KR20170077755A

KR20170077755A - Spiral wound gasket

Info

Publication number: KR20170077755A
Application number: KR1020160025432A
Authority: KR
Inventors: 사토시 나카자토
Original assignee: 닛폰 바루카 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2017-07-06
Also published as: JP6674776B2; JP2017120103A; KR102463763B1

Abstract

본 발명은 무기 섬유를 배합한 시트를 사용했을 때 누설 경로가 적은 상온 실링성을 갖는 소용돌이형 개스킷을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 소용돌이형 개스킷은 필러재와 후프재를 포개어 소용돌이 형상으로 감아 형성한 개스킷 본체를 구비하는 소용돌이형 개스킷으로서, 그 필러재가 무기 섬유를 배합한 시트로 이루어지고, 필러재의 JIS B 0031(1994)에 의한 Rz값이 26 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하며, 필러재의 조성이 무기 충전재 74~85 중량%, 무기 섬유 2~20 중량%, 유기 섬유 2~20 중량%, 유기 바인더 4~12 중량%의 범위(단, 합계는 100 중량%)인 것을 특징으로 한다.An object of the present invention is to provide a swirl gasket having room temperature sealability with a small leakage path when a sheet containing inorganic fibers is used.
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the whirlpool gasket of the present invention is a whirlpool gasket having a gasket main body formed by wrapping a filler material and a hoop material in a spiral shape, the filler material being composed of a sheet containing inorganic fibers, The filler material has an Rz value of 26 占 퐉 or less according to JIS B 0031 (1994) of a filler material, wherein the filler material has a composition of 74 to 85% by weight of an inorganic filler, 2 to 20% by weight of inorganic fibers, 2 to 20% And a binder in an amount of 4 to 12 wt% (provided that the total amount is 100 wt%).

Description

A spiral wound gasket

본 발명은 소용돌이형 개스킷에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개스킷 본체의 필러재에 무기 섬유를 사용한 소용돌이형 개스킷에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a whirlpool gasket, and more particularly to a whirlpool gasket using inorganic fibers in a filler material of a gasket main body.

개스킷은 일반적으로 비금속 개스킷·반금속 개스킷·금속 개스킷의 3종이 주류로 되어 있다. 그 중에서도 반금속 개스킷은 비금속 개스킷을 사용할 수 없는 고압 조건에서의 사용이 가능하다. 또한 고압 조건에서 사용 가능한 개스킷으로서 금속 개스킷이 있으나, 높은 치수 정밀성이 요구되고 단단하기 때문에 조여 넣기 어렵다. 이러한 이유에서, 특수 조건에서의 사용이 일반적이다. 한편으로 반금속 개스킷은 고압 조건에서 사용 가능하고, 가공성과 취급이 용이한 것으로 알려져 있어 고압하에서 사용되는 개스킷으로서는 일반적이다. 특히 소용돌이형 개스킷은 반금속 개스킷 중에서 대표적인 개스킷의 하나이다. The gasket is generally made of three kinds of non-metallic gasket, semi-metal gasket and metal gasket. Among them, the semi-metal gasket can be used under a high-pressure condition in which a non-metallic gasket can not be used. Also, there is a metal gasket as a gasket which can be used under high-pressure conditions, but it is difficult to fasten because of its high dimensional precision and rigidity. For this reason, use under special conditions is common. Semi-metal gaskets, on the other hand, are known to be usable under high pressure conditions and are easy to process and handle, and are therefore common for gaskets used under high pressure. In particular, the whirlpool gasket is one of the typical gaskets among the semi-metal gaskets.

고압 조건에서 사용되는 소용돌이형 개스킷은 필러재와 후프재에 의해 구성되어 있다. The vortex type gasket used under high pressure conditions is composed of a filler material and a hoop material.

소용돌이형 개스킷(SWG)은 도 1에 나타내는 바와 같은 구성으로 되어 있다. 즉, 소용돌이형 개스킷에 있어서는 필러재(1)와 단면이 V자 등의 형상인 얇은 금속 테이프로 이루어지는 후프재(2)를 포개어 소용돌이 형상으로 감고, 감음의 시작과 끝을 후프재(2)만으로 2~3바퀴 헛감아, 이를 스폿 용접 등에 의해 고착함으로써 개스킷 본체(10)를 형성하고 있다. The swirl-type gasket SWG has the structure shown in Fig. That is, in the vortex type gasket, the filler material 1 and the hoop material 2 made of a thin metal tape having a V-shaped cross section are superimposed and wound in a spiral shape, The gasket main body 10 is formed by two or three turns of a hatch and fixed by spot welding or the like.

그리고 이 개스킷 본체(10)의 안쪽 둘레 가장자리에는 가이드 부재로서 고리 형상의 금속판으로 이루어지는 내륜 링부재(3)를 감합(嵌合)함으로써 고정하고 있다. 또한 개스킷 본체(10)의 바깥쪽 둘레 가장자리에는 가이드 부재로서 고리 형상의 금속판으로 이루어지는 외륜 링부재(4)를 감합함으로써 고정하고 있다. An inner ring member 3 made of a ring-shaped metal plate as a guide member is fixed to the inner circumferential edge of the gasket main body 10 by fitting. The outer peripheral edge of the gasket main body 10 is fixed by fitting an outer ring ring member 4 made of an annular metal plate as a guide member.

