由薄片状粘土矿物构成的薄片及其制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及一种适于密封材料的薄片及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 在各种工业的配管凸缘等中使用垫片或密封填料等的密封材料。
[0003] 对于密封材料来说寻求W下的特性。首先，由于配管多暴露于高溫下，因此，要求 耐热密封性。另外，密封材料制造时从薄片上切下，因此，需要有承受通过汤姆森刀 (Thomson blade)的钻孔加工的强度。进一步，密封材料还要求压缩量丰富，使得能够与表 面具有凹凸的凸缘密着。
[0004] 对于密封材料，提出有各种材料。例如，作为在高溫领域中使用的密封材料，已知 有由膨胀石墨构成的密封材料(例如，参照专利文献1~4)。由膨胀石墨构成的密封材料具 有充分的弹性，并且耐热性优异。然而，膨胀石墨在氧存在下在超过500°C的溫度区域中由 于促进了膨胀石墨的氧化损失，因此，难W长期维持稳定的密封性。
[000引另外，在专利文献5~7中公开有使用了云母的密封材料。专利文献5的密封材料是 膨胀性云母与纤维的复合体(Vortex),由于使用了纤维，密封性差，进一步由于通过抄造 (纸抄)进行制作，因此，干燥时剥离的云母再凝集，从而只能形成致密且薄的薄膜，并且压 缩量小。专利文献6的密封材料是非膨胀性云母的薄片(Vortex),由于只能制作密度高的薄 片，因此，压缩量小。专利文献7的密封材料是膨胀性云母的薄膜，是薄膜状，并且压缩量小。
[0006] 在专利文献8~10中公开了使用了粘±的密封材料。专利文献8的密封材料由于使 鱗片状填料平行地取向，成为致密的薄膜，所W只能制造密度高的薄片。因此，压缩量小，并 且不能掩埋凸缘表面的凹凸，所W面方向的密封性低。
[0007] 专利文献9的密封材料在粘±填料中加入有机发泡剂，通过有机发泡剂的分解产 生的斥力来堵上与凸缘的间隙（接触面泄漏），但是由于在被加热·冷却的状况下功能降 低，因此，最终密封性降低。专利文献10的密封材料是粘±与纤维的复合体，是用纤维赋予 柔软性的粘±与纤维的复合体，但是用纤维赋予柔软性的同时，密封性差。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本特开2011-046794号公报
[0011] 专利文献2:日本特开平10-130626号公报
[0012] 专利文献3:日本特开2013-052680号公报
[0013] 专利文献4:日本专利3310619号公报
[0014] 专利文献5:日本特开平06-249345号公报
[0015] 专利文献6:日本专利5047490号公报
[0016] 专利文献7:日本特开昭60-155523号公报
[0017] 专利文献8:日本专利3855003号公报
[0018] 专利文献9:日本特开2011-001231号公报
[0019] 专利文献10:日本特开2012-193750号公报
【发明内容】
[0020] 如上所述，没有耐热性、压缩量、并且强度全部平衡性良好且优异的密封材料。
[0021] 本发明的目的在于提供一种耐热性优异，压缩量大，并且具有操作性优异的强度 的薄片W及密封材料。
[0022] 根据本发明，可W提供W下的薄片及其制造方法等。
[0023] 1. 一种薄片，其中，所述薄片由薄片状粘±矿物构成，
[0024] 密度为1.6g/cm3W下，压缩率为20%W上。
[002引2.如1所述的薄片，其中，厚度方向的氮气的气体透过系数为3.7 X l0-5cmVic恤g -?上。
[0026] 3.如1或2所述的薄片，其中，所述粘±矿物是天然粘±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、赔石、蒙脱石、铁蒙脱 石、贝得石、皂石、裡皂石、娃儀石、或者绿脱石。
[0028] 5 .如1~4中任一项所述的薄片，其中，所述薄片状粘±矿物的厚度为0.5ηm~ lOOOnm。
[0029] 6.如1~5中任一项所述的薄片，其中，所述薄片状粘±矿物是1层或2层W上的层 叠体。
[0030] 7.如1~6中任一项所述的薄片，其中，长轴为15μπι W上的空隙的空隙率为3体积％ W下。
[0031] 8.如1~7中任一项所述的薄片，其中，大气气氛下450°CW上的加热循环试验后的 密封性降低为5倍W内。
