JP2957391B2 - 耐熱膨張性パッキン - Google Patents
耐熱膨張性パッキンInfo
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- JP2957391B2 JP2957391B2 JP5260005A JP26000593A JP2957391B2 JP 2957391 B2 JP2957391 B2 JP 2957391B2 JP 5260005 A JP5260005 A JP 5260005A JP 26000593 A JP26000593 A JP 26000593A JP 2957391 B2 JP2957391 B2 JP 2957391B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐熱膨張性パッキンに係
り、特に溶融金属を取扱う耐火物の接合面に適用するパ
ッキンに関する。
り、特に溶融金属を取扱う耐火物の接合面に適用するパ
ッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融金属を取扱う工程において、その溶
融金属を注出するためタンデイッシュや取鍋の底部に設
けられるスライドバルブ、あるいはこれに連ねて設けら
れる溶融金属酸化防止用ロングノズル等をセットする際
に、これら耐火材料の嵌合部分には十分な耐熱性とシー
ル性とを有するパッキン材を介在させるようにしてい
る。
融金属を注出するためタンデイッシュや取鍋の底部に設
けられるスライドバルブ、あるいはこれに連ねて設けら
れる溶融金属酸化防止用ロングノズル等をセットする際
に、これら耐火材料の嵌合部分には十分な耐熱性とシー
ル性とを有するパッキン材を介在させるようにしてい
る。
【０００３】このような部分に使用されるパッキン材と
しては、常温ではフレキシブルで耐火物に多少の凹凸が
あってもこれになじんで介在される性質のものであるこ
とが望ましい。
しては、常温ではフレキシブルで耐火物に多少の凹凸が
あってもこれになじんで介在される性質のものであるこ
とが望ましい。
【０００４】そのために出願人において、無機耐火物粉
末、耐火繊維に酢酸ビニル樹脂エマルジョン、ゴムラテ
ックスを添加して得られる耐火可撓性でかつ加圧収縮性
を有する耐火性パッキン材（特公昭６１−１４１１１号
公報参照）を提供している。
末、耐火繊維に酢酸ビニル樹脂エマルジョン、ゴムラテ
ックスを添加して得られる耐火可撓性でかつ加圧収縮性
を有する耐火性パッキン材（特公昭６１−１４１１１号
公報参照）を提供している。
【０００５】一方、耐火性粉末と無機質または有機質の
バインダに、受熱により体積が膨張する発泡材を添加配
合したシール材が知られている。その一例として、例え
ば特開平５−１９４０４２号公報に記載されているよう
に、耐熱性粉末とアルカリ金属珪酸塩、コロイダルシリ
カ、燐酸塩の無機質バインダ、また熱硬化性樹脂、熱軟
化性樹脂に硬化剤を添加して熱硬化性を付与した有機質
バインダに、発泡材として塩化ビニリデンとアクリルニ
トリルの共重合体を殻とし、体積膨張剤としてイソブタ
ンを内包させてカプセル化した熱膨張性発泡材を含むシ
ール材がある。
バインダに、受熱により体積が膨張する発泡材を添加配
合したシール材が知られている。その一例として、例え
ば特開平５−１９４０４２号公報に記載されているよう
に、耐熱性粉末とアルカリ金属珪酸塩、コロイダルシリ
カ、燐酸塩の無機質バインダ、また熱硬化性樹脂、熱軟
化性樹脂に硬化剤を添加して熱硬化性を付与した有機質
バインダに、発泡材として塩化ビニリデンとアクリルニ
トリルの共重合体を殻とし、体積膨張剤としてイソブタ
ンを内包させてカプセル化した熱膨張性発泡材を含むシ
ール材がある。
【０００６】上記シール材は、溶銑、溶鋼中へのガスの
導入に使用されるガス吹込み装置のシール材として使用
されるものであり、乾燥中あるいは受熱時に熱収縮する
ことのないシール材を得ることを目的とするものであ
る。
導入に使用されるガス吹込み装置のシール材として使用
されるものであり、乾燥中あるいは受熱時に熱収縮する
ことのないシール材を得ることを目的とするものであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記スラ
イドバルブや浸漬ノズル等は年々その品質が向上し、繰
返し使用に耐え得るようになっているが、それであって
もスライドバルブと浸漬ノズルとの耐用回数は異なり、
一方のみを新しいものと交換すると再使用側の嵌合部分
に損傷が生じることは避けられず、嵌合部の接合面の荒
れが次第に大きくなり、これら耐火物がくさびやネジそ