이러한 필러재에는 대표적으로 팽창 흑연 시트(예를 들면 특허문헌 1：일본국 특허공개 제2011-144881호 공보), 마이카를 주체로 하는 시트(예를 들면 특허문헌 2：일본국 특허공개 제2007-127178호 공보), 무기 섬유(예를 들면 특허문헌 3：일본국 특허공개 평7-305772호 공보)를 배합한 시트가 있다. Examples of such filler materials include expanded graphite sheets (for example, Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2011-144881), sheets made mainly of mica (for example, Japanese Patent Application Laid- 127178), and inorganic fibers (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-305772).

내압에 대한 내성은 각각 유사하나, 필러재가 상이함으로써 이점과 문제점이 아래와 같이 있다. Resistance to internal pressure is similar, but the advantages and problems are as follows due to differences in filler material.

마이카를 주체로 하는 시트의 경우는 고온 영역까지 사용 가능하나, 상온에 있어서의 실링성이 나쁘다. 또한 팽창 흑연 시트의 경우는 상온에 있어서의 실링성은 양호하나, 팽창 흑연은 재질이 부드러워 흠집이 생기기 쉽다. 이 때문에 흠집에 의한 누설 경로(leakage path)의 형성이나 불량률이 향상될 우려가 있어 가공성과 취급에 문제가 있다. 　In the case of a sheet mainly composed of mica, although it can be used up to a high temperature region, the sealing property at room temperature is poor. In the case of the expanded graphite sheet, the sealing property at room temperature is good, but the expanded graphite is soft and prone to scratches. For this reason, formation of a leakage path due to scratches or a defect rate may be improved, and there is a problem in workability and handling.

이에 대해 무기 섬유를 배합한 시트는 필러재로서 비교적 강한 강도를 가져 흠집 등이 생기기 어려워 가공성 및 취급성이 우수하다. 또한 마이카 이상의 실링성을 가지고 있는 이점이 있지만 팽창 흑연에 필적하는 상온 실링성은 가지고 있지 않다.On the other hand, the sheet containing the inorganic fibers has a relatively high strength as a filler material, and scratches and the like are less likely to be generated, and the processability and handling property are excellent. In addition, it has the advantage of having a sealability higher than that of mica, but it does not have room temperature sealability comparable to expanded graphite.

일본국 특허공개 제2011-144881호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-144881 일본국 특허공개 제2007-127178호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-127178 일본국 특허공개 평7-305772호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-305772

이러한 상황하에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 있어서의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 무기 섬유를 배합한 시트를 사용했을 때 누설 경로가 적은 상온 실링성을 갖는 소용돌이형 개스킷을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a swirl gasket having a room temperature sealability with a small leakage path when a sheet containing inorganic fibers is used .

일반적으로 소용돌이형 개스킷의 실링성 문제는 아래의 요인을 생각할 수 있다. Generally, the sealing property of the swirl-type gasket can be considered as the following factors.

(i) 개스킷과 플랜지 사이의 접면 누설(i) Leakage between the gasket and the flange

(ii) 필러재 내부를 통과하는 투과 누설(ii) permeate leakage through the filler material

(iii) 필러재와 후프재의 계면을 통과하는 투과 누설(iii) permeate leakage through the interface between the filler material and the hoop material

본 발명자들은 무기 섬유를 배합한 시트재에 있어서 (iii)를 개선함으로써 상온 실링성이 향상될 것으로 생각하였다. 그리고 (iii)의 누설 메커니즘으로서는 번갈아 적층하여 권취되어 있는 후프재와 필러재의 접지면을 유체가 타고 일어나는 것으로 생각하여, 이를 저감시키기 위해서는 필러의 표면 거칠기가 중요하며, 미세한 편(Rz가 작은 편)이 치밀하게 접지되어 (iii)에 의한 누설을 경감시키는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The inventors of the present invention thought that improving the (iii) in the sheet material in which the inorganic fibers are blended improves the room temperature sealing property. As for the leakage mechanism of (iii), it is considered that the ground surface of the hoop material and the filler material which are alternately stacked and wound up is caused by fluid rushing. In order to reduce the surface roughness, the surface roughness of the filler is important. (Iii) is relieved, and the present invention has been accomplished.

본 발명의 구성은 아래와 같다. The structure of the present invention is as follows.

[1] 필러재와 후프재를 포개어 소용돌이 형상으로 감아 형성한 개스킷 본체를 구비하는 소용돌이형 개스킷으로서, [1] A whirlpool gasket having a gasket main body formed by wrapping a filler material and a hoop material in a spiral shape,

상기 필러재가 무기 섬유를 배합한 시트로 이루어지고, Wherein the filler material comprises a sheet containing inorganic fibers,

필러재의 JIS B 0031(1994)에 의한 Rz값이 26 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 소용돌이형 개스킷.And the Rz value of the filler according to JIS B 0031 (1994) is 26 탆 or less.

