔付管継手用シールパッキン材及び管の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
端部に鍔付管継手を有する管同士を接続する方法として、互いに対面するように配置された前記鍔付管継手同士の間にパッキンを介挿して前記鍔付管継手同士を締結具で締結する方法が挙げられる。この方法に用いられるパッキンは、例えば、金属、ゴム又は樹脂等で前記鍔付管継手の形状に形成されており、前記管が接続された状態において前記鍔付管継手で圧縮されている。前記ゴムとしては、例えば、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム等が挙げられる。
【０００３】
管を接続するのに用いられるパッキンとして、例えば、特許文献１には、「フランジにある接合ボルト挿通孔の最外縁を結ぶ外接円の直径よりも小さく且つフランジにある接合ボルト挿通孔の最内縁を結ぶ内接円の直径よりも大きい外縁径を有する輪状平形パッキンであって、フランジにある接合ボルト挿通孔に対応する位置に接合ボルトを挿通可能な大きさの欠けが設けられている、パッキン」が記載されている。
【０００４】
前記のようにして接続された管、特に、前記鍔付管継手に外部から振動が伝わり又は外部から応力等がかかると、均一な締付力で圧縮されていたパッキンにかかる前記締付力が変動してパッキンが変形し、管内を流通する流体が鍔付管継手との間に生じた隙間から漏出することがある。特に、振動及び応力等が大きくなると、パッキンの変形も大きくなって流体の漏出が顕著になる。
【０００５】
また、前記接続方法において、前記鍔付管継手同士が均一な締付力で締結されていないと、例えば、前記締結具が所謂「片締め」状態にあると、パッキンと鍔付管継手との間に徐々に隙間が生じて、管内を流通する流体が漏出することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を液密状態に接続することのできる鍔付管継手用シールパッキン材及び管の接続方法を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材であり、
請求項２は、前記自己接着性シリコーンゴム組成物は、リング状又は帯状に成形されている請求項１に記載の鍔付管継手用シールパッキン材であり、
請求項３は、鍔付管継手を有する管を接続する方法であって、鍔付管継手を有する第１の管及び第２の管を前記鍔付管継手同士が対面するように配置し、前記鍔付管継手の間に自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材を介挿し、前記鍔付管継手同士を締結具で締結して前記鍔付管継手用シールパッキン材を圧縮し、前記鍔付管継手用シールパッキン材を硬化する管の接続方法である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成るから、鍔付管継手の締結状態に適合するように圧縮された状態で鍔付管継手それぞれに接着して、鍔付管継手同士の高いシール性を発揮する。
【００１０】
また、この発明に係る管の接続方法は、この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材を鍔付管継手の間に介挿し鍔付管継手を締結して硬化させるから、前記鍔付管継手用シールパッキン材を締結具の締結状態に適合するように圧縮した状態で鍔付管継手それぞれに接着させることができ、鍔付管継手同士の高いシール性を確保することができる。
【００１１】
したがって、この発明によれば、鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を液密状態に接続することのできる鍔付管継手用シールパッキン材及び管の接続方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材の一例を示す図である。
【図２】図２は、この発明に係る管の接続方法によって２つの管を接続した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、鍔付管継手を有する管の鍔付管継手同士、具体的には鍔同士を接続又は締結する方法に用いられ、自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る部材である。
【００１４】
