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特別号 気体とシール(1)

2020年5月1日発行  NO.03-75

新シール概論(2)特別号 気体とシール(1)

今月号から気体とシールに関して説明していきます。最初に気体がゴムから透過する事項です。
気体をシールする場合には、気体は間違いなくシールの内部を通過して(透過して)漏れを生じます。よく経験するのですが、ゴム風船が時間の経過につれてしぼみます。この原因もこの気体の透過です。

実際には、気体(ガス)はシールに吸着し、次に溶解しながら拡散してシールから脱着する手順で高圧側ガスがゴム(シール)の中で変化して低圧側に透過していきます。
この現象を気体透過現象だと言えます。
JIS規格にガス透過性の求めるものがあります。

JIS K 6275-1:加硫ゴム及び熱可塑性ゴム―ガス透過性の求め方―第1部:差圧法
JIS K 6275-2:加硫ゴム及び熱可塑性ゴム―ガス透過性の求め方―第2部:等圧法

第1部の差圧法での内容を見ていきたいと思います。
4の項で、その原理を説明しています。

一定温度に維持された試験セルを、試験片を装着することによって高圧側セルと低圧側セルとに分離します(図1参照)。試験ガスを高圧側セルに大気圧又は加圧状態で導入し、低圧側セルとの間に生じる圧力差によって、試験ガスが試験片内部へ溶解した後、試験片内部の試験ガス濃度勾配によって拡散し、試験片界面から低圧側セルへ拡散します。

この一連の現象をガス透過と言います。試験片を透過するガス量は、低圧側アセルの圧力上昇を測定する圧力センサ法、または試験ガス量の増加を測定するガスクロマグラフ法によって求めることができます。

なお、圧力センサ法では、得られたガス透過曲線からガス透過係数及びガス溶解度係数を求めることができます。

図1 ガス透過性試験装置
図1 ガス透過性試験装置

次の式でガス透過量を計算します。
気体(ガス)透過量
=気体透過係数×{(圧力差)×面積×時間}/シール幅
ここで、透過量に逆比例しているのは、シール幅だけです。詳しい内容について次号で説明します。

(続く)

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