[2] 필러재의 조성이 무기 충전재 74~85 중량%, 무기 섬유 2~20 중량%, 유기 섬유 2~20 중량%, 유기 바인더 4~12 중량%의 범위(단, 합계는 100 중량%)인 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 소용돌이형 개스킷.[2] The composition of [2], wherein the composition of the filler is in the range of 74 to 85% by weight of inorganic filler, 2 to 20% by weight of inorganic fiber, 2 to 20% by weight of organic fiber and 4 to 12% by weight of organic binder (1). &Lt; / RTI >

[3] 무기 섬유가 암면(rock wool)을 포함하는 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2]에 기재된 소용돌이형 개스킷.[3] The whirlpool gasket according to [1] or [2], wherein the inorganic fiber comprises a rock wool.

[4] 무기 섬유의 75 중량% 이상이 암면인 것을 특징으로 하는 [3]에 기재된 소용돌이형 개스킷.[4] The whirlpool gasket according to [3], wherein 75% by weight or more of the inorganic fibers is a rock face.

[5] 무기 섬유의 애스펙트비의 평균값이 70~115의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 소용돌이형 개스킷. [5] The whirlpool gasket according to any one of [1] to [4], wherein an average value of the aspect ratios of the inorganic fibers is in the range of 70 to 115.

본 발명의 소용돌이형 개스킷은 소정의 표면 거칠기(Rz)를 갖는 필러재를 사용함으로써 후프재와 필러재 사이의 밀착성을 양호하게 한다. 그 결과, 필러재와 후프재의 계면을 통과하는 투과 누설을 경감시켜 상온에 있어서의 실링성이 양호해진다. The whirlpool gasket of the present invention improves the adhesion between the hoop material and the filler material by using a filler material having a predetermined surface roughness (Rz). As a result, permeation leakage through the interface between the filler material and the hoop material is reduced, and the sealing property at room temperature is improved.

도 1은 소용돌이형 개스킷의 개략을 나타내는 부분 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing a swirl-type gasket. FIG.

아래에 본 발명의 소용돌이형 개스킷에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the whirlpool gasket of the present invention will be described in more detail.

본 발명의 소용돌이형 개스킷은 도 1에 기재되는 바와 같이 필러재와 후프재를 포개어 소용돌이 형상으로 감아 형성한 고리 형상의 개스킷 본체를 구비하고 있다.The whirlpool gasket of the present invention comprises an annular gasket main body formed by wrapping a filler material and a hoop material in a spiral shape as shown in Fig.

[필러재][Filler material]

필러재는 무기 섬유를 배합한 시트로 이루어진다.The filler material is composed of a sheet containing inorganic fibers.

본 발명에서 사용되는 필러재는 JIS B 0031(1994)에 의한 Rz값이 26 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 25 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 24 ㎛ 이하이다. 또한 Rz값은 1 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한 Rz는 거칠기 곡선으로부터 그 평균선 방향으로 기준 길이를 뽑아내, 이 뽑아낸 부분의 평균선으로부터 세로 배율의 방향으로 측정한, 가장 높은 피크에서 5번째까지의 피크 표고의 절대값의 평균값과, 가장 낮은 밸리에서 5번째까지의 밸리 표고의 절대값의 평균값의 합을 구하여, 이 값을 ㎛로 나타낸 것이다. Rz는 표면 거칠기 측정기로 측정된다. The filler material used in the present invention has an Rz value according to JIS B 0031 (1994) of 26 mu m or less, preferably 25 mu m or less, and more preferably 24 mu m or less. The Rz value is preferably 1 m or more. Rz is the average value of the absolute value of the peak height from the highest peak to the fifth peak measured in the direction of the vertical magnification from the average line of the extracted portion, The sum of the average values of the absolute values of the valleys from the valley to the fifth valley is obtained, and this value is expressed in [mu] m. Rz is measured with a surface roughness meter.

무기 섬유로서는 석면 이외의 무기 섬유가 사용되고, 구체적으로는 예를 들면 세라믹 섬유, 암면, 유리 섬유, 티탄산 섬유 등을 들 수 있다. 이 중 암면이 생체 분해성을 갖는 점에서 바람직하다.As the inorganic fibers, inorganic fibers other than asbestos are used, and specific examples thereof include ceramic fibers, rock wool, glass fibers, and titanic acid fibers. Of these, rock surfaces are preferable in that they have biodegradability.

필러재의 표면 거칠기를 제어하는 요인으로서는 섬유의 애스펙트비에 기인하는 것으로 생각된다. 무기 섬유의 애스펙트비가 큰 경우, 필러 표면으로 돌출되는 섬유의 요철이 커질 것으로 생각되어, 표면 거칠기로서는 거친 상태가 될(Rz값은 커질) 것으로 생각된다. 본건에 있어서의 실시예에서 사용하고 있는 암면의 애스펙트비의 평균값은 72.48이었다. 또한 비교예의 애스펙트비의 평균값은 117.80이었다. 이 때문에 적절한 애스펙트비의 무기 섬유를 선택하여 사용함으로써 소정의 표면 거칠기를 달성하는 것이 가능해진다.It is considered that factors controlling the surface roughness of the filler material are attributed to the aspect ratio of the fibers. When the aspect ratio of the inorganic fibers is large, it is considered that the unevenness of the fibers protruding to the surface of the filler is increased, and it is considered that the surface roughness becomes rough (Rz value becomes large). The average value of the aspect ratio of the rock surface used in the examples of this example was 72.48. The average value of the aspect ratios of the comparative examples was 117.80. For this reason, it is possible to achieve a predetermined surface roughness by selecting inorganic fibers having an appropriate aspect ratio.