この発明において、「シールパッキン材」は、シールパッキンとなる硬化前の成形体を意味するが、場合によっては前記成形体が硬化して成るシールパッキン自体をも意味することがある。また、この発明において、「シールパッキン」は、単にパッキン、パッキンシールとも称される。この発明においては、「鍔」はフランジとも称され、通常、管の半径方向外側に向かってリング状に突出する外向きフランジを意味する。
【００１５】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、種々の形状に成形されている。例えば、この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、リング状、円板状、半円板状、楕円板状、半楕円板状、帯状、紐状等の形状に成形される。この鍔付管継手用シールパッキン材は、例えば、前記鍔に穿孔された締結具のボルト等が挿通する挿通孔に対応する位置に穿孔された貫通孔を有していてもよい。この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材はその表面が平滑な平形形状に成形されるのが好ましいが、前記鍔付管継手の表面形状に適合する凹凸面とされてもよい。この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は１層構造であっても複数層構造であってもよい。
【００１６】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、接続される管の内部を流通する流体の流通を阻害しない寸法に調整され、例えば、接続される管の内径すなわち鍔の内径以上の内径と、前記鍔の外径以下の外径とを有している。したがって、この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、前記鍔の幅、すなわち、鍔の外径と内径との差と同じ又は小さい幅を有している。鍔付管継手用シールパッキン材の厚さは、前記接続する鍔付管継手に応じて適宜に調整され、例えば１〜５ｍｍの範囲から選択され、接続部に、大きな振動が伝わり、又は、大きな応力等がかかる場合には２〜５ｍｍ程度の比較的厚めにされる。
【００１７】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材で接続される管は、その端部に鍔付管継手を有する管であって、その内部に、水、オイル、冷媒及び熱媒等の液体、又は、空気、水蒸気及び不活性ガス等の気体が流通する管である。このような管は、例えば、管本体と、この管本体の端部に形成された鍔付管継手とを備えており、鍔付管継手は、単に鍔のみから形成されていてもよく、管本体の端部から連設され前記端部に向かって徐々に拡径する膨張部とこの膨張部の端面に鍔を有する鍔付管継手等であってもよい。鍔付管継手が単に鍔のみから形成されている例として、例えば、図２に示される管１１及び２１が挙げられる。このような管の寸法は特に限定されず、流体、用途等に応じて適宜に調整される。前記管内を流体が流通する条件、例えば、流体の種類、流通圧力、流通速度、温度等は特に限定されない。
【００１８】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材で接続される管は、例えば、家庭用、工場用、建築用等の各種配管を形成する管又は前記各種配管に用いられる管であり、例えば、水配管、排水配管、燃料配管、空気ダクト、廃棄排出管等が挙げられる。この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材で接続される管は、特に、外部からの振動が伝わり若しくは外部からの応力等がかかる位置、用途及び装置に配設される各種配管を形成する管、又は、外部からの振動が伝わり若しくは外部からの応力等がかかる位置、用途及び装置に配設される各種配管に用いられる管等が好適である。
【００１９】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材の一例である鍔付管継手用シールパッキン材（以下、単にシールパッキン材と称することがある。）１は、図１（ａ）に示されるように、前記自己接着性シリコーンゴム組成物を単層のリング状であって平坦な平形に成形されてなる。このシールパッキン材１は、介挿される前記鍔の寸法に適合する寸法に調整され、具体的には、外径が前記鍔の外径以下、内径が前記鍔の内径以上であり、厚さが約２ｍｍに設定されている。
