由薄片狀粘土礦物構(gòu)成的薄片及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種適于密封材料的薄片及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在各種工業(yè)的配管凸緣等中使用墊片或密封填料等的密封材料。
[0003] 對于密封材料來說尋求W下的特性。首先，由于配管多暴露于高溫下，因此，要求 耐熱密封性。另外，密封材料制造時從薄片上切下，因此，需要有承受通過湯姆森刀 (Thomson blade)的鉆孔加工的強度。進一步，密封材料還要求壓縮量豐富，使得能夠與表 面具有凹凸的凸緣密著。
[0004] 對于密封材料，提出有各種材料。例如，作為在高溫領(lǐng)域中使用的密封材料，已知 有由膨脹石墨構(gòu)成的密封材料(例如，參照專利文獻1~4)。由膨脹石墨構(gòu)成的密封材料具 有充分的彈性，并且耐熱性優(yōu)異。然而，膨脹石墨在氧存在下在超過500°C的溫度區(qū)域中由 于促進了膨脹石墨的氧化損失，因此，難W長期維持穩(wěn)定的密封性。
[000引另外，在專利文獻5~7中公開有使用了云母的密封材料。專利文獻5的密封材料是 膨脹性云母與纖維的復(fù)合體(Vortex),由于使用了纖維，密封性差，進一步由于通過抄造 (紙抄)進行制作，因此，干燥時剝離的云母再凝集，從而只能形成致密且薄的薄膜，并且壓 縮量小。專利文獻6的密封材料是非膨脹性云母的薄片(Vortex),由于只能制作密度高的薄 片，因此，壓縮量小。專利文獻7的密封材料是膨脹性云母的薄膜，是薄膜狀，并且壓縮量小。
[0006] 在專利文獻8~10中公開了使用了粘±的密封材料。專利文獻8的密封材料由于使 鱗片狀填料平行地取向，成為致密的薄膜，所W只能制造密度高的薄片。因此，壓縮量小，并 且不能掩埋凸緣表面的凹凸，所W面方向的密封性低。
[0007] 專利文獻9的密封材料在粘±填料中加入有機發(fā)泡劑，通過有機發(fā)泡劑的分解產(chǎn) 生的斥力來堵上與凸緣的間隙（接觸面泄漏），但是由于在被加熱·冷卻的狀況下功能降 低，因此，最終密封性降低。專利文獻10的密封材料是粘±與纖維的復(fù)合體，是用纖維賦予 柔軟性的粘±與纖維的復(fù)合體，但是用纖維賦予柔軟性的同時，密封性差。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1:日本特開2011-046794號公報
[0011] 專利文獻2:日本特開平10-130626號公報
[0012] 專利文獻3:日本特開2013-052680號公報
[0013] 專利文獻4:日本專利3310619號公報
[0014] 專利文獻5:日本特開平06-249345號公報
[0015] 專利文獻6:日本專利5047490號公報
[0016] 專利文獻7:日本特開昭60-155523號公報
[0017] 專利文獻8:日本專利3855003號公報
[0018] 專利文獻9:日本特開2011-001231號公報
[0019] 專利文獻10:日本特開2012-193750號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 如上所述，沒有耐熱性、壓縮量、并且強度全部平衡性良好且優(yōu)異的密封材料。
[0021] 本發(fā)明的目的在于提供一種耐熱性優(yōu)異，壓縮量大，并且具有操作性優(yōu)異的強度 的薄片W及密封材料。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，可W提供W下的薄片及其制造方法等。
[0023] 1. 一種薄片，其中，所述薄片由薄片狀粘±礦物構(gòu)成，
[0024] 密度為1.6g/cm3W下，壓縮率為20%W上。
[002引2.如1所述的薄片，其中，厚度方向的氮氣的氣體透過系數(shù)為3.7 X l0-5cmVic恤g -?上。
[0026] 3.如1或2所述的薄片，其中，所述粘±礦物是天然粘±或合成粘±。
[0027] 4.如3所述的薄片，其中，所述天然粘±或合成粘±是云母、賠石、蒙脫石、鐵蒙脫 石、貝得石、皂石、裡皂石、娃儀石、或者綠脫石。
[0028] 5 .如1~4中任一項所述的薄片，其中，所述薄片狀粘±礦物的厚度為0.5ηm~ lOOOnm。
[0029] 6.如1~5中任一項所述的薄片，其中，所述薄片狀粘±礦物是1層或2層W上的層 疊體。
[0030] 7.如1~6中任一項所述的薄片，其中，長軸為15μπι W上的空隙的空隙率為3體積％ W下。
[0031] 8.如1~7中任一項所述的薄片，其中，大氣氣氛下450°CW上的加熱循環(huán)試驗后的 密封性降低為5倍W內(nèi)。
