[发明专利]耐热性密封部件

说明书

技术领域

发明涉及一种新材料，即使在超过600℃的高温域也具有耐热性而且可发挥优异的密封性能，例如适合作为垫片使用的新材料。

背景技术

作为密封材料，在高温域通常使用橡胶或纤维、将粘土作为主成分的垫片或金属垫片、玻璃密封材料。橡胶或纤维、将粘土作为主成分的垫片，不能在比橡胶的耐热性高的温度域，例如在500℃以上的温度域使用。在这样的高温域，使用金属垫片或玻璃密封材料，但金属垫片重量重，存在必须使紧固压力较高等的问题。另一方面，玻璃密封材料，在高温域熔融，由于温度降低而粘着，体现出密封性能，在长时间的使用中作为玻璃成分的钠溶出，存在腐蚀电极或金属、其他部件或者使性能劣化的问题。另外，由于完全粘着，因而通过维护等将密封部分解体的场合，存在难以进行解体这样的问题。

发明内容

发明要解决的课题

在这里，作为具有耐热性的新材料，近年来提出了可作为自立膜来利用的具有机械强度的新的粘土薄膜(专利文献1)。该专利文献中记载的方法，将粘土分散于水或者以水作为主成分的分散介质的液体中，例如，使该分散液流入盘中，水平静置，使粘土粒子进行沉积，同时通过固液分离方法来分离作为分散介质的液体，成形为膜状这样的方法。通过该方法得到的粘土薄膜，具有粘土粒子的层叠进行高度取向的结构。而且，该粘土薄膜，具有可作为自立膜而利用的机械强度，而且，即使在超过250℃的高温下也具有优异的挠性，具有气体、液体的隔离性也优异这样的特性。

在这里，专利文献1的粘土薄膜，如该文献中记载的那样可在超过250℃的高温度条件下使用，但在超过600℃的温度时由于结构羟基的脱离引起结构变化因而不适合于在过高温的环境下的使用(专利文献1的段落编号0001等)。另外，设想将该粘土薄膜作为垫片使用时，认为气体隔离性无限高，但对垫片没有给予追随法兰盘面的形状的充分变形的紧固时气体或液体顺利地逸出。此时，即使使专利文献1的粘土薄膜进行变形追随，因厚度方向上的弹性缺乏而不能发挥充分的密封性，此外粘土膜时在上述超过600℃的温度下通过粘土薄膜自身的热劣化进行固化，因此有时引起破裂或裂缝等的结构破坏。进而，该粘土薄膜的粘土粒子，通过使钠离子介于带负电的层间而为电中和状态，在水分存在的环境下层间的钠离子溶出于粒子外。因此，如果是在超过600℃的高温而且水分存在的环境，例如作为固体氧化物型燃料电池用垫片而使用该粘土薄膜时，认为会引起结构变化和钠溶出因而不能使用。

进而，专利文献2中公开，通过将粘土所含有的水分进行加热处理使其蒸发，在膜内形成空隙(膨胀)的方法。这样操作得到的多孔质粘土膜，具有柔软性高这样的特性。但是，关于该文献的粘土薄膜，认为与专利文献1的粘土薄膜相比具有弹性，但与专利文献1所述的同样，与专利文献1的粘土薄膜相比较强度差，在变形追随时容易引起破裂或裂缝等的结构破坏。进而，在制造专利文献2的多孔质粘土膜时，水分含有量及其蒸发速度的控制很重要，要求在加热前的湿润环境下的保管或急剧的加热。因此，要使专利文献2的多孔质粘土膜作为垫片具有适合的弹性，在制法上也有困难性。

因此，本发明的目的在于一种方法，即使在超600℃的高温环境下使用耐热性优异的粘土膜，也可达成充分的密封性，同时即使在超过600℃的高温而且水分存在的环境下，也可尽量防止由结构变化引起的性质劣化，同时可防止因钠溶出引起的制品功能降低。

专利文献1：日本专利第3855003

专利文献2：日本特开2006-188418

解决课题的方法

本发明人们发现，在上述课题之下，以半成品的状态下纳入超过600℃的高温负荷制品中，即使在结构破坏产生的超600℃的脱羟基温度以上进行配置也可尽量防止性质劣化，另外采用含量调整非常容易的由添加物的热分解引起的膨胀这样的作用机理，由此密封性非常高，另外关注到，在该水平的温度下进行配置时除了上述的结构破坏以外钠离子进行脱水合并与硅酸盐表面氧原子进行结合，从而完成了本发明。

即，本发明(1)是一种部件，其由粘土膜构成，所述粘土膜具有使粘土粒子取向的结构，在该粘土粒子间和/或粘土粒子层间，含有在超过100℃、且该粘土粒子的结构羟基作为水释放的温度以下的温度进行分解的物质，所述部件在上述物质的分解温度以上的环境下进行配置。

本发明(2)是上述发明(1)的部件，其中，上述分解温度以上的温度为该粘土粒子的结构羟基作为水释放的温度以上。