이러한 무기 섬유로서는 평균 섬유 직경은 20 ㎛ 이하, 바람직하게는 11~20 ㎛이고, 그 평균 섬유 길이는 상기한 섬유 직경 및 애스펙트비로부터 적절히 선정된다. 또한 애스펙트비의 평균값은 150 이하, 바람직하게는 115 이하, 더욱 바람직하게는 70~115의 범위에 있는 것이 바람직하다. As the inorganic fibers, the average fiber diameter is 20 mu m or less, preferably 11 to 20 mu m, and the average fiber length is appropriately selected from the above-mentioned fiber diameter and aspect ratio. The average value of aspect ratios is preferably 150 or less, preferably 115 or less, more preferably 70 to 115.

무기 섬유의 형상은 100개의 샘플에 대해서 현미경 관찰에 의해 실시예에 나타내는 방법으로 섬유 직경과 섬유 길이를 측정하여 평균값을 구하는 동시에 애스펙트비를 산출한다. As to the shape of the inorganic fiber, the fiber diameter and the fiber length are measured by the microscopic observation with respect to 100 samples by the method shown in the embodiment, and the average value is obtained and the aspect ratio is calculated.

본 발명에 있어서는 이러한 무기 섬유를 1종 또는 2종 이상 조합해서 사용해도 된다. In the present invention, these inorganic fibers may be used singly or in combination of two or more kinds.

본 발명에서는 무기 섬유로서 암면을 포함하는 것이 생분해성 등의 관점에서 환경에 악영향을 미치는 경우가 없어 바람직하다. 또한 무기 섬유의 75 중량% 이상이 암면인 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the inorganic fiber includes a rocky surface because it does not adversely affect the environment from the viewpoint of biodegradability and the like. It is also preferable that at least 75% by weight of the inorganic fibers are rock wool.

본 발명에 있어서는 이러한 무기 섬유를 1종 또는 2종 이상 조합해서 사용해도 된다.In the present invention, these inorganic fibers may be used singly or in combination of two or more kinds.

필러재는 상기 무기 섬유와 함께 유기 섬유, 무기 충전재, 무기 바인더 및 유기 바인더를 포함시켜 형성되는 것이 바람직하다. The filler material is preferably formed by including organic fibers, an inorganic filler, an inorganic binder, and an organic binder together with the inorganic fibers.

유기 섬유로서는 식물 섬유 등의 천연 섬유, 아라미드 섬유 등의 합성 섬유, 탄화 섬유, 탄소 섬유, 흑연화 섬유 등을 들 수 있다. 이들 유기 섬유는 1종 또는 2종 이상 조합해서 사용해도 된다. Examples of the organic fibers include natural fibers such as vegetable fibers, synthetic fibers such as aramid fibers, carbonized fibers, carbon fibers, and graphitized fibers. These organic fibers may be used singly or in combination of two or more kinds.

이들 유기 섬유는 필러재와 후프재를 같이 감아 소용돌이형 개스킷을 제조할 때, 필러재가 파단되지 않는 등 필러재의 강도를 강화시키는 역할을 하고 있다. 이러한 유기 섬유는 유연성이 풍부하여 얻어지는 소용돌이형 개스킷의 기밀성을 저하시키지 않는 것인 것이 바람직하며, 그 섬유 직경은 10 ㎛ 이하이고 0.2 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이 때문에 이러한 유기 섬유로서 1종 이상은 상기와 같은 섬유 직경의 피브릴화된 펄프상의 아라미드 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.These organic fibers play a role of reinforcing the strength of the filler material such that the filler material is not broken when the whirlpool gasket is manufactured by winding the filler material and the hoop material together. It is preferable that such an organic fiber does not lower the airtightness of the vortex-type gasket obtained by abundant flexibility, and the fiber diameter is preferably 10 m or less and 0.2 m or more. Therefore, it is preferable to use at least one of these organic fibers as the fibrillated pulp-shaped aramid fiber having the fiber diameter as described above.