の他の機構によって圧着されるにしても部分的に密着性
が不充分となり、その結果シール性に問題が生じること
がある。
イドバルブや浸漬ノズル等は年々その品質が向上し、繰
返し使用に耐え得るようになっているが、それであって
もスライドバルブと浸漬ノズルとの耐用回数は異なり、
一方のみを新しいものと交換すると再使用側の嵌合部分
に損傷が生じることは避けられず、嵌合部の接合面の荒
れが次第に大きくなり、これら耐火物がくさびやネジそ
の他の機構によって圧着されるにしても部分的に密着性
が不充分となり、その結果シール性に問題が生じること
がある。
【０００８】一方、前記熱膨張発泡材を用いたシール材
では、無機質バインダまたは熱硬化性有機質バインダは
乾燥中あるいは受熱時に硬化組織となりやすく、発泡材
が膨張しても硬化した組織では膨張は得難いものとな
り、本願が意図するパッキン材としては不適である。
では、無機質バインダまたは熱硬化性有機質バインダは
乾燥中あるいは受熱時に硬化組織となりやすく、発泡材
が膨張しても硬化した組織では膨張は得難いものとな
り、本願が意図するパッキン材としては不適である。
【０００９】本発明はこれに鑑み、上記のように部分的
圧着力の不足が生じるような嵌合部に適用して好適な耐
熱膨張性パッキンを提供することを目的とするもので、
パッキン材の熱による膨張を利用して圧着性に欠ける面
間を充足し、均等な圧着状態が得られ、シール性の向上
を図ったものである。
圧着力の不足が生じるような嵌合部に適用して好適な耐
熱膨張性パッキンを提供することを目的とするもので、
パッキン材の熱による膨張を利用して圧着性に欠ける面
間を充足し、均等な圧着状態が得られ、シール性の向上
を図ったものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記従来の技術が有する
問題的を解決する手段として、本発明は、耐火性粉末７
０〜９９重量部、耐火性繊維１〜３０重量部の合計１０
０重量部を主原料とし、熱膨張性マイクロビーズを０．
２〜２０重量部、およびバインダとして酢酸ビニル樹脂
エマルジョン、および／またはゴムラテックスの樹脂分
３〜５０重量部を添加したことを特徴とする。
問題的を解決する手段として、本発明は、耐火性粉末７
０〜９９重量部、耐火性繊維１〜３０重量部の合計１０
０重量部を主原料とし、熱膨張性マイクロビーズを０．
２〜２０重量部、およびバインダとして酢酸ビニル樹脂
エマルジョン、および／またはゴムラテックスの樹脂分
３〜５０重量部を添加したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】耐火物の嵌合部間に介在させるときはパッキン
はフレキシブルであるためその嵌合部になじんでセット
される。ついでパッキンに添加されているバインダの受
熱による軟化変形から熱分解により硬化する間にマイク
ロビーズが膨張し、該パッキンは硬化し、嵌合部接合面
の圧着不十分な面間を充足させて全面にわたり均等に圧
着し、シール性を保つ。
はフレキシブルであるためその嵌合部になじんでセット
される。ついでパッキンに添加されているバインダの受
熱による軟化変形から熱分解により硬化する間にマイク
ロビーズが膨張し、該パッキンは硬化し、嵌合部接合面
の圧着不十分な面間を充足させて全面にわたり均等に圧
着し、シール性を保つ。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】本発明による耐熱膨張性パッキン１は、例
えば図１に示すように、使用対象となる耐火物のスライ
ドプレート２と下ノズル３の嵌合部間に介在させて用い
られるもので、図２（Ａ），（Ｂ）に例示するようにリ
ング状、カップ状等、対象物に適応する形状に成形され
る。
えば図１に示すように、使用対象となる耐火物のスライ
ドプレート２と下ノズル３の嵌合部間に介在させて用い
られるもので、図２（Ａ），（Ｂ）に例示するようにリ
ング状、カップ状等、対象物に適応する形状に成形され
る。
【００１４】上記パッキン１の組成は、耐火性粉末、耐
火性繊維等に、加熱により内包された炭化水素の沸騰に
よってシェルが膨張するようなマイクロビーズおよびバ
インダを添加し、混練して得た材料からなっている。そ
して上記マイクロビーズの膨張する温度は、前記バイン
ダの受熱による軟化変形から熱分解による硬化に移行す
る途中の温度とされる。すなわちマイクロビーズの膨張
温度が低い（バインダの軟化変形温度以下）と、一旦膨
張したパッキンがバインダの軟化により再び収縮してし
まい、マイクロビーズの膨張によるシール性が得られな
い。またマイクロビーズの膨張温度が高い（バインダの
硬化温度以上）と、既にパッキンが硬化し終った段階で