【００２０】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材の別の一例である鍔付管継手用シールパッキン材（以下、単にシールパッキン材と称することがある。）２は、図１（ｂ）に示されるように、前記自己接着性シリコーンゴム組成物を単層のリング状であって平坦な平形に成形され、締結具のボルトが挿通される貫通孔２ａが円周方向に等間隔に８個穿孔されてなる。前記貫通孔２ａそれぞれは円形を成しており、その中心がシールパッキン２の半径方向略中央に配置されている。前記シールパッキン材２は、介挿される前記鍔付管継手の鍔の寸法に適合する寸法に調整され、具体的には、外径が前記鍔の外径以下、内径が前記鍔の内径以上であり、厚さが約２ｍｍに設定されている。前記貫通孔２ａそれぞれは前記ボルトの外径（山径）以上でシールパッキン２の外径と内径との差よりも小さな直径を有している。
【００２１】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材のまた別の一例である鍔付管継手用シールパッキン材（以下、単にシールパッキン材と称することがある。）３は、図１（ｃ）に示されるように、前記自己接着性シリコーンゴム組成物を直線的に延在する単層の帯状であって平坦な平形に成形されてなる。このシールパッキン材３は、介挿される前記鍔付管継手の鍔の寸法に適合する寸法に調整され、具体的には、幅又は厚さが前記鍔の外径以下、内径が前記鍔の内径以上であり、厚さ又は幅が約２ｍｍに設定されている。
【００２２】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材を形成可能な前記自己接着性シリコーンゴム組成物は自己接着性を有している。自己接着性とは、前記自己接着性シリコーンゴム組成物が介挿又は配置された部材に自らの接着力で接着又は粘着する特性をいう。自己接着性シリコーンゴム組成物が自己接着性を発揮するには、前記シリコーンゴム組成物が接着性を有するシリコーンゴムを含有する場合、又は、接着成分等を含有する場合等が挙げられる。この発明において、自己接着性シリコーンゴム組成物は自己接着性を有していればよく、その接着強度は特に限定されず、接合する管の寸法、用途等に応じて適宜に決定される。例えば、前記自己接着性として、８ｋｇｆ／ｃｍ２以上の、前記自己接着性シリコーンゴム組成物の硬化後の引張り強さが挙げられる。引張り強さはＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて測定することができる。すなわち、２３℃、１０％ＲＨの環境下で十分に冷却した２本ロールを用いて、自己接着性シリコーンゴム組成物の２ｍｍ厚みのシートを作製し、このシートを２３℃、５０％の雰囲気で２週間養生し、得られた硬化物を用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５１に記載の「３号ダンベル試験片」を作製して、引張速度５００ｍｍ／分の条件で測定した値を引張り強さ（Ｎ／ｍｍ２）とする。
【００２３】
前記自己接着性シリコーンゴム組成物は、所望の形状に成形可能であり、成形後の形状を保持する。換言すると、前記自己接着性シリコーンゴム組成物は流動性がなく圧縮により変形する特性を有している。具体的には、前記自己接着性シリコーンゴム組成物は、ウイリアムス可塑度（２５℃）が１５０〜４５０であるのが好ましく、１５０〜３５０であるのが特に好ましい。ウイリアムス可塑度が前記範囲内にあると、圧縮により容易に変形するから、介挿又は配置された部材に追従して適合してこれらとの密着性に優れ、高い接着強さを発揮するうえ、成形後の形状を長期間にわたって保持することができる。ウイリアムス可塑度は、ＪＩＳ Ｋ６２４９：１９９７（未硬化及び硬化シリコーンゴムの試験方法）に準じて測定する。すなわち、２５℃の環境下において、自己接着性シリコーンゴム組成物２ｇを球状の試験片とし、この試験片をセロハン紙に挟んで、ダイヤルゲージの付いた平行板可塑度計（上島製作所製「ウイリアムスプラストメータ」）中にセットし、５ｋｇの荷重を加えて３分間放置した後、ダイヤルゲージの目盛りをミリメートルまで読み取り、試験片の厚さを記録して、この数値を１００倍してウイリアムス可塑度とする。
【００２４】
このような特性を有する前記自己接着性シリコーンゴム組成物として、例えば、接着性を有するシリコーンゴムを含有する付加硬化型シリコーンゴム組成物、又は、接着性を有するシリコーンゴムを含有する縮合硬化型シリコーンゴム組成物等が挙げられる。前記自己接着性シリコーンゴム組成物は、作業性を考慮すると前記縮合硬化型シリコーンゴム組成物であるのが好ましい。
【００２５】