무기 충전재로서는 탈크, 클레이, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화아연, 산화티탄, 실리카 등을 들 수 있다. 이들 무기 충전재는 섬유 간의 채움(기밀성), 필러의 가요성, 필러의 고온 시에 있어서의 형상 유지성(응집성)을 높이는 역할을 하고 있어, 고온 시에도 소실되지 않고 잔존하여 실링성을 유지하는 역할을 하고 있다. 이러한 무기 충전재의 입경은 미세한 것이 바람직하고, 구체적으로는 입경이 5 ㎛ 이하이며, 또한 1 ㎛ 이하의 입자가 5% 이상 존재하는 입경 분포를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는 서로 다른 입경 분포를 갖는 2종 이상의 충전재를 조합해서 사용하는 것이 바람직하고, 이와 같이 입경 분포가 상이한 2종 이상의 충전재를 조합해서 사용하면 기밀성, 가요성이 우수한 개스킷을 얻을 수 있다. Examples of inorganic fillers include talc, clay, calcium carbonate, barium sulfate, zinc oxide, titanium oxide, silica and the like. These inorganic fillers play a role of maintaining filler (airtightness), flexibility of filler, shape retaining property (cohesiveness) at high temperature of filler, and maintaining sealability without being lost even at high temperature . The particle size of such an inorganic filler is preferably fine, and more specifically, it is preferable that the particle size distribution is 5 占 퐉 or less and 5% or more of particles of 1 占 퐉 or less exist. In the present invention, it is preferable to use a combination of two or more kinds of fillers having different particle size distributions. If two or more kinds of fillers having different particle diameter distributions are used in combination, a gasket having excellent airtightness and flexibility can be obtained.

바인더는 섬유와 무기 충전재를 결합하여 실링성을 높여서 필러재에 기계적 강도를 부여하는 역할을 하고 있어 유기·무기 어느 것이어도 되고, 또한 유기 바인더와 무기 바인더를 조합하여 사용해도 된다. 이러한 무기 바인더로서 구체적으로는, 예를 들면 폴리인산염, 물유리 등을 들 수 있다. 유기 바인더로서는 구체적으로는, 예를 들면 NBR계, SBR계, 아크릴산에스테르계, 불소고무계 등의 내열성이 풍부한 엘라스토머계 유기 바인더, 메틸실리콘계 바인더, 페닐실리콘계 바인더 등의 실리콘계의 바인더 또는 수분산계 페놀 수지 등의 페놀계의 바인더를 들 수 있다. The binder serves to impart mechanical strength to the filler material by bonding the fiber and the inorganic filler to improve the sealing property. The binder may be organic or inorganic, or may be a combination of an organic binder and an inorganic binder. Specific examples of such inorganic binders include polyphosphate and water glass. Specific examples of the organic binder include elastomeric organic binders rich in heat resistance such as NBR, SBR, acrylic ester, and fluorine rubber, silicone-based binders such as methylsilicon-based binders and phenylsilicone-based binders, or water- Of phenolic binders.

필러재에는 전술한 바와 같은 성분에 더하여 필요에 따라 파라핀 왁스계 등의 발수·발유제가 포함되어 있어도 된다. 이러한 발수·발유제를 사용하면 상온 시의 실링성을 향상시킬 수 있다. The filler material may contain a water-repellent or oil-repellent agent such as a paraffin wax system in addition to the above-described components, if necessary. When such a water-repellent / oil repellent agent is used, the sealability at room temperature can be improved.

또한 본 발명의 필러재에는 상기 성분에 더하여 추가로 각종 가황제, 가황촉진제, 가황보조제, 노화방지제, 착색제 등이 포함되어 있어도 된다. The filler material of the present invention may further contain various vulcanizing agents, vulcanization accelerators, vulcanization aids, antioxidants, coloring agents and the like in addition to the above components.

본 발명에서 사용하는 필러재는 무기 충전재 74~85 중량%, 무기 섬유 2~20 중량%, 유기 섬유 2~20 중량%, 유기 바인더 4~12 중량%의 범위(단, 합계는 100 중량%)인 것이 소정의 강도를 발현하기 위해 바람직하다. The filler material used in the present invention is a mixture of 74 to 85% by weight of inorganic filler, 2 to 20% by weight of inorganic fibers, 2 to 20% by weight of organic fibers and 4 to 12% by weight of organic binder Is preferable for exhibiting a predetermined strength.

본 발명에서 사용하는 필러재에는 상기와 같은 무기 섬유와 무기 충전재, 추가로 무기 바인더를 포함하는 경우, 무기물은 합계로 76~94 중량%, 바람직하게는 85~90 중량%(단, 무기 바인더를 포함하는 경우, 무기 충전재, 무기 섬유, 유기 섬유, 유기 바인더 및 무기 바인더의 합계는 100 중량%)의 양으로 포함된다. When the filler material used in the present invention contains the inorganic fibers and the inorganic filler as well as the inorganic binder, the total amount of the inorganic materials is 76 to 94% by weight, preferably 85 to 90% by weight The total amount of inorganic filler, inorganic fiber, organic fiber, organic binder and inorganic binder is 100% by weight).

필러재 중의 무기 섬유는 2~20 중량%, 바람직하게는 2~19 중량%, 특히 바람직하게는 2~18 중량%의 양으로 포함되며, 게다가 무기 섬유는 상기 무기물의 총량 100 중량부 중에 1.8 중량부 이상, 바람직하게는 3.5 중량부 이상의 양으로 포함되어 있는 것이 바라직하다. The inorganic fibers in the filler are contained in an amount of 2 to 20% by weight, preferably 2 to 19% by weight, particularly preferably 2 to 18% by weight, By weight or more, preferably 3.5 parts by weight or more.

