JPH0778211B2 - 高温ガスケット - Google Patents
高温ガスケットInfo
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- JPH0778211B2 JPH0778211B2 JP4027948A JP2794892A JPH0778211B2 JP H0778211 B2 JPH0778211 B2 JP H0778211B2 JP 4027948 A JP4027948 A JP 4027948A JP 2794892 A JP2794892 A JP 2794892A JP H0778211 B2 JPH0778211 B2 JP H0778211B2
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Landscapes
- Gasket Seals (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば高温装置などの
ように高温にて作動する機器に用いられるガスケット、
すなわち高温ガスケットに関するものである。
ように高温にて作動する機器に用いられるガスケット、
すなわち高温ガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高温機器に使用する非金属ガスケットと
して、従来一般に、石綿ジョイントシートガスケットが
知られているが、この石綿ジョイントシートガスケット
は、せいぜい５００°Ｃが使用温度の限界であり、それ
以上の高温下では所定の封止性能を発揮させることがで
きない。
して、従来一般に、石綿ジョイントシートガスケットが
知られているが、この石綿ジョイントシートガスケット
は、せいぜい５００°Ｃが使用温度の限界であり、それ
以上の高温下では所定の封止性能を発揮させることがで
きない。
【０００３】そこで、このような使用温度の限界を高め
て、１０００°Ｃの高温下においても優れた封止性能を
発揮する非金属ガスケットとして、本出願人は、特開昭
６４−６２３８１号公報に開示されたような高温ガスケ
ットを提案している。上記高温ガスケットは、ガラス系
繊維またはガラス系粉末５〜４０ｗｔ％、無機粉末３０
〜９０ｗｔ％、有機結合材３０ｗｔ％以下の配合で、空
隙率が５０％以下に構成されたものである。
て、１０００°Ｃの高温下においても優れた封止性能を
発揮する非金属ガスケットとして、本出願人は、特開昭
６４−６２３８１号公報に開示されたような高温ガスケ
ットを提案している。上記高温ガスケットは、ガラス系
繊維またはガラス系粉末５〜４０ｗｔ％、無機粉末３０
〜９０ｗｔ％、有機結合材３０ｗｔ％以下の配合で、空
隙率が５０％以下に構成されたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような基本的な
配合からなる高温ガスケットは、ガラス系繊維またはガ
ラス系粉末の軟化点付近あるいはそれ以上の温度で使用
したとき、軟化されたガラス系繊維またはガラス系粉末
がガスケットの空隙を埋め、高温時において優れた封止
性能を発揮することになる。一方、ガラス系繊維または
ガラス系粉末は、高温から降温して常温になった状態に
おいて硬化するが、この硬化の際にガスケットに反りや
空隙を発生し、それが原因で熱サイクルの常温時のリー
ク量が未だ多いという点に改善の余地があった。
配合からなる高温ガスケットは、ガラス系繊維またはガ
ラス系粉末の軟化点付近あるいはそれ以上の温度で使用
したとき、軟化されたガラス系繊維またはガラス系粉末
がガスケットの空隙を埋め、高温時において優れた封止
性能を発揮することになる。一方、ガラス系繊維または
ガラス系粉末は、高温から降温して常温になった状態に
おいて硬化するが、この硬化の際にガスケットに反りや
空隙を発生し、それが原因で熱サイクルの常温時のリー
ク量が未だ多いという点に改善の余地があった。
【０００５】また、本出願人は、繊維径が２μｍと比較
的小さいガラス系繊維を５〜１５ｗｔ％、セピオライト
鉱物を５〜３０ｗｔ％、タルク鉱物を５０〜８０ｗｔ
％、有機結合材を１０ｗｔ％とした配合で、空隙率を５
０％以下に構成した高温ガスケットも提案している。こ
のような配合の高温ガスケットは、高温時の封止性を維
持でき、常温時のリーク量を減少できるものの、セピオ
ライト鉱物の熱収縮性および熱減量が大きいために、熱
