JPH03259988A - Filler material for spiral gasket - Google Patents
Filler material for spiral gasketInfo
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Abstract
Description
本発明は、うず巻形ガスケットのフィラー材に関し、特
に自動車排ガス等の高温流体をシールする場合に使用す
るうず巻形ガスケットにおいて好適するフィラー材に関
するものである。The present invention relates to a filler material for a spiral-wound gasket, and particularly to a filler material suitable for a spiral-wound gasket used for sealing high-temperature fluids such as automobile exhaust gas.
この種フィラー材は、一般に、無機繊維を抄造して得ら
れる無機質紙からなるが、高温条件下で使用されるうず
巻形ガスケットにおいては、伝統的にアスベスト製のフ
ィラー材が使用されている。
ところが、近時、アスベストの使用は衛生上。
資源上の観点から制限ないし禁止される傾向にある。す
なわち、アスベストは、その性質上、取扱時に多量の粉
塵を発生し易く、これが肺癌の原因となったり、肺臓や
皮膚にアスベスト粉塵が沈着するアスベスト病や中皮腫
となる虞れがあるといわれている。しかも、アスベスト
は資源的に不足しており、この傾向は年々強くなる一方
である。
したがって、アスベストを使用しないフィラー材の開発
が強く要請されており、従来からも、例えばガラス繊維
を使用したアスベストフリーのフィラー材が提案されて
いる。
しかし、ガラス繊維を使用したものでは、ガラス繊維が
溶融、収縮するため６００°Ｃ以上の高温条件下では使
用できず、自動車排ガスのような高温流体に対しては到
底適用できない。
このように、耐熱性の点において、アスベスト製のフィ
ラー材より優れたものは勿論、これに代替し得るような
ものすら未だ提案されていないのが実情である。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、このような実情に鑑み、耐熱性においてアス
ベスト製のものより優れたアスベストフリーのフィラー
材を提供し、もって時代の要請に応えんとするものであ
る。
【課題を解決するための手段］
このｍ題を解決した本発明のフィラー材は、セラミック
繊維５〜２０重量％、セピオライト１３゜５〜２５重量
％及び有機繊維１〜１０重量％からなる。３６．５重量
％以上の繊維状物と、５９重量％以下の無機粉体と、１
〜１０重量％のバインダーとから構成したものである。
繊維状物はフィラー材に復元性及び強度を与えるために
配合されるものであるが、３６．５重量％未満であると
、充分な復元性及び強度を確保できない。したがって、
配合量を３６．５重量％以上とした。通常は、フィラー
材における空隙率が高くならないように、つまりシール
性が損われないように、５０重量％以下としておくこと
が好ましい。
この繊維状物は、セラミック繊維、セピオライト、有機
繊維から構成されるが、セラミック繊維は釣上〜５μｍ
の繊維径のものであり、フィラー材の内部に網目を形成
すると共に、耐熱性に優れることから、常温時、加熱時
を通してフィラー材に安定した強度を与える。その反面
、セラミック繊維同志を強く擦り合わせたり圧縮すると
、繊維が折れる。このような点を勘案して、セラミック
繊維の配合量は５〜２０重量％とじた。
また、セピオライトとしては、約０．２μｍの繊維径を
有するα型のものを使用する。セピオライトは、フィラ
ー材の内部に緻密な網目を形成する。そして、セピオラ
イトは常温時において固結性を有し、加熱されることに
より焼結性を発揮することから、耐熱性を有する結合材
として機能する。このような機能は、配合量が１３．５
重量％未満では充分に発揮されない。また、セピオライ
トはセラミック繊維のように繊維が折れたりするもので
はないが、配合量が２５重量％を超えると、フィラー材
が必要以上に硬くなり、シール性が低下する。このよう
な理由から、配合量は１３．５〜２５重量％とした。
また、有機繊維としては麻パルプ等が使用される。有機
繊維は、常温時においてフィラー材の内部に網目を形成
して、フィラー材の抄造時やガスケット製作時に必要な
強度を確保するものであるが、配合量が１重量％未満で
は充分な強度を得ることができない。しかし、その配合
量が１０重量％を超えると、フィラー材ないしガスケッ
トの耐熱性を損なう。このような理由から、配合量は工
〜１０重量％とじた。
無機粉体としては、タルク鉱物、炭酸カルシウム、クレ
ー、硫酸バリウム等が使用されるが、この無機粉体はガ
スケットのシール性を向上させるために配合される。例
えば、タルク鉱物は薄片状形態をなす柔軟な鉱物であり
、繊維状物による網目内に緻密に充填されて、シール性
を向上させる。
無機粉体の配合量は５９重量％以下とするが、より好ま
しくは４５．５重量％以上としておく。
バインダーとしては天然７合成ゴムラテックスや樹脂エ
マルジョン等が使用されるが、結合材としての機能を発
揮させるために１〜１０重量％を配合する。
【実施例１
実施例として、抄造により第１表に示す配合組成をなす
フィラー材Ｉを得た。また、比較例として、抄造により
、第２表に示す配合組成のフィラー材■と第３表に示す
配合組成のフィラー材■を得た。フィラー材■は、セラ
ミック繊維に替えてガラス繊維を使用した以外はフィラ
ー材Ｉと同様組成のものであり、フィラー材■は伝統的
なアスベスト製のフィラー材である。なお、嵩密度は、
フィラー材１．ＩＩについては１．０ｇ／−であり、フ
ィラー材■については０．８２ｇ／ｃｉであった。
かくして得られたフィラー材１．［１，ｍを使用して、
夫々、内径４３．５ｍ＋、外形５７ｍｍ、厚さ５．０ｍ
＋のうず巻形ガスケットを製作し、各ガスケットについ
てシール特性試験及び耐衝撃特性試験を行った。
シール特性試験は、ガスケットをその厚さが４冊となる
ように加圧した状態で、ガスケット内周側に０．５ｋｇ
／ａ＋ｆの窒素ガスを封入し、ガスケット外周側に漏洩
する窒素ガス量を測定したものである。なお、窒素ガス
の漏洩量は、漏洩した窒素ガスをメスシリンダに導き、
このメスシリンダ内における石鹸膜の移動速度により測
定したものである。
また、耐衝撃特性試験は、ガスケット上に２００ｇの重
錘を５００ｗｏの高さから落下させて、ガスケットに厚
さ方向の衝撃を与え、これを５０回繰り返した後のフィ
ラー材の脱落（つまり１重錘の衝撃によるフィラー材の
飛散）による減量を測定し、これによってフィラー材の
耐衝撃強度を評価するものである。すなわち、衝撃によ
るフィラー材の減量（脱落量）が少ない程、耐衝撃強度
が大きい。
これらの特性試験は、常温において行うと共に、フィラ
ー材つまりガスケットを４００’Ｃ，６００”ｃ、ｓｏ
