密封墊圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用作閥門、接頭等構(gòu)造物的金屬法蘭之間的密封機構(gòu)的密封墊圈，更具體而言，涉及一種密封墊圈，其能以不使下述高溫氣體等從密封部泄露的方式而進行流通，該高溫氣體為:供給于氫氣、氨氣、不活潑氣體的精制裝置等的高溫氣體;或者從上述裝置回收得到的高溫的氣體等;或者包含從廢氣的凈化裝置等排出的上述氣體的高溫的氣體等。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去，在半導體制造工序中，將高純度的氫氣、氮氣等不活潑氣體作為環(huán)境氣體，或高純度的氨氣作為半導體制造的原料氣體而被大量使用，比如為了得到高純度的氫氣，進行氫氣精制，其中，將含有雜質(zhì)的原料氫供給于由鈀合金的薄膜形成的氫分離膜，僅使氫氣通過并取出。作為用于如此氫氣精制方法的裝置，使用如下裝置，該裝置在含有雜質(zhì)的原料氫的導入口、純氫的取出口、以及該導入口與該取出口之間的氣體流路中具有鈀合金的薄膜。在精制氫氣時，需要將通過合金薄膜前后的氫氣的溫度維持在規(guī)定溫度(250?500°C)，并且需要將一次側(cè)空間(含有雜質(zhì)的原料氫的供給側(cè)空間)在規(guī)定范圍內(nèi)維持在高于二次側(cè)空間(純氫的取出側(cè)空間)的壓力。由此，在氫氣精制裝置的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置控制加熱后的氣體的壓力的閥門、將該閥門與配管連接的接頭等。
[0003]另外，包含從半導體制造工序中排出的有害物質(zhì)的廢氣需要通過凈化裝置得以凈化并釋放到大氣中。比如，從氮化鎵(GaN)類化合物半導體制造工序中排出含有氨氣的廢氣。在將這樣的廢氣釋放到大氣中時，需要將氨的濃度去除至TLV-TWA(25ppm)以下。作為氨氣的凈化方法，雖然人們公知有使含有氨氣的廢氣在加熱下與氨氣分解催化劑接觸從而將氨氣分解為氮氣和氫氣的氨分解方法，但是從半導體制造工序中排出的廢氣是高溫的，另外也從氨氣凈化裝置排出高溫處理完畢的氣體，故需要在氨氣凈化裝置的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置具有控制氣體流量的耐熱性的閥門、將該閥門與配管連接的接頭等。
[0004]如上那樣的閥門具有設(shè)置于氣體的導入口(進氣口)、氣體的排出口(出氣口)、將它們連通的流路、以及該流路的中途所設(shè)的流路的開閉機構(gòu)，公知有比如專利文獻I?3所示的閥門。這些閥門一般通過將多個金屬法蘭組合而構(gòu)成，在組裝時，使用有為了防止金屬法蘭間泄露氣體的密封墊圈。作為這樣的密封墊圈，優(yōu)選具有氣密性和耐熱性，比如像專利文獻4?6所示那樣，作為石棉代替材料，使用了將陶瓷纖維、橡膠、無機填充材料作為主要成分的材料。
[0005]專利文獻1: JP特開平6-185377號公報
[0006]專利文獻2: JP特開平6-213335號公報
[0007]專利文獻3: JP特開2003-206807號公報
[0008]專利文獻4: JP特開平5-222352號公報
[0009]專利文獻5: JP特開平6-159516號公報
[0010]專利文獻6: JP特開2005-273690號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的課題
[0012]但是，專利文獻4?6中記載的密封墊圈在表面硬度高的場合，容易在金屬法蘭面間形成縫隙，氣密性可能會降低，在表面硬度低的場合，由于長期受到高溫氣體的影響，有產(chǎn)生劣化而氣密性降低的傾向。因此，本發(fā)明要解決的課題是提供一種密封墊圈，其安裝于閥門、接頭等構(gòu)造物的金屬法蘭之間，該構(gòu)造物在高溫(100°C以上的溫度)下使從氫氣、氨氣以及不活潑氣體中選出的一種以上的氣體流過，該密封墊圈具有優(yōu)異的氣密性，可在不因高溫氣體的影響而產(chǎn)生劣化的情況下長期維持優(yōu)異的氣密性。