マイクロビーズが膨張することになり、その結果パッキ
ンに亀裂を生じ、シール性が得られなくなる。したがっ
て一般的には、マイクロビーズの熱膨張温度は１３５〜
２１０℃程度であることが好ましい。
火性繊維等に、加熱により内包された炭化水素の沸騰に
よってシェルが膨張するようなマイクロビーズおよびバ
インダを添加し、混練して得た材料からなっている。そ
して上記マイクロビーズの膨張する温度は、前記バイン
ダの受熱による軟化変形から熱分解による硬化に移行す
る途中の温度とされる。すなわちマイクロビーズの膨張
温度が低い（バインダの軟化変形温度以下）と、一旦膨
張したパッキンがバインダの軟化により再び収縮してし
まい、マイクロビーズの膨張によるシール性が得られな
い。またマイクロビーズの膨張温度が高い（バインダの
硬化温度以上）と、既にパッキンが硬化し終った段階で
マイクロビーズが膨張することになり、その結果パッキ
ンに亀裂を生じ、シール性が得られなくなる。したがっ
て一般的には、マイクロビーズの熱膨張温度は１３５〜
２１０℃程度であることが好ましい。
【００１５】前記耐火性粉末としては、Ａｌ２Ｏ３、Ａ
ｌ２Ｏ３〜ＳｉＯ２、ＭｇＯ、珪石、ＳｉＯ２、ＺｒＯ
２、Ｚｉｒｃｏｎ、黒鉛、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、各種粘
度類等が挙げられる。
ｌ２Ｏ３〜ＳｉＯ２、ＭｇＯ、珪石、ＳｉＯ２、ＺｒＯ
２、Ｚｉｒｃｏｎ、黒鉛、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、各種粘
度類等が挙げられる。
【００１６】また耐火性繊維は、常温時および中間温度
時において強度を与え、クラックの発生防止機能を持つ
もので、例えばグラスファイバー、グラスウール、ロッ
クウール、セラミックファイバー、Ａｌ２Ｏ３ファイバ
ー、ＺｒＯ２ファイバー、ＳｉＯ２ファイバー、カーボ
ンファイバー等の無機繊維や、カイノール繊維、ポリア
ミド繊維、セルロース繊維等の有機繊維を使用すること
ができる。この繊維材料の配合量は１〜３０重量部とさ
れる。この割合が１重量部未満であると繊維材の混入効
果が得られず、また３０重量部を超えるとバインダの必
要量が多くなり過ぎて、パッキンとしての製造上および
使用上において取扱い難くなる。したがって上記割合の
範囲内でかつ２〜２０重量部であることがより好適であ
る。
時において強度を与え、クラックの発生防止機能を持つ
もので、例えばグラスファイバー、グラスウール、ロッ
クウール、セラミックファイバー、Ａｌ２Ｏ３ファイバ
ー、ＺｒＯ２ファイバー、ＳｉＯ２ファイバー、カーボ
ンファイバー等の無機繊維や、カイノール繊維、ポリア
ミド繊維、セルロース繊維等の有機繊維を使用すること
ができる。この繊維材料の配合量は１〜３０重量部とさ
れる。この割合が１重量部未満であると繊維材の混入効
果が得られず、また３０重量部を超えるとバインダの必
要量が多くなり過ぎて、パッキンとしての製造上および
使用上において取扱い難くなる。したがって上記割合の
範囲内でかつ２〜２０重量部であることがより好適であ
る。
【００１７】バインダとして使用する酢酸ビニル樹脂エ
マルジョンおよびゴムラテックスとしてそれらの水性乳
濁液、例えば酢酸ビニルエマルジョン、エチレン酢酸ビ
ニルエマルジョン、酢酸ビニル−アクリル酸エステルエ
マルジョン、スチレン−ブタジエンラテックス、アクリ
ルニトリルビブタジエンラテックス等を１種または２種
以上混合して使用することができるが、最低造膜温度
（ＭＦＴ）が５０℃以下であるものが好ましい。この最
低造膜温度が５０℃より高いと、耐火物と耐火物の嵌合
部分に介在させるときに可撓性が少なくなってシール性
が低下する。
マルジョンおよびゴムラテックスとしてそれらの水性乳
濁液、例えば酢酸ビニルエマルジョン、エチレン酢酸ビ
ニルエマルジョン、酢酸ビニル−アクリル酸エステルエ
マルジョン、スチレン−ブタジエンラテックス、アクリ
ルニトリルビブタジエンラテックス等を１種または２種
以上混合して使用することができるが、最低造膜温度
（ＭＦＴ）が５０℃以下であるものが好ましい。この最
低造膜温度が５０℃より高いと、耐火物と耐火物の嵌合
部分に介在させるときに可撓性が少なくなってシール性
が低下する。
【００１８】本願発明において用いられるバインダは、
熱可塑性樹脂であり、軟化温度が８０℃程度、熱分解温
度が１５０℃程度から徐々に始まり、温度上昇とともに
分解の進行が早くなる。
熱可塑性樹脂であり、軟化温度が８０℃程度、熱分解温
度が１５０℃程度から徐々に始まり、温度上昇とともに
分解の進行が早くなる。