ｏ’ｃに夫々３時間加熱した後において行ったものであ
り、第４表及び第５表に示す結果が得られた。
第４表に示すシール特性の試験結果から理解されるよう
に、フィラー材■、■を使用したガスケットでは、何れ
も、８００℃加熱後においてシール性が顕著に低下した
。これは、ｓｏｏ’ｃに加熱されることによって、フィ
ラー材Ｈのガラス繊維が溶融、収縮し、またフィラー材
■のアスベストが結晶水を放出することに起因する。こ
れに対して、本発明に係るフィラー材Ｉを使用したガス
ケットでは、ｓ ｏ ｏ ’ｃの高温条件下においても
シール性が損なわれず、６００’Ｃ以下の条件下におけ
ると同様のシール機能を発揮し得る。
また、第５表に示す耐衝撃特性の試験結果から理解され
るように、ガラス繊維を使用したフィラー材■では、ｓ
ｏ ｏ ’ｃ加熱後の脱落による減量が大きく、高温
条件下では顕著な強度低下を招くものである。これに対
して、フィラー材Ｉは、６００℃以下においてはフィラ
ー材■より劣るが、８ｏｏ’ｃ加熱後の条件下ではフィ
ラー材■より脱落による減量は小さく、強度的に優れて
いる。
（第１表）
（第４表）
（第５表）
（第２表）
（第３表）
【発明の効果１
以上の説明から容易に理解されるように、本発明のフィ
ラー材は、アスベスト製フィラー材の代替品として充分
使用できるものであることは勿論、アスベスト製フィラ
ー材より優れた耐熱性を有するものである。
したがって１本発明のフィラー材を使用することによっ
て、アスベストフリーといった時代の要請に応えること
ができ、アスベスト製フィラー材を使用したガスヶット
と同等若しくはそれ以上の高温条件下においても良好な
シール機能を発揮しうるうず巻形ガスケットを提供する
ことができる。This type of filler material is generally made of inorganic paper obtained by making paper from inorganic fibers, but filler materials made of asbestos have traditionally been used in spiral-wound gaskets used under high temperature conditions. However, recently, asbestos has been used for hygiene reasons. They tend to be restricted or prohibited from a resource standpoint. In other words, due to its nature, asbestos easily generates large amounts of dust when handled, which is said to be a cause of lung cancer, asbestos disease, and mesothelioma, where asbestos dust is deposited on the lungs and skin. ing. Moreover, asbestos is in short supply as a resource, and this trend is only getting stronger year by year. Therefore, there is a strong demand for the development of filler materials that do not use asbestos, and asbestos-free filler materials that use, for example, glass fiber have been proposed. However, those using glass fibers cannot be used under high temperature conditions of 600° C. or higher because the glass fibers melt and shrink, and cannot be applied to high-temperature fluids such as automobile exhaust gas. Thus, in terms of heat resistance, the reality is that not only a filler material superior to asbestos filler materials, but also a material that can replace them, has not yet been proposed. [Problems to be Solved by the Invention] In view of these circumstances, the present invention aims to provide an asbestos-free filler material that is superior in heat resistance to that made of asbestos, thereby meeting the demands of the times. be. [Means for Solving the Problems] The filler material of the present invention that solves this problem consists of 5 to 20% by weight of ceramic fibers, 5 to 25% by weight of sepiolite 13°, and 1 to 10% by weight of organic fibers. 36.5% by weight or more of fibrous material, 59% by weight or less of inorganic powder, 1
~10% by weight of binder. The fibrous material is blended to give the filler material resilience and strength, but if it is less than 36.5% by weight, sufficient resilience and strength cannot be ensured. therefore,
The blending amount was 36.5% by weight or more. Usually, it is preferable to keep the content at 50% by weight or less so that the porosity of the filler material does not become high, that is, so that the sealing performance is not impaired. This fibrous material is composed of ceramic fibers, sepiolite, and organic fibers.