또한 필러재 중에 무기 바인더와 유기 바인더는 합계로 5~20 중량%, 바람직하게는 7~17 중량%의 양으로, 무기 섬유와 유기 섬유는 합계로 4~20 중량%, 바람직하게는 5~15 중량%의 양으로 포함되어 있는 것이 바람직하다. The total amount of the inorganic binder and the organic binder in the filler material is 5 to 20% by weight, preferably 7 to 17% by weight, and the total amount of the inorganic fibers and the organic fibers is 4 to 20% by weight, preferably 5 to 15% By weight.

또한 유기 섬유는 2~20 중량%, 바람직하게는 2.0~13.7 중량%, 특히 바람직하게는 2.0~9.7 중량%의 양으로 필러재 중에 포함되어 있는 것이 바람직하다. The organic fibers are preferably contained in the filler in an amount of 2 to 20% by weight, preferably 2.0 to 13.7% by weight, particularly preferably 2.0 to 9.7% by weight.

이 무기 섬유, 무기 바인더 및 무기 충전재로 이루어지는 무기물이 상기와 같은 총량으로 포함된 필러재는 고온하에서의 기밀성이 우수하다. 또한 무기물 함유량이 76 중량%보다 적은 필러재의 경우는, 유기물이 많기 때문에 고온하에서 분해되어 감량이 현저해져 바인더의 채움 효과가 없어진다. The filler material containing the above inorganic filler, inorganic binder, and inorganic filler as the above total amount is excellent in airtightness at high temperature. Further, in the case of a filler material having an inorganic content of less than 76% by weight, it is decomposed at a high temperature due to the presence of a large amount of organic substances, whereby the weight loss becomes remarkable, and the filling effect of the binder is lost.

또한 상기와 같이 무기 섬유와 유기 섬유가 합계로 4~20 중량%의 양으로 포함된 필러재는, 필러재 제조 시에 필요한 강도 및 소용돌이형 개스킷 제조 시에 필요한 강도를 가지고 있다. 게다가 이 필러재를 갖는 소용돌이형 개스킷의 경우는 상온 시의 실링성도 우수하며, 고온하에 사용해도 그 열 감량에 의해 기밀성을 손상시키는 것은 아니다. In addition, the filler material containing the inorganic fibers and the organic fibers in an amount of 4 to 20% by weight in total as described above has the strength required for manufacturing the filler material and the strength required for manufacturing the swirl-type gasket. Further, in the case of the vortex type gasket having the filler material, the sealing property at the normal temperature is also excellent, and even if used under a high temperature, the airtightness is not impaired by the heat loss.

필러재는 초지법(抄紙法) 등 종래 공지의 방법으로 제조할 수 있고, 또한 무기 섬유 등의 각 성분을 포함하는 혼합물을 2축 롤 간에 복수 회 통과시키는 압연 공정을 포함하는 롤 성형에 의해서도 제조하는 것은 가능하다. 롤 성형 시에 필러재의 압축률을 높임으로써 목적하는 표면 거칠기로 조정하는 것도 가능하다.The filler material can be produced by a conventionally known method such as a paper making method and is also manufactured by roll forming including a rolling step in which a mixture containing each component such as inorganic fibers is passed plural times between two rolls It is possible. It is possible to adjust the surface roughness to be desired by increasing the compression ratio of the filler material during roll forming.

[후프재][Hoof material]

상기 후프재로서는 통상의 소용돌이형 개스킷에 사용되는 테이프상의 후프재를 사용할 수 있다. As the hoop material, a hoop material on a tape used in a general spiral type gasket can be used.

후프재의 재료로서는 SUS304, SUS304L, SUS316, SUS316L 등의 스테인리스 강재나, 알루미늄, 인코넬, 하스텔로이 등의 단체금속 및 합금 등을 들 수 있다. Examples of the material of the hoop material include stainless steel materials such as SUS304, SUS304L, SUS316 and SUS316L, and single metals and alloys such as aluminum, inconel and Hastelloy.

상기 후프재의 두께는 개스킷의 치수나 사용 용도, 요구 성능 등의 조건에 따라서도 상이하나, 통상은 0.1~0.3 ㎜의 범위로 설정된다. Thickness of the hoop material varies depending on the dimensions of the gasket, the use purpose, the required performance, and the like, but is usually set in the range of 0.1 to 0.3 mm.

상기 후프재의 단면 형상은 V자형이나 M자형 등의 굴곡선 형상을 이루는 것 외에, 원호 형상이나 물결 형상 등의 곡선 형상의 것, 직선 부분과 곡선 부분이 조합되어 있는 것 등도 채용할 수 있다. The cross-sectional shape of the hoop material may be a curved line shape such as an arc shape or a wavy shape, or a combination of a straight line portion and a curved line portion in addition to a bent line shape such as a V-shape or an M-shape.

[소용돌이형 개스킷][Whirlpool gasket]

본 발명의 소용돌이형 개스킷은 상기 필러재와 상기 후프재를 종래 공지의 방법으로 소용돌이 형상으로 감아 형성한 개스킷 본체를 구비하고 있다. The whirlpool gasket of the present invention includes the gasket main body formed by winding the filler material and the hoop material in a spiral shape by a conventionally known method.