【００１９】このバインダの添加量は多いほど柔軟とな
り、可撓性は増すが、増加量は３〜５０重量部が好まし
く、３重量部未満であると可撓性が少なく、かつ加熱時
の膨張性が少なくてシール性に劣るものとなる。また５
０重量部を超えると可撓性が大きすぎ、施工性が悪くな
る。そして昇温および使用時のバインダ消失による組織
が脆弱化して好ましくない。
り、可撓性は増すが、増加量は３〜５０重量部が好まし
く、３重量部未満であると可撓性が少なく、かつ加熱時
の膨張性が少なくてシール性に劣るものとなる。また５
０重量部を超えると可撓性が大きすぎ、施工性が悪くな
る。そして昇温および使用時のバインダ消失による組織
が脆弱化して好ましくない。
【００２０】熱膨張性マイクロビーズは、１３５〜１４
５℃の軟化点を有するアクリルニトリルなどの重合物を
殻とし、低沸点炭化水素を内包した構成である。
５℃の軟化点を有するアクリルニトリルなどの重合物を
殻とし、低沸点炭化水素を内包した構成である。
【００２１】このマイクロビーズは、１０〜４０μｍの
粒径を有し、加熱により６０〜７０倍（体積）に膨張す
るものであって、熱膨張温度が１３５〜２１０℃である
ことが好ましい。熱膨張温度が１３５℃未満のものを多
く含むとバインダの熱分解との調和のうえで好ましくな
い。すなわちバインダ中の樹脂の軟化温度が８０℃程
度、同熱分解温度が１５０℃程度から徐々に膨張が始ま
り、２００℃以上で進行が早くなるからである。例えば
熱膨張温度が８０〜１６０℃のマイクロビーズを使用し
て実験を試みたところ、３００℃加熱後の膨張はたかだ
か１３０％程度であった。
粒径を有し、加熱により６０〜７０倍（体積）に膨張す
るものであって、熱膨張温度が１３５〜２１０℃である
ことが好ましい。熱膨張温度が１３５℃未満のものを多
く含むとバインダの熱分解との調和のうえで好ましくな
い。すなわちバインダ中の樹脂の軟化温度が８０℃程
度、同熱分解温度が１５０℃程度から徐々に膨張が始ま
り、２００℃以上で進行が早くなるからである。例えば
熱膨張温度が８０〜１６０℃のマイクロビーズを使用し
て実験を試みたところ、３００℃加熱後の膨張はたかだ
か１３０％程度であった。
【００２２】マイクロビーズの配合量は０．２〜２０重
量部とされる。この割合が０．２重量部未満であるとパ
ッキンとしての膨張が小さ過ぎ、また２０重量部を超え
ると膨張過多となってパッキンとして形態が崩れてしま
うと同時に可燃物の含有量が多くなるため作業環境上も
好ましくない。したがって上記割合の範囲内でさらに好
適な値としては０．２〜１０重量部とすることがより良
い結果が得られる。
量部とされる。この割合が０．２重量部未満であるとパ
ッキンとしての膨張が小さ過ぎ、また２０重量部を超え
ると膨張過多となってパッキンとして形態が崩れてしま
うと同時に可燃物の含有量が多くなるため作業環境上も
好ましくない。したがって上記割合の範囲内でさらに好
適な値としては０．２〜１０重量部とすることがより良
い結果が得られる。
【００２３】上記各材料の配合例（実施例１〜８）と比
較例１〜３とに基づくパッキンの膨張度合いを表１に示
す。
較例１〜３とに基づくパッキンの膨張度合いを表１に示
す。
【００２４】
【表１】 以上の結果から、マイクロビーズを添加した場合、３０
０℃まで加熱した段階でパッキンの厚みが約５倍に膨張
し、その膨張時の圧力により耐火物２，３の嵌合部の接
合面に凹凸が生じていてもこれらに圧入し、シール性が
確保される。
０℃まで加熱した段階でパッキンの厚みが約５倍に膨張
し、その膨張時の圧力により耐火物２，３の嵌合部の接
合面に凹凸が生じていてもこれらに圧入し、シール性が
確保される。
【００２５】耐火物２，３の接合面の面荒れが進んだ時
点で本発明によるパッキンを使用したところ、従来のパ
ッキンではシールが効かない場合が５割以上存在してい
たものが嵌合部分のスポーリング等による欠落が生じな
い限り十分なシール性が保たれた。
点で本発明によるパッキンを使用したところ、従来のパ
ッキンではシールが効かない場合が５割以上存在してい
たものが嵌合部分のスポーリング等による欠落が生じな
い限り十分なシール性が保たれた。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、耐
火物の繰返し使用により嵌合部の接合面に面荒れによる
凹凸が生じていてもパッキンの膨張性により均等な圧着
力が得られ、シール不十分となることを確実に防止する
ことができる。
火物の繰返し使用により嵌合部の接合面に面荒れによる
凹凸が生じていてもパッキンの膨張性により均等な圧着
力が得られ、シール不十分となることを確実に防止する
ことができる。