[0013]本發(fā)明人為了解決上述課題而進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了如下情況，從而得到了本發(fā)明的密封墊圈。該情況為:在使氫氣、氨氣、不活潑氣體于高溫下流過的閥門、接頭等構(gòu)造物的金屬法蘭間所安裝的密封墊圈中，通過將銀用作主要成分，或者通過將銀作為主要成分的金屬層來覆蓋表面，從而密封墊圈具有優(yōu)異的氣密性，即使長期與高溫氣體接觸也不會產(chǎn)生劣化。
[0014]S卩，本發(fā)明為一種密封墊圈，該密封墊圈安裝于構(gòu)造物的金屬法蘭間，該構(gòu)造物使從氫氣、氨氣以及不活潑氣體中選出的一種以上的氣體在100°C以上的溫度下流過，其特征在于，作為構(gòu)成成分，以90wt%以上的含有率而包含銀。
[0015]另外，本發(fā)明為一種密封墊圈，該密封墊圈安裝于構(gòu)造物的金屬法蘭間，該構(gòu)造物使從氫氣、氨氣以及不活潑氣體中選出的一種以上的氣體在100°C以上的溫度下流過，其特征在于，通過以90wt%以上的含有率而包含銀的金屬層，來覆蓋與金屬法蘭的接觸面。
[0016]發(fā)明的效果
[0017]由于本發(fā)明的密封墊圈的至少與金屬法蘭的接觸面為將銀作為主要成分的構(gòu)造，故具有與構(gòu)成法蘭的金屬相比而言適度柔軟的硬度(莫斯硬度:約2.5)的表面，在通過螺栓等按壓密封墊圈時，很難在與金屬法蘭面間形成縫隙，不會使閥門的氣密性降低。另外，具有優(yōu)異的耐熱性、耐腐蝕性，即使長期使用，也難以受到高溫(100°C?700°C左右)的氫氣、氨氣或不活潑氣體的影響，難以產(chǎn)生劣化。其結(jié)果是，能夠優(yōu)選用作安裝于使高溫的上述氣體流過的閥門、接頭等構(gòu)造物的金屬法蘭間的密封墊圈。
【附圖說明】
[0018]圖1為表示本發(fā)明的密封墊圈的一個例子的立體圖；
[0019]圖2為表不圖1的密封墊圈的垂直截面的例子的構(gòu)成圖；
[0020]圖3為表示使用了本發(fā)明的密封墊圈的閥門的一個例子的構(gòu)成圖；
[0021]圖4為圖3的密封墊圈附近的放大圖；
[0022]圖5為表示使用了本發(fā)明的密封墊圈的接頭的例子的構(gòu)成圖；
[0023]圖6為表示使用了裝載有本發(fā)明的密封墊圈的閥門的精制裝置的一個例子的構(gòu)成圖。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明適用作一種密封墊圈，其安裝于構(gòu)造物的金屬法蘭間，該構(gòu)造物為使從氫氣、氨氣以及不活潑氣體中選出的一種以上的氣體在100°c以上的溫度下流過的閥門、接頭等。
[0025]以下，基于圖1?圖6來詳細說明本發(fā)明的密封墊圈，但本發(fā)明并不限于此。予以說明，圖1為表示本發(fā)明的密封墊圈的一個例子的立體圖。圖2為表示圖1的密封墊圈的垂直截面的例子的構(gòu)成圖。圖3為表示使用了本發(fā)明的密封墊圈的閥門的一個例子的構(gòu)成圖。圖4為圖3的密封墊圈附近的放大圖。圖5為表示使用了本發(fā)明的密封墊圈的接頭的例子的構(gòu)成圖。圖6為表示使用了裝載有本發(fā)明的密封墊圈的閥門的精制裝置的一個例子的構(gòu)成圖。
[0026]本發(fā)明的第一形態(tài)的密封墊圈為安裝于構(gòu)造物的金屬法蘭間的密封墊圈，該構(gòu)造物使從氫氣、氨氣以及不活潑氣體中選出的一種以上的氣體在100°C以上的溫度下流過，作為構(gòu)成成分，以90wt%以上的含有率而包含銀。
[0027]另外，本發(fā)明的第二形態(tài)的密封墊圈為安裝于構(gòu)造物的金屬法蘭間的密封墊圈，該構(gòu)造物使從氫氣、氨氣以及不活潑氣體中選出的一種以上的氣體在100°C以上的溫度下流過，其通過以90wt%以上的含有率而包含銀的金屬層，來覆蓋與金屬法蘭的接觸面。