前記付加硬化型シリコーンゴム組成物は、Ａ）少なくとも２個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンと、Ｂ）少なくとも２個のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを含有し、付加反応により硬化するシリコーンゴム組成物であればよく、例えば、特開２００４−３１５５７１号公報に記載のシリコーンゴム組成物（以下、シリコーンゴム組成物と称することがある。）が挙げられる。
【００２６】
このシリコーンゴム組成物は、Ａ）少なくとも２個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンと、Ｂ）少なくとも２個のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、Ｄ）充填剤とを含有する付加硬化型シリコーンゴム組成物であって、硬化した後のオルガノポリシロキサンのケイ素原子に結合する全置換基の２モル％以上が、フルオロアルキル基以外の炭素数２以上の置換もしくは非置換の一価炭化水素基であることを特徴とするシリコーンゴム組成物である。
【００２７】
前記シリコーンゴム組成物は、前記Ａ）〜Ｄ）成分に加えて、所望により、接着性を賦与、向上させるＥ）接着付与成分を含有しているのが好ましい。Ｅ）接着付与成分としては、例えば、シランカップリング剤及びこれらの部分加水分解物、エポキシ基、酸無水物基、α−シアノアクリル基を有する有機化合物及びこれらの基を含有するシロキサン化合物、又は、これらの基とアルコキシシリル基若しくはヒドロシリル基を併有する有機化合物若しくはシロキサン化合物；チタンカップリング剤、チタネート等のチタン化合物等が挙げられる。Ｅ）接着付与成分は前記Ａ）オルガノポリシロキサン１００質量部に対して０．０１〜１０質量部を含有するのが好ましい。
【００２８】
前記シリコーンゴム組成物は、前記Ａ）〜Ｄ）成分に加えて、例えば、ヒュームド酸化チタン、カーボンブラック、ケイ藻土、酸化鉄、酸化アルミニウム、アルミノケイ酸塩、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、これらの充填剤の表面を前記の有機ケイ素化合物で処理した充填剤等、導電性、熱伝導性、難燃性等の機能を付与するための充填剤等を含有してもよい。
【００２９】
このシリコーンゴム組成物は、室温又は室温以上の温度で付加架橋反応が進行して硬化し、ゴム弾性体となる。このシリコーンゴム組成物の硬化は、例えば、２３℃、７日でほぼ完了する。
【００３０】
前記縮合硬化型シリコーンゴム組成物は、分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合した水酸基又は加水分解性基を有するジオルガノポリシロキサンと、加水分解性基を１分子中に２個以上有するシラン又はその部分加水分解物とを含有し、縮合反応により硬化するシリコーンゴム組成物であればよく、例えば、特開２００４−１７５９５９号公報に記載の硬化性定形シリコーンゴム組成物（以下、硬化性定形シリコーンゴム組成物と称することがある。）が挙げられる。
【００３１】
この硬化性定形シリコーンゴム組成物は、分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合した水酸基又は加水分解性基を有するジオルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、加水分解性基を１分子中に２個以上有するシラン又はその部分加水分解物とを配合した縮合硬化型シリコーンゴム組成物であって、ベースポリマーであるジオルガノポリシロキサンのケイ素原子に結合する全置換基の２モル％以上が、炭素数２以上の置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、硬化前に定形に成形された、平行板可塑度計による可塑度が２５℃で１５０〜４５０である硬化性定形シリコーンゴム組成物である。
【００３２】
前記硬化性定形シリコーンゴム組成物は、さらに、架橋剤、硬化触媒、充填剤、チクソトロピー性付与剤、耐熱性向上剤、耐寒性向上剤、脱水剤、防錆剤、前記Ｅ）接着付与成分、液状補強剤、希釈剤等を含有してもよい。
【００３３】
この硬化性定形シリコーンゴム組成物は、室温で湿気によって縮合架橋反応が進行して硬化し、ゴム弾性体となる。この硬化性定形シリコーンゴム組成物の硬化は、例えば、２０℃、５５％ＲＨの環境下３〜７日でほぼ完了する。
【００３４】
前記自己接着性シリコーンゴム組成物の成形は、一般的に知られたゴムの成形方法で行うことができ、例えば、押出機により押出成形することによって、また、二本ロール、カレンダーロール等によって、所望形状の成形体に成形することができる。