It has a fiber diameter of 1.5 mm, forms a network inside the filler material, and has excellent heat resistance, giving the filler material stable strength both at room temperature and during heating. On the other hand, if ceramic fibers are strongly rubbed together or compressed, the fibers will break. Taking these points into consideration, the amount of ceramic fiber blended was set at 5 to 20% by weight. Further, as the sepiolite, α-type sepiolite having a fiber diameter of about 0.2 μm is used. Sepiolite forms a dense network inside the filler material. Sepiolite has solidifying properties at room temperature and exhibits sintering properties when heated, so it functions as a heat-resistant binder. This kind of function is achieved when the blending amount is 13.5
If it is less than % by weight, it will not be fully exhibited. In addition, sepiolite does not break like ceramic fibers, but if the blending amount exceeds 25% by weight, the filler material will become harder than necessary and the sealing performance will deteriorate. For these reasons, the blending amount was set at 13.5 to 25% by weight. Further, as the organic fiber, hemp pulp or the like is used. Organic fibers form a network inside the filler material at room temperature to ensure the strength required when forming the filler material or manufacturing gaskets, but if the blending amount is less than 1% by weight, sufficient strength may not be obtained. can't get it. However, if the blending amount exceeds 10% by weight, the heat resistance of the filler material or gasket will be impaired. For this reason, the blending amount was limited to 10% by weight. Talc mineral, calcium carbonate, clay, barium sulfate, etc. are used as the inorganic powder, and this inorganic powder is blended to improve the sealing performance of the gasket. For example, talcum mineral is a flexible mineral in the form of flakes, and is densely packed into a network of fibrous materials to improve sealing performance. The amount of inorganic powder blended is 59% by weight or less, more preferably 45.5% by weight or more. Natural 7 synthetic rubber latex, resin emulsion, etc. are used as the binder, and 1 to 10% by weight is blended in order to function as a binding material. [Example 1] As an example, filler material I having the composition shown in Table 1 was obtained by paper making. In addition, as a comparative example, filler material (2) having the compounding composition shown in Table 2 and filler material (2) having the compounding composition shown in Table 3 were obtained by paper making. Filler material (2) has the same composition as filler material (I) except that glass fibers were used instead of ceramic fibers, and filler material (2) is a traditional filler material made of asbestos. In addition, the bulk density is
Filler material 1. For filler material II, it was 1.0 g/-, and for filler material ■, it was 0.82 g/ci. Filler material thus obtained 1. [1, using m,
Each inner diameter is 43.5m+, outer diameter is 57mm, and thickness is 5.0m.
