耐久性、経済性に優れた実用的な耐熱Oリングを開発

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スーパーグロース法単層カーボンナノチューブとフッ素ゴムを複合化

2018/02/08 産総研

ポイント
  • 製品化に十分な耐久性を満たした耐熱Oリングを開発
  • 企業との連携によるCNT複合材料研究拠点で、経済性に優れた低コスト量産プロセスを開発
  • 技術移管先企業による2018年度中の製品化を目指して、同拠点からサンプル提供を開始

 

概要

国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)ナノチューブ実用化研究センター【研究センター長 畠 賢治】CNT用途チーム 小松 正明 特定集中研究専門員、小坂井 暁史 特定集中研究専門員、阿多 誠介 主任研究員らは、フッ素ゴム(FKM)とスーパーグロース法で作製した単層カーボンナノチューブ(SGCNT)を複合化して、耐久性と経済性を満たした耐熱Oリングを開発した。技術移管先企業からの2018年度中の上市を目指し、CNT複合材料研究拠点からサンプル提供を開始する。

今回開発した耐熱Oリングは230 ℃程度までの高温域での使用を想定している。これを実現するために、初期の強度だけでなく、長時間高温に暴露した後での230 ℃での強度を保持できること、長時間シール性を保持する圧縮永久ひずみを有すること、および、耐薬品性を備えることなどの耐久性を満たすための材料設計をCNT複合材料研究拠点で行った。さらに、経済性を満たすために、同拠点にて低コスト量産プロセスを開発した。

なお、この技術は、2018年2月14日~16日に東京ビッグサイト(東京都江東区)で開催されるnano tech 2018 第17回 国際ナノテクノロジー総合展・技術会議で展示される。

今回開発した耐熱Oリングの諸特性のレーダーチャートと模式の図
今回開発した耐熱Oリングの諸特性のレーダーチャートと模式図

 

開発の社会的背景

工業プロセスの生産効率向上のため、プラント稼働温度の高温化が望まれており、プラント各部品の耐熱性向上のニーズが高まっている。また、自動車のモーターや発電機のタービンなどは、小型化・高出力化に伴い、より高温・高圧で使用されるようになってきた。そのため保安部品であるOリングなどのシール部材にも高温・高圧耐性が要求されている。

これまでシール部材としては、150 ℃から200 ℃までの温度域では、連続使用温度が200 ℃程度である耐熱性のフッ素ゴム(FKM)が選定され、200 ℃を超える高温域では、ゴムでは唯一、連続使用温度が280 ℃程度の特殊なフッ素ゴム(FFKM)が選定されてきた。

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