【００３５】
前記自己接着性シリコーンゴム組成物の成形は、自己接着性シリコーンゴム組成物が硬化しない条件で実施する。例えば、前記シリコーンゴム組成物の場合には、低温環境で成形することが好ましく、具体的には、０℃以下で成形するのが好ましい。前記硬化性定形シリコーンゴム組成物の場合には、大気中の水分又は湿気で硬化反応が進行しないように低湿度環境で成形することが好ましく、具体的には、２３℃以下でかつ２０％ＲＨ以下で成形するのが好ましい。
【００３６】
前記シールパッキン材１〜３は、前記自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成るから、未硬化状態では流動しないものの比較的柔らかく、鍔付管継手の締結状態に追従して適合するように圧縮されることができる。また、前記シールパッキン材１〜３は、自己接着性を有しているから、前記のように圧縮された状態で鍔付管継手それぞれに接着することができる。このように、前記シールパッキン材１〜３は、鍔付管継手それぞれの表面に圧接しているから、鍔付管継手同士の高いシール性を発揮して、鍔付管継手近傍から管の内部を流通する流体が漏出することを防止することができる。したがって、前記シールパッキン材１〜３は鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を液密状態に接続することができる。
【００３７】
このように、前記シールパッキン材１〜３が鍔付管継手それぞれの表面に圧接していると、たとえ、鍔付管継手が片締め状態に締結されても、また、鍔付管継手に外部から振動が伝わり又は外部から応力等がかかっても、鍔付管継手同士の高いシール性を長期間にわたって保持することができる。したがって、前記シールパッキン材１〜３は、たとえ、鍔付管継手が片締め状態に締結されても、また、鍔付管継手に外部から振動が伝わり又は外部から応力等がかかっても、鍔付管継手のシール性に優れ、鍔付管継手を有する管同士を長期間にわたって液密状態に接続することができる。
【００３８】
また、前記シールパッキン材１〜３は、前記自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成るから、管の内部を流通する流体が水、温水、熱水又は水蒸気である場合には、これらに対する耐久性が特に高く、鍔付管継手同士の高いシール性を長期間にわたって発揮することができる。
【００３９】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、前記シールパッキン材１〜３はいずれも一層構造に形成されているが、この発明において、鍔付管継手用シールパッキン材は２層以上の積層体として形成されていてもよい。この場合には、鍔付管継手用シールパッキン材の両表面となる外層が前記自己接着性シリコーンゴム組成物で形成されていればよく、その中間層は前記自己接着性シリコーンゴム組成物の他に金属、樹脂等で形成されていてもよい。
【００４０】
また、前記シールパッキン材１〜３はリング状又は帯状に形成されているが、この発明において、鍔付管継手用シールパッキン材は他の形状に成形されていてもよい。
【００４１】
この発明に係る管の接続方法は、鍔付管継手を有する管同士を前記鍔付管継手で接続する方法であって、鍔付管継手を有する第１の管及び第２の管を前記鍔付管継手同士が対面するように配置し、前記鍔付管継手の間に自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材を介挿し、前記鍔付管継手同士を締結具で締結して前記鍔付管継手用シールパッキン材を圧縮し、前記鍔付管継手用シールパッキン材を硬化する方法である。
【００４２】
この発明に係る管の接続方法（以下、この発明に係る方法と称することがある。）において、この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材、及び、接続する管を少なくとも２本準備する。前記鍔付管継手用シールパッキン材は前記した通りであり、具体的には前記シールパッキン材２を準備する。準備する管は、その端部に鍔付管継手を有する管であって前記した通りである。この発明に係る方法においては、外部からの振動が伝わる位置に配設される水配管として、図２に示されるように、管本体１２とこの管本体１２の端部に形成され、端面に鍔１４からなる鍔付管継手１３とを備えた第１の管１１、及び、管本体２２とこの管本体２２の端部に形成され、端面に鍔２４からなる鍔付管継手２３とを備えた第２の管２１を準備する。前記第１の管１１の鍔１４及び第２の管２１の鍔２４それぞれには締結具３１のボルト３２が挿通される挿通孔１５及び２５が円周方向に等間隔に８個穿孔されている。