【図１】耐火物の嵌合部にパッキンを介在させた状態を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】（Ａ），（Ｂ）はパッキンの形状例を示す斜視
図。
図。
１ パッキン ２，３ 耐火物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｄ 41/56 Ｂ２２Ｄ 41/56 Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｎ Ｑ
Claims (2)
- 【請求項１】耐火性粉末７０〜９９重量部、耐火性繊維
１〜３０重量部の合計１００重量部を主原料とし、熱膨
張性マイクロビーズを０．２〜２０重量部、およびバイ
ンダとして酢酸ビニル樹脂エマルジョン、および／また
はゴムラテックスの樹脂分３〜５０重量部を添加してな
ることを特徴とする耐熱膨張性パッキン。 - 【請求項２】前記熱膨張性マイクロビーズは、アクリル
ニトリル等の重合物を穀とし、低沸点炭化水素を内包し
かつ１３５〜２１０℃で熱膨張する構成であることを特
徴とする請求項１記載の耐熱膨張性パッキン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5260005A JP2957391B2 (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 耐熱膨張性パッキン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5260005A JP2957391B2 (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 耐熱膨張性パッキン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07118073A JPH07118073A (ja) | 1995-05-09 |
| JP2957391B2 true JP2957391B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=17341984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5260005A Expired - Fee Related JP2957391B2 (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 耐熱膨張性パッキン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957391B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0109556D0 (en) * | 2001-04-18 | 2001-06-06 | Foseco Int | Metallurgical gasket |
| JP4836828B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2011-12-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 取鍋への下ノズル取付方法 |
| CN102328072A (zh) * | 2011-09-15 | 2012-01-25 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 侵入式水口及其制造模具 |
| EP2604363A1 (en) † | 2011-12-16 | 2013-06-19 | Vesuvius Crucible Company | intumescent sealing for metal casting apparatus |
| DE102018006415A1 (de) * | 2018-08-15 | 2020-02-20 | Goldschmidt Thermit Gmbh | Verfahren zum Abdichten einer Gießform für aluminothermische Schienenschweißungen |
-
1993
- 1993-10-18 JP JP5260005A patent/JP2957391B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07118073A (ja) | 1995-05-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |