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本発明は、ガス管などの気體供給又は輸送用管路の継手部をシールするのに有用なガス配管用シーリング剤に関する。

従來(lái)ガス管のネジ継手の隙間等に施すシール及びシール部の補(bǔ)修に用いるシーリング剤としは、例えば、シリコーン系、アルキッド系、ポリサルファイド系、ポリウレタン系、変性シリコーン系、アクリルウレタン系、エポキシ系の無(wú)溶剤反応硬化型の弾性シーリング材、アクリル系、SBR系、ブチルゴム系、ウレタン系のエマルジョンタイプ或いは溶剤タイプのシーリング材がある。また、非硬化型のシーリング材としてはブチルゴム系、シリコーンマスチックタイプ、ガラスパテ等も用いられている。

しかし、従來(lái)から用いられている無(wú)溶剤反応硬化型弾性シーリング剤は、接著面に応力が集中して、長(zhǎng)年の伸縮により疲労が蓄積すると界面から剝離して密著性を低下させることがあり機(jī)密性に劣る。また、エマルジョンタイプ或いは溶剤タイプのシーリング材は硬化時(shí)に収縮を起こして亀裂を発生しやすく硬化後の弾性が乏しいと共に、追従性も良くない。更に非硬化型のシーリング材は弾性を有しないために接著界面に応力がかからず、界面剝離を起こすことは少ないが追従性に乏しい。このようにシーリング材の被著面に対する追従性が不十分であると、シーリング材がネジ継手の隙間等に塗布された後、そのシーリング剤が経時(shí)変化等により伸縮すると亀裂、隙間が生じ、シーリング材が一定の気密性を維持することができなくなる。

また上記シーリング剤には通常、無(wú)機(jī)充填剤(例えば、ヒュームドシリカ、濕式シリカ、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、ガラス繊維、アルミナ等が挙げられ、これらは単獨(dú)で或いは二種以上を組合せた混合物として用いることができる)が添加されているが、これら無(wú)機(jī)添加剤はガスあるいはガスに含有されている付臭剤に対して不活性なため、シーリング剤に添加された場(chǎng)合、シーリング剤単獨(dú)の場(chǎng)合と比較して収縮する程度は低下するが、まだまだ不十分である(特許文獻(xiàn)1)。

また、ガスの漏洩を防止するため、管內(nèi)にリメイン剤を?qū)毪工氍F(xiàn)行工法のひとつにガスコンディショニング法がある。この方法は、モノエチレングリコール(MEG)などをガバナーの出管から加溫しながらガス流とともに挿入する方法である。しかし、この方法は、鋳鉄製の本管の鉛継手のヤーン(すなわち、継ぎ目に適用されたアスファルト)を加熱してMEGにより膨張?膨潤(rùn)させてガスの漏洩を防止することを目的としている。そのため、小口徑のネジ継手でのガスの漏洩防止には効果が期待できない。さらに、膨潤(rùn)型であるため、加熱ガス流の導(dǎo)入を停止すると、漏洩抑止性がなくなるため、連続的に導(dǎo)入しつづける必要がある。また、MEGによる膨潤(rùn)型であるため、継ぎ手やバルブなどのガス工作物、ガス機(jī)器に使用されるゴム材料等に対する影響をも評(píng)価する必要がある(特許文獻(xiàn)2)。

特許公報(bào)第2531516號(hào)

特開2002?356670號(hào)公報(bào)

本発明は上記事案に鑑み、ガス(都市ガス、プロパンガス、液化石油ガス等)の付臭剤中に含まれる有機(jī)硫黃化合物(メルカプタン:例えばt?ブチルメルカプタン等、スルフィド:例えばテトラヒドロチオフェン、ジメチルサルファイド等)と反応して膨張することにより、シーリング剤の収縮を抑制して、ネジ継手の隙間の発生を抑えガスの漏洩を防ぐことが出來(lái)るガス配管用シーリング剤を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の様な従來(lái)技術(shù)の問(wèn)題點(diǎn)に留意しつつ研究を進(jìn)めた結(jié)果、付臭剤中に含まれる有機(jī)硫黃化合物(メルカプタン:例えばt?ブチルメルカプタン等、スルフィド:例えばテトラヒドロチオフェン、ジメチルサルファイド等)と反応する遷移金屬、前記遷移金屬の塩及び前記遷移金屬ののうちの1種類以上をシーリング剤の構(gòu)成成分とすることにより従來(lái)技術(shù)の問(wèn)題點(diǎn)が大幅に軽減されることを見出し、本発明に至った。

すなわち本発明は、以下の構(gòu)成からなることを特徴とし、上記課題を解決するものである。 〔1〕 ガス配管用シーリング剤であって、シーリング剤中に有機(jī)硫黃化合物と反応する遷移金屬、前記遷移金屬の塩及び前記遷移金屬の酸化物のうちの1種類以上を含有することを特徴とするガス配管用シーリング剤。 〔2〕 前記遷移金屬が、鉄、銅及び亜鉛のいずれか1種以上であることを特徴とする前記〔1〕に記載のガス配管用シーリング剤。 〔3〕 前記遷移金屬の塩が、酢酸塩、ギ酸塩、シュウ酸塩、塩化物塩、硝酸塩及び硫酸塩のいずれか1種以上であることを特徴とする前記〔1〕又は前記〔2〕記載のガス配管用シーリング剤。 〔4〕 シーリング剤中に前記遷移金屬の塩を含有する場(chǎng)合に、塩基性金屬酸化物を1種類以上添加することを特徴とする前記〔1〕?〔3〕のいずれかに記載のシーリング剤。

本発明のガス配管用シーリング剤は、従來(lái)のシーリング剤と比べて著しく収縮が小さく、ガスの漏洩を大幅に防ぐことが出來(lái)るシーリング剤を提供することが出來(lái)る。

すなわち、本発明のガス配管用シーリング剤は、シーリング剤中に含まれる有機(jī)硫黃化合物と反応する遷移金屬、前記遷移金屬の塩及び前記遷移金屬の酸化物はガス中の付臭剤の成分である有機(jī)硫黃化合物(メルカプタン:例えばt?ブチルメルカプタン等、スルフィド:例えばテトラヒドロチオフェン、ジメチルサルファイド等)と反応して分子量が大きくなり、體積が増加することにより、シーリング剤の収縮が抑制され、シーリング剤が使用されているネジ部の隙間ができにくくなって、ガスの漏洩を防ぐことが可能となり、ガス漏洩が起こらないシーリング剤を提供することが可能となる。

本発明のガス配管用シーリング剤の主成分は、従來(lái)から用いられている有機(jī)成分のシーリング剤であり、前記有機(jī)成分中に有機(jī)硫黃化合物と反応する遷移金屬、前記遷移金屬の塩及び前記遷移金屬の酸化物のうちの1種類以上を含有することを特徴とする。

本発明において用いられるシーリング剤の有機(jī)成分としては、シリコーン系、アルキッド系、ポリサルファイド系、ポリウレタン系、変性シリコーン系、アクリルウレタン系、エポキシ系の無(wú)溶剤反応硬化型の弾性シーリング材、アクリル系、SBR系、ブチルゴム系、ウレタン系のエマルジョンタイプ或いは溶剤タイプのシーリング材が挙げられる。これらのうち好ましいのは、シリコーン系、アルキッド系、変性シリコーン系、ポリウレタン系、アクリルウレタン系、アルキッド系の無(wú)溶剤反応硬化型である。

本発明において使用する有機(jī)硫黃化合物と反応する遷移金屬としては、周期律表の6A族、7A族、8族、1B族、2B族の金屬、その金屬塩及びその金屬酸化物が挙げられる。前記遷移金屬、前記遷移金屬の塩及び前記遷移金屬の酸化物(以下、「遷移金屬等」と記載する場(chǎng)合がある。)は、付臭剤中の有機(jī)硫黃化合物と強(qiáng)固な結(jié)合を形成する。特に、官能基としてチオール基を有するメルカプタンとはより強(qiáng)固な結(jié)合を形成する。 前記遷移金屬等が付臭剤中の有機(jī)硫黃化合物と強(qiáng)固に結(jié)合することにより分子量が大きくなり、有機(jī)硫黃化合物の體積分、體積が増加することから、シーリング剤の體積の減少を抑制することにより、隙間の発生防止が可能である。

有機(jī)硫黃化合物と反応する遷移金屬、遷移金屬等として、好ましいものは、8族、1B族、2B族の遷移金屬、その塩及びその酸化物であり、特に好ましくは鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、銅及び亜鉛並びにその塩及びその酸化物である。

本発明において使用する遷移金屬の塩としては、遷移金屬と有機(jī)酸の中和塩(例えば、酢酸塩、ギ酸塩、クエン酸塩、乳酸塩など)、無(wú)機(jī)酸との中和塩(塩化物塩、硝酸塩、硫酸塩、トリフルオロ酢酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩など)が挙げられる。これらの遷移金屬塩の金屬イオンは付臭剤の官能基であるチオール基と強(qiáng)固な結(jié)合を形成する。使用する遷移金屬塩のより好ましいのは、酢酸塩、ギ酸塩、シュウ酸塩、塩化物塩、硝酸塩、硫酸塩である。

本発明において使用する遷移金屬等の量は、少なすぎるとシーリング剤の収縮率を減少させる効果が不十分であり、多すぎるとシーリング剤自體の柔軟性が無(wú)くなり好ましくない。シーリング剤の全量に対して1重量%?50重量%であり、好ましくは2重量%?30重量%であり、特に好ましくは3重量%?10重量%である。また、遷移金屬等の大きさは1nm?100μmであり、好ましくは50nm?100μmであり、特に好ましくは、50nm?50μmである。