【００４３】
この発明に係る方法においては、次いで、第１の管１１の鍔付管継手１３と第２の管２１の鍔付管継手２３とが対面するように、好ましくは第１の管１１の軸線と第２の管２１との軸線とが一致するように、第１の管１１と第２の管２１とを直列に配置する。
【００４４】
この発明に係る方法においては、所望により、前記鍔１４及び／又は前記鍔２４の表面にプライマーを塗布する。このプライマーは、特に限定されず、例えば前記自己接着性シリコーンゴム組成物に応じて適宜に選択され、具体的には、プライマーＣ、ＭＴ、Ｄ−２、Ｕ、Ｔ、ＦＥＳ−１（商品名、いずれも信越化学工業株式会社製）等が挙げられる。特に、前記自己接着性シリコーンゴム組成物が縮合硬化型シリコーンゴム組成物である場合にはプライマーを塗布するのが好ましい。
【００４５】
この発明に係る方法においては、次いで、対面配置した鍔付管継手１３及び１４の間にシールパッキン材２を介挿する。このとき、シールパッキン材２は、その貫通孔２ａが前記鍔１４及び２４それぞれに穿孔された挿通孔１５及び２５と略一致するように、配置される。
【００４６】
この発明に係る方法においては、次いで、鍔付管継手１３及び２３同士を締結具３１で締結してシールパッキン材２を圧縮する。例えば、鍔付管継手１３側から順に挿通孔１５、貫通孔２ａ及び挿通孔２５にボルト３２を挿通し、鍔２４から突出したボルト３２の先端をナット３３で締結する。このとき、シールパッキン材２が圧縮されるように、鍔付管継手１３及び２３を締結する。この発明においては、シールパッキン材２は鍔付管継手１３及び２３の締結状態に追従して圧縮変形するから、鍔付管継手１３及び２３は片締め状態に締結されていてもよいが、より一層高シール性を確保するには鍔付管継手１３及び２３を均一な締付力で締結するのが好ましい。この発明において、鍔付管継手１３及び２３の締結量は、シールパッキン材２が圧縮される程度であれば特に限定されず、例えば、圧縮後のシールパッキン材２の厚さが圧縮前のシールパッキン材２の厚さの２５〜７５％となるように、調整することができる。
【００４７】
この発明に係る方法においては、次いで、この締結状態を保持したままシールパッキン材２を硬化する。シールパッキン材２を硬化すると鍔付管継手用シールパッキン５となる。シールパッキン材２が前記付加硬化型シリコーンゴム組成物で形成されている場合には前記シールパッキン材２に熱を加えてシールパッキン材２を硬化させることができる。シールパッキン材２への加熱は硬化前のシールパッキン材２よりも相対的に高い温度になるように行われる。例えば、低温保存されているシールパッキン材２は常温下で放置等することで硬化させることができる。シールパッキン材２が前記縮合硬化型シリコーンゴム組成物で形成されている場合には前記シールパッキン材２に湿気を与えてシールパッキン材２を硬化させることができる。シールパッキン材２への湿気の供給は硬化前のシールパッキン材２よりも相対的に高い湿度下で放置等することで硬化させることができる。例えば、密閉保存されているシールパッキン材２は常温下で放置等することで硬化させることができる。
【００４８】
この発明に係る方法は、前記シールパッキン材２を鍔付管継手１３及び２３の間に介挿して鍔付管継手１３及び２３を締結するから、前記シールパッキン材２を締結具３１の締結状態に適合するように圧縮した状態で鍔付管継手１３及び２３それぞれに接着させることができる。このように、前記シールパッキン材２は鍔付管継手１３及び２３それぞれの表面に圧接しているから、鍔付管継手１３及び２３同士の高いシール性を発揮して、鍔付管継手１３及び２３それぞれの近傍から流体が漏出することを防止することができる。したがって、この発明に係る方法は、鍔付管継手１３及び２３とのシール性に優れ、鍔付管継手１３を有する第１の管１１と鍔付管継手２３を有する第２の管２１とを液密状態に接続することができる。
【００４９】
このように、この発明に係る方法において、前記シールパッキン材２を鍔付管継手１３及び２３それぞれの表面に圧接させると、たとえ、鍔付管継手１３及び２３が片締め状態に締結されても、また、鍔付管継手１３及び２３に外部から振動が伝わり又は外部から応力等がかかっても、鍔付管継手１３及び２３同士の高いシール性を長期間にわたって保持することができる。したがって、この発明に係る方法は、たとえ、鍔付管継手１３及び２３が片締め状態に締結されても、また、鍔付管継手１３及び２３に外部から振動が伝わり又は外部から応力等がかかっても、鍔付管継手１３及び２３とのシール性に優れ、第１の管１１と第２の管２１とを長期間にわたって液密状態に接続することができる。