サイクル中に歪変形が起こりやすく、封止性能の面で不
安が残っている。
的小さいガラス系繊維を５〜１５ｗｔ％、セピオライト
鉱物を５〜３０ｗｔ％、タルク鉱物を５０〜８０ｗｔ
％、有機結合材を１０ｗｔ％とした配合で、空隙率を５
０％以下に構成した高温ガスケットも提案している。こ
のような配合の高温ガスケットは、高温時の封止性を維
持でき、常温時のリーク量を減少できるものの、セピオ
ライト鉱物の熱収縮性および熱減量が大きいために、熱
サイクル中に歪変形が起こりやすく、封止性能の面で不
安が残っている。
【０００６】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、高温時の優れた封止性能の維持と常温時のリーク量
の減少を図れ、熱サイクルの影響を受けることなく封止
の信頼性の高い高温ガスケットを提供することを目的と
する。
で、高温時の優れた封止性能の維持と常温時のリーク量
の減少を図れ、熱サイクルの影響を受けることなく封止
の信頼性の高い高温ガスケットを提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る高温ガスケットは、セラミック繊維
８〜１２ｗｔ％、セリサイトマイカ鉱物１８〜２２ｗｔ
％、タルク鉱物６２〜６６ｗｔ％、有機結合材２〜６ｗ
ｔ％からなり、空隙率が６０％以下に構成されたもので
ある。
に、この発明に係る高温ガスケットは、セラミック繊維
８〜１２ｗｔ％、セリサイトマイカ鉱物１８〜２２ｗｔ
％、タルク鉱物６２〜６６ｗｔ％、有機結合材２〜６ｗ
ｔ％からなり、空隙率が６０％以下に構成されたもので
ある。
【０００８】
【作用】上記構成の高温ガスケットにおいて、各配合材
はそれぞれ次のような役割を果たすものである。セラミ
ック繊維はガスケットを繊維補強して形態を保持し、熱
収縮を防止する。セリサイトマイカ鉱物は焼結性を有す
るため、焼結状態でガスケットの骨格を形成し、高温時
の形崩れ防止に役立つ。また、このセリサイトマイカ鉱
物は熱収縮および熱減量が少なく、したがって、使用中
の歪が抑制され、しかも、ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｋ2 Ｏ，Ｎ
ａ2 Ｏなどの釉成分が溶融軟化することにより高い封止
性を発揮する。タルク鉱物は極めて柔軟な物性を有して
おり、ガスケットに柔軟性を与えるとともに、高密度の
粉体目づめ材としての役目をもち、また熱収縮も少な
く、かつ焼結性をもっていないので、封止性の向上に大
きく貢献する。
はそれぞれ次のような役割を果たすものである。セラミ
ック繊維はガスケットを繊維補強して形態を保持し、熱
収縮を防止する。セリサイトマイカ鉱物は焼結性を有す
るため、焼結状態でガスケットの骨格を形成し、高温時
の形崩れ防止に役立つ。また、このセリサイトマイカ鉱
物は熱収縮および熱減量が少なく、したがって、使用中
の歪が抑制され、しかも、ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｋ2 Ｏ，Ｎ
ａ2 Ｏなどの釉成分が溶融軟化することにより高い封止
性を発揮する。タルク鉱物は極めて柔軟な物性を有して
おり、ガスケットに柔軟性を与えるとともに、高密度の
粉体目づめ材としての役目をもち、また熱収縮も少な
く、かつ焼結性をもっていないので、封止性の向上に大
きく貢献する。
【０００９】さらに、有機結合材は、初期常温時のガス
ケットの形態を保持する役目を持ち、加熱されると、熱
分解して消失されるため、有機結合材の配合量は少ない
方が望ましい。本発明の高温ガスケットでは、セリサイ
トマイカ鉱物の配合もあるので、有機結合材の配合量は
２〜６ｗｔ％程度にすることができる。なお、有機結合
材としては、エチレン−アクリル酸エステル共重合体や
エチレン−塩化ビニル三元重合体などのエチレン系多元
共重合体が望ましい。その理由は、硬さ、接着強度とい
った骨格形成機能に優れていること、エマルジョンの重
合安定性が良くて作業性に優れていることなどである。
ケットの形態を保持する役目を持ち、加熱されると、熱
分解して消失されるため、有機結合材の配合量は少ない
方が望ましい。本発明の高温ガスケットでは、セリサイ
トマイカ鉱物の配合もあるので、有機結合材の配合量は
２〜６ｗｔ％程度にすることができる。なお、有機結合
材としては、エチレン−アクリル酸エステル共重合体や