또한 상기 개스킷 본체에 있어서는 상기 필러재 이외의 필러재가 병용되고 있어도 된다. 예를 들면 안쪽 둘레부 및 바깥쪽 둘레부에만 상기 필러재를 사용하고, 중앙부에는 종래의 팽창 흑연 필러재를 사용하여 개스킷 본체가 형성되어 있어도 된다. Further, in the gasket main body, a filler material other than the filler material may be used in combination. For example, the filler material may be used only for the inner peripheral portion and the outer peripheral portion, and the gasket main body may be formed using the conventional expanded graphite filler material at the central portion.

본 발명의 소용돌이형 개스킷은 추가로 상기 개스킷 본체의 안쪽 둘레에 감합되는 내륜 링부재 및/또는 상기 개스킷 본체의 바깥쪽 둘레에 감합되는 외륜 링부재를 구비하고 있어도 된다. The whirlpool gasket of the present invention may further include an inner ring member fitted to the inner periphery of the gasket main body and / or an outer ring member fitted to the outer periphery of the gasket main body.

본 발명의 소용돌이형 개스킷은 상기와 같은 표면 거칠기를 구비한 필러재를 포함하는 구조인 것으로부터, 필러재와 후프재가 밀접하게 밀착되기 때문에 필러재와 후프재 사이로부터의 누설을 억제할 수 있다. 이 때문에 높은 상온 실링성을 발휘한다.Since the vortex type gasket of the present invention has a structure including the filler material having the surface roughness as described above, leakage of the filler material and the hoop material from between the filler material and the hoop material can be suppressed. Therefore, high room temperature sealing performance is exhibited.

[실시예][Example]

아래에 본 발명의 소용돌이형 개스킷을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명은 이들 실시예에 의해 조금도 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the whirlpool gasket of the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples at all.

＜섬유 직경, 섬유 길이의 평가＞&Lt; Evaluation of fiber diameter and fiber length &

무기 섬유의 전자 현미경 사진을 촬영하여 직경 및 길이를 측정하였다. The diameter and length of inorganic fibers were measured by taking an electron microscope photograph.

[실시예 1][Example 1]

무기 충전재(탈크·클레이 외)：78 중량%, 무기 섬유(생분해성 암면, 라피너스 RoxulR1000RS470)：6 중량%, 유기 섬유(아라미드 섬유)：8 중량%, 유기 바인더(NBR)：8 중량%로 포함하는 필러재를 사용하였다. 필러재의 형태는 시트상이고, 그 두께는 0.5±0.05 ㎜였다. 암면의 애스펙트비의 평균값은 72.48이었다.8% by weight of organic fibers (aramid fibers), 8% by weight of organic binders (NBR), 6% by weight of inorganic fillers (talc / clay and others): inorganic fibers (biodegradable rock surface, Raffin RoxulR1000RS470) Were used. The shape of the filler material was sheet-like, and its thickness was 0.5 +/- 0.05 mm. The mean value of the aspect ratio of the rock surface was 72.48.

아래의 방법으로 필러재의 표면 거칠기를 평가하였다. The surface roughness of the filler material was evaluated by the following method.

＜평가방법＞<Evaluation method>

JIS B 0031(1994)에 준한 형태로 측정을 행하였다. 측정은 제작한 3개의 시험편에 대해서 행하였다. Measurement was carried out according to JIS B 0031 (1994). The measurement was performed on the three test specimens.

평가 길이：4.0 ㎜Evaluation length: 4.0 mm

평가 속도：0.3 ㎜/sEvaluation rate: 0.3 mm / s

컷오프값：0.8 ㎜Cutoff value: 0.8 mm

그 결과, Rz=19.835 ㎛, 20.335 ㎛, 21.538 ㎛였다.As a result, Rz = 19.835 mu m, 20.335 mu m, and 21.538 mu m.

다음으로 두께 0.2 ㎜, 폭 5.3 ㎜의 SUS304제의 박판을 소정의 개스킷 높이(4.5 ㎜)가 되도록 단면을 대략 V자상으로 성형한 후프재와 폭을 6.0 ㎜로 조정한 상기 각 필러재를 사용하여, 내외륜 부착 소용돌이형 개스킷(개스킷 치수：JIS10K25A, 내륜 안지름；61 ㎜, 개스킷 본체；69 ㎜×89 ㎜, 외륜 바깥지름；104 ㎜)을 제작하였다. Next, a thin plate made of SUS304 having a thickness of 0.2 mm and a width of 5.3 mm was formed into a V-shaped profile having a predetermined gasket height (4.5 mm) so as to have a V-shape, and each filler material having a width adjusted to 6.0 mm (Gasket dimensions: JIS10K25A, inner ring inner diameter: 61 mm, gasket main body: 69 mm x 89 mm, outer ring outer diameter: 104 mm) were manufactured.