【００５０】
また、この発明に係る方法は、前記シールパッキン材２を用いて第１の管１１と第２の管２１とを接続するから、これらの管１１及び２１の内部を流通する流体が水、温水、熱水又は水蒸気である場合には、これらに対する耐久性が特に高く、鍔付管継手１３及び２３同士の高いシール性を長期間にわたって発揮させることができる。
【００５１】
この発明に係る管の接続方法は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、前記したこの発明に係る方法においては、貫通孔２ａが穿孔された前記シールパッキン材２を用いているが、この発明においては、貫通孔が穿孔されていない前記シールパッキン材１を用いて鍔付管継手の間に介挿される際に前記貫通孔を穿孔してもよく、また、鍔付管継手の表面に前記シールパッキン材３をリング状に配置してもよい。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
内径が１５０ｍｍで肉厚が４．５ｍｍの管本体１２と、この管本体１２の端部に形成され、外径が２００ｍｍで肉厚が４．５ｍｍの鍔付管継手１３とを備えた第１の管１１と、第１の管１１と同様の第２の管１２とを準備した。第１の管１１及び第２の管１２における挿通孔１５及び２５の直径は１０ｍｍであった。
【００５３】
一方、図１（ｂ）に示されるシールパッキン材２を準備した。このシールパッキン材２は、前記縮合硬化型シリコーンゴム組成物（商品名「ポリマーエース ＨＪ−１４Ｓ」、信越ポリマー株式会社製）で、外径が１８５ｍｍ、内径が１５０ｍｍのリング状平形に形成され、貫通孔２ａの直径は１０ｍｍであった。
【００５４】
この縮合硬化型シリコーンゴム組成物は、そのウイリアムス可塑度（２５℃）が２００で、硬化後の引張り強さが１０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００５５】
プライマーが塗布された前記鍔付管継手１３とプライマーが塗布された前記鍔付管継手２３とが対面するように前記第１の管１１と前記第２の管２１とを直列に配置して、これらの間に挿通孔１５及び２５と貫通孔２ａとが一致するようにシールパッキン材２を介挿した。次いで、８本のボルト３２それぞれを鍔付管継手１３側から順に挿通孔１５、貫通孔２ａ及び挿通孔２５に挿通して鍔２４から突出したボルト３２の先端をナット３３で、均一な締付力となるように締結した。このときの鍔付管継手１３と鍔付管継手２３との距離すなわち圧縮後のシールパッキン材２の厚さを圧縮前のシールパッキン材２の厚さの約５０％とした。このまま常温下で放置し、シールパッキン材２を硬化させて、第１の管１１と第２の管１２とを接続した。
【００５６】
（実施例２）
シールパッキン材２に代えて前記縮合硬化型シリコーンゴム組成物（商品名「ポリマーエース ＨＪ−１５８８Ｌ」、信越ポリマー株式会社製）で形成されたシールパッキン材２を用いて、鍔付管継手１３及び２３にプライマーを塗布しなかったこと以外は、実施例１と基本的に同様にして、第１の管１１と第２の管１２とを接続した。この縮合硬化型シリコーンゴム組成物は、そのウイリアムス可塑度（２５℃）が２００で、硬化後の引張り強さが１０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００５７】
（実施例３）
前記シールパッキン材２に代えて付加硬化型シリコーンゴム組成物（商品名「ポリマーエース ＨＲ−２３８８Ｓ」、信越ポリマー株式会社製）で形成されたシールパッキン材２を用いて、鍔付管継手１３及び２３にプライマーを塗布しなかったこと以外は、実施例１と基本的に同様にして、第１の管１１と第２の管１２とを接続した。この縮合硬化型シリコーンゴム組成物は、そのウイリアムス可塑度（２５℃）が２７０で、硬化後の引張り強さが１０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００５８】
（比較例１）
前記シールパッキン材２に代えてＥＰＤＭで形成されたパッキンを用いて硬化反応を実施しなかったこと以外は、実施例１と基本的に同様にして、第１の管１１と第２の管１２とを接続した。なお、このシールパッキン材２は硬化体である。
【００５９】
実施例１〜３のシールパッキン材２はいずれも自己接着性を有しているから、これらのシールパッキン材２は、管１１と１２とに外部から振動が伝わる場合であっても鍔付管継手１３と鍔付管継手２３とに接着してこれらを高いシール性で液密状態に接続できる一方で、比較例１のパッキンはＥＰＤＭで作製され自己接着性を有していないから、このパッキンは単に管１１と１２とに挟圧された状態にあってシール性はそれほど高くなく、特に管１１と１２とに外部から振動が伝わる場合には内部を流通する流体が漏れやすいことが容易に推測される。
【００６０】
（水漏れ試験）
前記推測を実証するため、実施例１〜３及び比較例１で接続され第１の管１１と第２の管１２との接続体を用いて漏れ試験を実施した。具体的には、これら接続体の一方の開口を塞ぎ、その内部に水を充満させた後に他方の開口を塞いで１日間放置した後、第１の管１１と第２の管１２との接続部、すなわち、鍔付管継手１３及び／又は１４とシールパッキン材２又はパッキンとの間から水の漏れを確認した。その結果、実施例１〜３の接続体はいずれも接続部からの水漏れは確認できなかったのに対して、比較例１の接続体は接続部からの水漏れが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
この発明に係る鍔付管継手用シールパッキン材が用いられる管、及び、この発明に係る管の接続方法で接続される管は、家庭用、工場用、建築用等の各種配管を形成する管又は家庭用、工場用、建築用等の各種配管に用いられる管が好適であり、外部からの振動が伝わり若しくは外部からの応力等がかかる位置、用途及び装置に配設される各種配管を形成する管、又は、外部からの振動が伝わり若しくは外部からの応力等がかかる位置、用途及び装置に配設される各種配管に用いられる管等が特に好適である。前記位置、用途及び装置に配設される配管としては、例えば、ポンプ又は反応釜近辺等の各種配管、電車、新幹線、自動車の車両に配設される各種配管等が挙げられ、前記各種配管としては、例えば、水配管、排水配管、燃料配管、空気ダクト、廃棄排出管等が挙げられる。これらの配管として、流体に着目すると、例えば、水、温水、熱水、オイル、液状冷媒及び液状熱媒等の液体、又は、空気、水蒸気及び不活性ガス等の気体が流通する管が挙げられ、より具体的には、例えば、洗面所、手洗所、調理台等の排水管、給水管、各種オイル管等が挙げられる。なお、これらの管内を流体が流通する条件、例えば、流体の種類、流通圧力、流通速度、温度等は特に限定されない。
【符号の説明】
【００６２】
１、２、３ （鍔付管継手用）シールパッキン材
２ａ 貫通孔
５ 鍔付管継手用シールパッキン
１１ 第１の管
１２、２２ 管本体
１３、２３ 鍔付管継手
１４、２５ 挿通孔
２１ 第２の管
３１ 締結具
３２ ボルト
３３ ナット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材。
【請求項２】
前記自己接着性シリコーンゴム組成物は、リング状又は帯状に成形されている請求項１に記載の鍔付管継手用シールパッキン材。
【請求項３】
鍔付管継手を有する管を接続する方法であって、
鍔付管継手を有する第１の管及び第２の管を前記鍔付管継手同士が対面するように配置し、
前記鍔付管継手の間に、自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材を、介挿し、
前記鍔付管継手同士を締結具で締結して前記鍔付管継手用シールパッキン材を圧縮し、
前記鍔付管継手用シールパッキン材を硬化する管の接続方法。
【請求項１】
自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材。
【請求項２】
前記自己接着性シリコーンゴム組成物は、リング状又は帯状に成形されている請求項１に記載の鍔付管継手用シールパッキン材。
【請求項３】
鍔付管継手を有する管を接続する方法であって、
鍔付管継手を有する第１の管及び第２の管を前記鍔付管継手同士が対面するように配置し、
前記鍔付管継手の間に、自己接着性シリコーンゴム組成物を成形して成る鍔付管継手用シールパッキン材を、介挿し、
前記鍔付管継手同士を締結具で締結して前記鍔付管継手用シールパッキン材を圧縮し、
前記鍔付管継手用シールパッキン材を硬化する管の接続方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１７９５９６（Ｐ２０１１−１７９５９６Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４６９１（Ｐ２０１０−４４６９１）
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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