本発明において使用する遷移金屬等は、それぞれ単獨(dú)に用いても良いが、それらの混合物であっても良い。また、通常の無(wú)機(jī)充填剤(例えば、ヒュームドシリカ、濕式シリカ、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、ガラス繊維、アルミナ等およびこれらの混合物)と併用しても良い。併用する無(wú)機(jī)充填剤の添加量は、シーリング剤の全量に対して20重量%以下であり、好ましくは10重量%である。 また、前記無(wú)機(jī)充填剤の大きさは1nm?100μmであり、好ましくは50nm?100μmであり、特に好ましくは、50nm?50μmである。

本発明においては、遷移金屬の金屬塩を用いる場(chǎng)合は、遷移金屬の金屬塩と付臭剤中の有機(jī)硫黃化合物が反応した時(shí)に遊離する酸(酢酸、硫酸、ギ酸や塩酸等)を中和する為に、塩基性金屬酸化物を含有することが好ましい。塩基性金屬酸化物としては、アルカリ金屬酸化物、アルカリ土類金屬酸化物等が挙げられる。たとえば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび酸化バリウム等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび酸化バリウムである。塩基性金屬酸化物のシーリング剤中への添加量は遷移金屬の金屬塩から遊離する酸を中和することができる程度添加されていればよい。 また、その大きさは1nm?100μmであり、好ましくは50nm?100μmであり、特に好ましくは、50nm?50μmである。

以下に実施例を示し、本発明を具體的に説明する。実施例は、本発明を説明するものであり、制限を加えるものではない。以下特記しない限り、部は重量部を意味する。

〔実施例1〕 スリーボンド社製天然ガス配管用シール剤(EA351BC?2)90gと硫酸銅8gおよび酸化マグネシウム3gを不活性雰囲気下乳鉢にて30分粉砕混合して本発明のシール剤を100g得た。

〔実施例2〕 スリーボンド社製天然ガス配管用シール剤(EA351BC?2)90gと酢酸鉄7gおよび酸化カルシウム3gを不活性雰囲気下乳鉢にて30分粉砕混合して本発明のシール剤を100g得た。

〔実施例3〕 スリーボンド社製天然ガス配管用シール剤(EA351BC?2)90gと酢酸亜鉛6gおよび酸化マグネシウム3gを不活性雰囲気下乳鉢にて30分粉砕混合して本発明のシールを100g得た。

〔実施例4〕 ネジ配管(內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)さ500mm、ネジ箇所;2箇所)のネジ部に実施例1で作製したシール剤を塗布し、50℃で7日間放置した。その後、ネジ部のネジを1/4回転戻して緩め、模擬漏洩部を形成した。この配管においてネジ部からのガスの漏れ量は約10mmH₂O/分(ガス圧:300mmH₂O)であった。 この疑似配管に付臭剤を含有している家庭用天然ガスを1ヶ月フローさせたところ、ガスの漏洩は観測(cè)されなくなった。シール材中に含まれる硫酸銅が天然ガス中に含まれる付臭剤(t?ブチルメルカプタン)と反応して體積が膨張することより、シール材自體も膨張して天然ガスが漏洩しなくなったと考えられる。

〔実施例5〕 ネジ配管(內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)さ500mm、ネジ箇所;2箇所)のネジ部に実施例2で作製したシール剤を塗布し、50℃で7日間放置した。その後、ネジ部のネジを1/4回転戻して緩め、模擬漏洩部を形成した。この配管においてネジ部からのガスの漏れ量は約15mmH₂O/分(ガス圧:300mmH₂O)であった。 この疑似配管に付臭剤を含有している家庭用天然ガスを1ヶ月フローさせたところ、ガスの漏洩は観測(cè)されなくなった。シール材中に含まれる酢酸鉄が天然ガス中に含まれる付臭剤(t?ブチルメルカプタン)と反応して體積が膨張することより、シール材自體も膨張して天然ガスが漏洩しなくなったと考えられる。

〔実施例6〕 ネジ配管(內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)さ500mm、ネジ箇所;2箇所)のネジ部に実施例3で作製したシール剤を塗布し、50℃で7日間放置した。その後、ネジ部のネジを1/4回転戻して緩め、模擬漏洩部を形成した。この配管においてネジ部からのガスの漏れ量は約12mmH₂O/分(ガス圧:300mmH₂O)であった。 この疑似配管に付臭剤を含有している家庭用天然ガスを1ヶ月フローさせたところ、ガスの漏洩は観測(cè)されなくなった。シール材中に含まれる酢酸亜鉛が天然ガス中に含まれる付臭剤(t?ブチルメルカプタン)と反応して體積が膨張することより、シール材自體も膨張して天然ガスが漏洩しなくなったと考えられる。

本発明のガス配管用シーリング剤は、有機(jī)硫黃化合物を成分とする付臭剤が添加されている都市ガス、プロパンガス、液化石油ガス等のガス配管の接続部のシーリング剤として使用することができる。