[0032] 9.如1~8中任一项所述的薄片，其中，弯曲强度为IMPaW上。
[0033] 10. -种密封材料，其中，使用了 1~9中任一项所述的薄片。
[0034] 11.如10所述的密封材料，其中，所述密封材料为垫片或密封填料。
[0035] 12.-种薄片的制造方法，其中，将薄片状粘±矿物无取向地集中成型为薄片状。
[0036] 13.如12所述的薄片的制造方法，其中，使分散有所述薄片状粘±矿物的分散液结 冰并使之冷冻干燥之后，进行压缩成型。
[0037] 14.如12或13所述的薄片的制造方法，其中，将粘±矿物剥离，从而得到所述薄片 状粘±矿物。
[0038] 15.如12~14中任一项所述的薄片的制造方法，其中，所述薄片状粘±矿物的体积 密度为〇.4g/cm 3W下。
[0039] 根据本发明，可W提供一种耐热性优异，压缩量大，并且具有操作性优异的强度的 薄片W及密封材料。
【附图说明】
[0040] 图1是配管的凸缘中使用了本发明的密封材料的概略截面图。
[0041] 图2是用于说明实质泄漏和接触面泄漏的图。
[0042] 图3是用于说明由无取向的薄片状粘±矿物构成的薄片和由发生了取向的薄片状 粘±矿物构成的薄片的示意图。
[0043] 图4是实施例1中制作的薄片的截面的电子显微镜照片。
[0044] 图5是比较例2中制作的薄片的截面的电子显微镜照片。
[004引图6是表示实施例4和比较例2中制作的薄片的加热密封性的图表。
【具体实施方式】
[0046] 本发明的薄片由于是薄片状粘±矿物无取向地集合而成的，因此，在内部有微细 的空隙，从而压缩量丰富。其结果，能够吸收凸缘表面的凹凸或弯曲，可W作为密封材料使 用，特别优选作为凸缘的密封材料。
[0047] 参照图1~3,对于将密封材料用于配管的凸缘的情况下的泄漏进行说明。
[0048] 如图1所示，使环状的密封材料10介于配管1的凸缘3之间，用螺栓7和螺母5固定。 W箭头的方向在配管1中通入气体或液体。此时，气体或液体有可能在密封材料10的面方向 泄漏，因此，密封材料10寻求吸收于凸缘3接触的面的凹凸或弯曲的压缩量。
[0049] 进一步，如图2(a)所示，面方向的泄漏有实质泄漏和接触面泄漏。实质泄漏是穿过 密封材料中的泄漏。接触面泄漏是来自于密封材料和凸缘之间的泄漏。该接触面泄漏发生 的原因是用螺栓梓紧凸缘时产生的弯曲而导致的凸缘与密封材料的接触面上产生的间隙， 进一步是由于加热、冷却而带来的凸缘的热变形。本发明的密封材料由于压缩量丰富，因 此，如图2(b)所示，用螺栓梓紧时，适合凸缘表面的凹凸、弯曲，从而能够防止接触面泄漏。
[0050] 如图3(a)所示，对于本发明的密封材料，薄片状粘±矿物没有发生取向，不规则地 配置从而在内部具有微细的空隙，压缩量丰富并且能够吸收凸缘表面的凹凸或弯曲，因此， 用于表面具有凹凸的凸缘时接触面泄漏少。另一方面，如图3(b)所示，如果薄片状粘±矿物 取向，则内部空隙少，从而缺乏压缩量，因此，不能吸收凸缘表面的凹凸或弯曲，所W用于在 表面具有凹凸的凸缘时接触面泄漏大。
[0051] 另外，本发明的薄片由于是薄片状粘±矿物无取向地集合而成的，因此，用实施例 记载的方法进行测定时，厚度方向的气体（氮气）透过系数较大，例如为3.7 Xl(T5cm2s-1。恤 g-i^上。
[0052] 构成本发明的薄片的薄片状粘±矿物的厚度通常为0.5nm~lOOOnm。运样的薄片 状粘±矿物可W用各种方法得到。
[0053] 例如，有重复进行醇清洗来剥离粘±矿物的方法（日本特开2008-13401等）；用溶 胶凝胶法制作薄的纳米薄片的方法（日本专利2958440、日本特开2013-32438等）；使用粘± 矿物并进行冷冻干燥的方法（日本特开1997-315877、日本特开平9-315877、日本专利 2636204、日本特开2009-242617等）；在将粘±矿物剥离的状态下用树脂固定，直接将树脂 烧去的方法（日本特开2003-550652等）；其它方法（日本特开平6-172058、日本特开2009-2：34867、日本特开2012-201550等）。
[0054] 粘±矿物可W是天然粘±矿物或合成粘±矿物，例如可W列举云母、赔石、蒙脱 石、铁蒙脱石、贝得石、皂石、裡皂石、娃儀石、或者绿脱石。运些粘±矿物是将薄片层叠成层 状的层状化合物。