+ spiral-wound gaskets were manufactured, and each gasket was subjected to a sealing property test and an impact resistance property test. In the sealing property test, the gasket was pressurized so that its thickness was 4 volumes, and 0.5 kg was applied to the inner circumference of the gasket.
/a+f nitrogen gas was sealed and the amount of nitrogen gas leaking to the outer circumferential side of the gasket was measured. In addition, the leakage amount of nitrogen gas is calculated by guiding the leaked nitrogen gas to the graduated cylinder.
It was measured by the moving speed of the soap film within this measuring cylinder. In addition, in the impact resistance test, a 200g weight is dropped onto the gasket from a height of 500wo to apply an impact to the gasket in the thickness direction, and after this is repeated 50 times, the filler material falls off (i.e. The weight loss due to the scattering of the filler material due to the impact of a weight is measured, and the impact strength of the filler material is evaluated based on this. In other words, the smaller the weight loss (falling amount) of the filler material due to impact, the higher the impact strength. These characteristic tests are carried out at room temperature, and the filler material, that is, the gasket, is heated to 400'C, 600"C, SO
The results are shown in Tables 4 and 5. As can be seen from the sealing property test results shown in Table 4, the sealing properties of both gaskets using filler materials (1) and (2) decreased significantly after heating to 800°C. This is because the glass fibers of the filler material H melt and contract when heated to soo'c, and the asbestos of the filler material II releases crystal water. On the other hand, the gasket using the filler material I according to the present invention does not lose its sealing performance even under high-temperature conditions of so It is possible. Furthermore, as can be understood from the test results of impact resistance properties shown in Table 5, filler material ■ using glass fiber has s
o o'c The weight loss due to shedding after heating is large, leading to a significant decrease in strength under high temperature conditions. On the other hand, filler material I is inferior to filler material (1) at temperatures below 600°C, but under conditions after heating for 8 oo'c, the weight loss due to shedding is smaller than that of filler material (2), and it is superior in strength. (Table 1) (Table 4) (Table 5) (Table 2) (Table 3) [Effect of the invention 1] As can be easily understood from the above explanation, the filler material of the present invention Not only can it be used satisfactorily as a substitute for filler materials made of asbestos, but it also has better heat resistance than filler materials made of asbestos. Therefore, by using the filler material of the present invention, it is possible to meet the demands of the times for asbestos-free, and it exhibits a good sealing function even under high temperature conditions equivalent to or higher than that of gas fittings using asbestos filler materials. A flexible spiral gasket can be provided.
Claims (1)
〜２５重量％及び有機繊維１〜１０重量％からなる、３
６．５重量％以上の繊維状物と、５９重量％以下の無機
粉体と、１〜１０重量％のバインダーとから構成したこ
とを特徴とする、うず巻形ガスケットのフィラー材。Ceramic fiber 5-20% by weight, sepiolite 13.5
~25% by weight and 1-10% by weight of organic fibers, 3
A filler material for a spiral gasket, characterized in that it is composed of 6.5% by weight or more of a fibrous material, 59% by weight or less of an inorganic powder, and 1 to 10% by weight of a binder.
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|---|---|---|---|
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