[0032] 9.如1~8中任一項所述的薄片，其中，彎曲強度為IMPaW上。
[0033] 10. -種密封材料，其中，使用了 1~9中任一項所述的薄片。
[0034] 11.如10所述的密封材料，其中，所述密封材料為墊片或密封填料。
[0035] 12.-種薄片的制造方法，其中，將薄片狀粘±礦物無取向地集中成型為薄片狀。
[0036] 13.如12所述的薄片的制造方法，其中，使分散有所述薄片狀粘±礦物的分散液結(jié) 冰并使之冷凍干燥之后，進行壓縮成型。
[0037] 14.如12或13所述的薄片的制造方法，其中，將粘±礦物剝離，從而得到所述薄片 狀粘±礦物。
[0038] 15.如12~14中任一項所述的薄片的制造方法，其中，所述薄片狀粘±礦物的體積 密度為〇.4g/cm 3W下。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明，可W提供一種耐熱性優(yōu)異，壓縮量大，并且具有操作性優(yōu)異的強度的 薄片W及密封材料。
【附圖說明】
[0040] 圖1是配管的凸緣中使用了本發(fā)明的密封材料的概略截面圖。
[0041] 圖2是用于說明實質(zhì)泄漏和接觸面泄漏的圖。
[0042] 圖3是用于說明由無取向的薄片狀粘±礦物構(gòu)成的薄片和由發(fā)生了取向的薄片狀 粘±礦物構(gòu)成的薄片的示意圖。
[0043] 圖4是實施例1中制作的薄片的截面的電子顯微鏡照片。
[0044] 圖5是比較例2中制作的薄片的截面的電子顯微鏡照片。
[004引圖6是表示實施例4和比較例2中制作的薄片的加熱密封性的圖表。
【具體實施方式】
[0046] 本發(fā)明的薄片由于是薄片狀粘±礦物無取向地集合而成的，因此，在內(nèi)部有微細 的空隙，從而壓縮量豐富。其結(jié)果，能夠吸收凸緣表面的凹凸或彎曲，可W作為密封材料使 用，特別優(yōu)選作為凸緣的密封材料。
[0047] 參照圖1~3,對于將密封材料用于配管的凸緣的情況下的泄漏進行說明。
[0048] 如圖1所示，使環(huán)狀的密封材料10介于配管1的凸緣3之間，用螺栓7和螺母5固定。 W箭頭的方向在配管1中通入氣體或液體。此時，氣體或液體有可能在密封材料10的面方向 泄漏，因此，密封材料10尋求吸收于凸緣3接觸的面的凹凸或彎曲的壓縮量。
[0049] 進一步，如圖2(a)所示，面方向的泄漏有實質(zhì)泄漏和接觸面泄漏。實質(zhì)泄漏是穿過 密封材料中的泄漏。接觸面泄漏是來自于密封材料和凸緣之間的泄漏。該接觸面泄漏發(fā)生 的原因是用螺栓梓緊凸緣時產(chǎn)生的彎曲而導(dǎo)致的凸緣與密封材料的接觸面上產(chǎn)生的間隙， 進一步是由于加熱、冷卻而帶來的凸緣的熱變形。本發(fā)明的密封材料由于壓縮量豐富，因 此，如圖2(b)所示，用螺栓梓緊時，適合凸緣表面的凹凸、彎曲，從而能夠防止接觸面泄漏。
[0050] 如圖3(a)所示，對于本發(fā)明的密封材料，薄片狀粘±礦物沒有發(fā)生取向，不規(guī)則地 配置從而在內(nèi)部具有微細的空隙，壓縮量豐富并且能夠吸收凸緣表面的凹凸或彎曲，因此， 用于表面具有凹凸的凸緣時接觸面泄漏少。另一方面，如圖3(b)所示，如果薄片狀粘±礦物 取向，則內(nèi)部空隙少，從而缺乏壓縮量，因此，不能吸收凸緣表面的凹凸或彎曲，所W用于在 表面具有凹凸的凸緣時接觸面泄漏大。
[0051] 另外，本發(fā)明的薄片由于是薄片狀粘±礦物無取向地集合而成的，因此，用實施例 記載的方法進行測定時，厚度方向的氣體（氮氣）透過系數(shù)較大，例如為3.7 Xl(T5cm2s-1。恤 g-i^上。
[0052] 構(gòu)成本發(fā)明的薄片的薄片狀粘±礦物的厚度通常為0.5nm~lOOOnm。運樣的薄片 狀粘±礦物可W用各種方法得到。
[0053] 例如，有重復(fù)進行醇清洗來剝離粘±礦物的方法（日本特開2008-13401等）；用溶 膠凝膠法制作薄的納米薄片的方法（日本專利2958440、日本特開2013-32438等）；使用粘± 礦物并進行冷凍干燥的方法（日本特開1997-315877、日本特開平9-315877、日本專利 2636204、日本特開2009-242617等）；在將粘±礦物剝離的狀態(tài)下用樹脂固定，直接將樹脂 燒去的方法（日本特開2003-550652等）；其它方法（日本特開平6-172058、日本特開2009-2：34867、日本特開2012-201550等）。
[0054] 粘±礦物可W是天然粘±礦物或合成粘±礦物，例如可W列舉云母、賠石、蒙脫 石、鐵蒙脫石、貝得石、皂石、裡皂石、娃儀石、或者綠脫石。運些粘±礦物是將薄片層疊成層 狀的層狀化合物。