[0028]本發(fā)明的密封墊圈不管是第一形態(tài)還是第二形態(tài)，通常為圖1所示那樣的扁平狀的圓筒形、或者是扁平狀的角筒形(圖中未示出)，但不僅限于此。本發(fā)明的第一形態(tài)的密封墊圈如圖2(1)所示，整體由以90wt%以上的含有率含有銀的金屬(銀含有部2)構(gòu)成，本發(fā)明的第二形態(tài)的密封墊圈如圖2(2)所示，與金屬法蘭的接觸面通過以90^%以上的含有率含有銀的金屬層(銀含有層3)構(gòu)成。另外，在第二形態(tài)的密封墊圈中，上述銀含有層3的厚度通常為0.05mm以上，優(yōu)選為0.1mm以上。
[0029]在第一形態(tài)的密封墊圈或第二形態(tài)的密封墊圈的銀含有層3中，作為銀以外的構(gòu)成成分，可含有金、銅等金屬。但是，這些含銀金屬的硬度優(yōu)選處于以莫斯硬度計為3.0以下的范圍。摩斯硬度超過3.0的場合，比如在通過螺栓等按壓密封墊圈時，可能在金屬法蘭面之間容易產(chǎn)生縫隙，因此氣密性降低。另外，作為第二形態(tài)的密封墊圈的銀含有層3以外的構(gòu)成成分，可列舉出金屬、其它無機物等。
[0030]本發(fā)明的密封墊圈比如可用于閥門、接頭等構(gòu)造物中，該構(gòu)造物設(shè)置于用于精制氫氣、氨氣或不活潑氣體的氣體精制裝置、或包含從半導體制造工序中排出的上述氣體的廢氣凈化裝置的內(nèi)部、上游側(cè)或下游側(cè)。另外，本發(fā)明的密封墊圈安裝于多個金屬法蘭之間，用作防止從該縫隙間的氣體泄漏的機構(gòu)，用于流通于內(nèi)部的上述氣體的溫度為100°C以上的閥門、接頭等構(gòu)造物，更進一步優(yōu)選用于上述氣體溫度為200°C以上的構(gòu)造物。
[0031]作為能適用本發(fā)明的密封墊圈的閥門，雖然只要滿足上述條件就沒有特別限定，但可列舉出圖3、圖4所示的閥門。該閥門具有閥盒4、進氣口 5、出氣口 6、閥桿7、閥體8等，為通過使閥桿7和閥體8朝上下方向移動從而進行進氣口 5與出氣口 6的氣體連通和阻斷(閥門的開關(guān))的結(jié)構(gòu)。并且，通過裝載于閥盒的上部的法蘭9與波紋管法蘭10之間的密封墊圈I，將氣體的流路11與外部阻斷，維持閥門內(nèi)部的氣密。另外，作為含有上述法蘭的閥門的材料，一般使用鍛鋼、鑄鐵等以包含鐵作為主要成分的金屬材料，但用于氫氣、氨氣、不活潑氣體的精制裝置、包含上述氣體的廢氣凈化裝置的場合，優(yōu)選SUS304、SUS316等不銹鋼制的材料。
[0032]作為使用了適用本發(fā)明的密封墊圈的閥門的氫氣精制裝置，可列舉出比如記載于日本特開平1-145302(使用鈀合金膜)、日本特開平2-141404(使用催化劑、吸附劑)的氫氣精制裝置，同樣作為氨氣精制裝置，可列舉出比如日本特開平2002-37624(使用催化劑、吸附劑)中記載的氨氣精制裝置，同樣作為不活潑氣體精制裝置，可列舉出記載于日本特開平1-115806(使用催化劑、吸附劑)、日本特開平5-4809(使用吸濕劑)的不活潑氣體精制裝置。另外，作為設(shè)置于這些精制裝置的上游側(cè)的閥門，可列舉出比如日本特開平1-115806的圖4的V20a、V21a，作為設(shè)置于內(nèi)部的閥門，可列舉出比如日本特開平2-141404的圖2的Vila、Vl 2a，作為設(shè)置于下游側(cè)的閥門，可列舉出比如上述圖2的Vl 3a、Vl 4a。
[0033]作為使用了可適用本發(fā)明的密封墊圈的閥門的從半導體制造工序中排出的氣體的凈化裝置，可列舉出比如日本特開2000-233117(氨分解)中記載的凈化裝置。另外，作為設(shè)置于該凈化裝置內(nèi)部的閥門，可列舉出比如上述公報的圖1的閥門7、14，作為設(shè)置于下游側(cè)的閥門，可列舉出比如上述圖1的閥門11、13。
[0034]作為可適用本發(fā)明的密封墊圈的接頭，可列舉出比如