구체적으로는 탄소강(SPCC)제 내륜의 바깥지름 측에 후프재의 단부를 스폿 용접하고 후프재만 2바퀴 감은 후, 필러재와 후프재를 포개어 감고 마지막으로 후프재만 2바퀴 감아 소정의 개스킷 폭 6.5 ㎝로 하여, 감은 후프재의 외형 측 단부는 스폿 용접에 의해 고정하고, 또한 탄소강(SPCC)제 외륜을 장착하여 내외륜 부착 소용돌이형 개스킷을 제작하였다.Specifically, after the end portion of the hoop material is spot welded to the outer diameter side of the carbon steel (SPCC) inner ring, the hoop material is wound by only two turns, the filler material and the hoop material are then rolled up and finally the hoop material is wound twice. Then, the outer end of the rolled hoop material was fixed by spot welding, and the outer ring made of carbon steel (SPCC) was mounted to manufacture a whirlpool gasket having an inner and outer rings.

제작한 소용돌이형 개스킷을 SUS316L제의 플랜지(적용 플랜지 규격：JIS B 2238) 사이에 장착하고, SNB7제 볼트를 사용하여 개스킷 조임 면압이 50 ㎫가 되도록 압축시켜서 공시체를 제작하였다.The prepared whirlpool gasket was mounted between flanges made of SUS316L (applicable flange size: JIS B 2238), and the bolts made of SNB7 were compressed so that the gasket tightening surface pressure was 50 MPa to prepare specimens.

이어서 이 공시체의 실링 성능을 비눗물 발포법에 의해 상온 실링성을 평가하였다. Then, the sealing performance of this specimen was evaluated by room temperature sealing performance by a soapy water foaming method.

＜비눗물 발포법＞<Soapy water foaming method>

실제 기계(가스성 유체용 배관) 플랜지부에 시험용 개스킷을 붙이고 플랜지 간극에 비눗물을 도포한 후, 헬륨을 배관 내에 유통시켜서 기포 발생 유무에 따라 배관의 접속부로부터의 헬륨의 누설 유무를 판단한다. 비눗물 발포법은 공업계에 있어서의 누설 평가로, 누설량 3×10^-4 ㎩·㎥/s 이상이면 비눗물의 발포를 관측 가능하여, 초기 실링 여부의 판단 재료가 된다. A test gasket is attached to the flange of the actual machine (gaseous fluid pipe), soapy water is applied to the flange gap, and then helium is circulated in the pipe to determine whether or not helium leaks from the connecting portion of the pipe. The soapy water foaming method is an evaluation of leakage in the industry, and when it has a leakage amount of 3 × 10 ^-4 Pa · m 3 / s or more, it is possible to observe the foaming of soapy water, and it becomes a material for judging whether or not the sealing is initial.

[비교예 1][Comparative Example 1]

무기 충전재(탈크·클레이 외)：78 중량%, 무기 섬유(내화성 세라믹 섬유)：6 중량%, 유기 섬유(아라미드 섬유)：8 중량%, 유기 바인더(NBR)：8 중량%로 포함하는 필러재를 사용하였다. 필러재의 형태는 시트상이고, 그 두께는 0.5±0.05 ㎜였다. 내화성 세라믹 섬유의 평균 애스펙트비는 117.80이었다. A filler material containing 78% by weight of inorganic fillers (excluding talc and clay), 6% by weight of inorganic fibers (refractory ceramic fibers), 8% by weight of organic fibers (aramid fibers) Were used. The shape of the filler material was sheet-like, and its thickness was 0.5 +/- 0.05 mm. The average aspect ratio of the refractory ceramic fibers was 117.80.

실시예 1과 동일한 방법으로 3개의 필러재의 표면 거칠기를 평가하였다. 그 결과, Rz=34.806 ㎛, 34.654 ㎛, 27.943 ㎛였다. The surface roughness of the three filler materials was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, Rz = 34.806 mu m, 34.654 mu m, and 27.943 mu m.

실시예 1의 필러재 대신에 비교예 1의 필러재를 사용하여 상기 실시예 1과 동일하게 해서 내외륜 부착 소용돌이형 개스킷을 제작해, 비눗물 발포법에 의해 상온 실링성 및 가열 후 실링 성능을 평가하였다. Using the filler material of Comparative Example 1 in place of the filler material of Example 1, a swirl gasket with inner and outer rings was produced in the same manner as in Example 1, and evaluated at room temperature sealing performance and after-heating sealing performance by a soapy water foaming method Respectively.

결과를 함께 표 2에 나타낸다.Table 2 shows the results.

1···필러재
2···후프재
3 ···내륜 링부재
4···외륜 링부재
10···개스킷 본체1 ... filler material
2 ... Hoop material
3 ... inner ring member
4 ... outer ring ring member
10 ... gasket body

Claims

A whirlpool gasket comprising a gasket main body formed by wrapping a filler material and a hoop material in a spiral shape,
Wherein the filler material comprises a sheet containing inorganic fibers,
And the Rz value of the filler according to JIS B 0031 (1994) is 26 탆 or less.

The method according to claim 1,
The composition of the filler is in the range of 74 to 85% by weight of the inorganic filler, 2 to 20% by weight of the inorganic fibers, 2 to 20% by weight of the organic fibers and 4 to 12% by weight of the organic binders A whirlpool gasket.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the inorganic fiber comprises a rock surface.

The method of claim 3,
Wherein at least 75% by weight of the inorganic fibers are rock wool.

5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the average value of the aspect ratios of the inorganic fibers is in the range of 70 to 115. < Desc / Clms Page number 13 >