エチレン−塩化ビニル三元重合体などのエチレン系多元
共重合体が望ましい。その理由は、硬さ、接着強度とい
った骨格形成機能に優れていること、エマルジョンの重
合安定性が良くて作業性に優れていることなどである。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。まず、
１０００°Ｃの加熱で焼結性をもつセリサイトマイト鉱
物（村上セリサイト製）、カオリン鉱物（白石カルシウ
ム製：商品名バーゲス＃１０）、セピオライト鉱物（昭
和鉱業製：商品名ミルコンＭＳ−２−２）を図１に示す
配合で抄造し、作成されたシートを面圧１．４ｋｇ／ｃ
ｍ2 の圧子で押しながら、２００〜９００°Ｃ（７２０
分）の熱サイクルを５回繰り返した後、熱収縮率を測定
した。同様に、タルク鉱物（日本タルク製：商品名タル
クＭＳ）についても、同様の測定を行なった。これらの
測定には、示差熱分析機（島津製作所製：ＴＭＡ−５
０）を使用した。
１０００°Ｃの加熱で焼結性をもつセリサイトマイト鉱
物（村上セリサイト製）、カオリン鉱物（白石カルシウ
ム製：商品名バーゲス＃１０）、セピオライト鉱物（昭
和鉱業製：商品名ミルコンＭＳ−２−２）を図１に示す
配合で抄造し、作成されたシートを面圧１．４ｋｇ／ｃ
ｍ2 の圧子で押しながら、２００〜９００°Ｃ（７２０
分）の熱サイクルを５回繰り返した後、熱収縮率を測定
した。同様に、タルク鉱物（日本タルク製：商品名タル
クＭＳ）についても、同様の測定を行なった。これらの
測定には、示差熱分析機（島津製作所製：ＴＭＡ−５
０）を使用した。
【００１１】また、上記各鉱物の熱減量についても測定
した。その測定結果を図２に示す。これらの結果から明
らかなように、セリサイトマイト鉱物の熱収縮率および
熱減量は、セピオライト鉱物の熱収縮率および熱減量に
比してはるかに小さく、したがって、焼結性をもつ鉱物
として最適であり、焼結性はないが柔軟性のあるタルク
鉱物との組み合せ使用が接面漏れの抑制などに有効であ
ることが判る。
した。その測定結果を図２に示す。これらの結果から明
らかなように、セリサイトマイト鉱物の熱収縮率および
熱減量は、セピオライト鉱物の熱収縮率および熱減量に
比してはるかに小さく、したがって、焼結性をもつ鉱物
として最適であり、焼結性はないが柔軟性のあるタルク
鉱物との組み合せ使用が接面漏れの抑制などに有効であ
ることが判る。
【００１２】ここで、図３に示す配合（有機結合材とし
ては、製紙用パルプとアクリル酸エステルエマルジョン
を併用して使用）からなるシートを抄造法にて作成した
後、プレス処理をおこない、空隙率４５％を有するシー
トガスケット（外径５５ｍｍ，内径３５ｍｍ、厚さ１ｍ
ｍ）を成形し、その成形したガスケットを、図５に示す
ような試験装置で密封試験を行なう。図５において、１
は電気炉、２Ａ，２Ｂは上側および下側試料ガスケッ
ト、３〜５は高ニッケル合金などからなりシール座面を
構成するフランジである。フランジ３，４間で上側試料
ガスケット２Ａを挟持し、フランジ４，５間で下側試料
ガスケット２Ｂを挟持している。６はおもり、７は加圧
配管８を介して機内９にＮ2 ガスを供給するＮ2 ガスボ
ンベ、１０はバルブ、１１は圧力ゲージである。
ては、製紙用パルプとアクリル酸エステルエマルジョン
を併用して使用）からなるシートを抄造法にて作成した
後、プレス処理をおこない、空隙率４５％を有するシー
トガスケット（外径５５ｍｍ，内径３５ｍｍ、厚さ１ｍ
ｍ）を成形し、その成形したガスケットを、図５に示す
ような試験装置で密封試験を行なう。図５において、１
は電気炉、２Ａ，２Ｂは上側および下側試料ガスケッ
ト、３〜５は高ニッケル合金などからなりシール座面を
構成するフランジである。フランジ３，４間で上側試料
ガスケット２Ａを挟持し、フランジ４，５間で下側試料
ガスケット２Ｂを挟持している。６はおもり、７は加圧
配管８を介して機内９にＮ2 ガスを供給するＮ2 ガスボ
ンベ、１０はバルブ、１１は圧力ゲージである。
【００１３】試験方法は、上側ガスケット２Ａを０．３
ｋｇｆ／ｃｍ2 の締付面圧で締め付け、下側ガスケット
２Ｂを０．３１ｋｇｆ／ｃｍ2 の締付面圧で締め付けた
状態に設定し、この状態で機内９に圧力０．１ｋｇｆ／
ｃｍ2 のＮ2 ガスを封入した後、バルブ１０を閉じ、圧
力ゲージ１１により、圧力の時間的低下率からリーク量
を求めるもので、常温時→１０００°Ｃ→常温時→１０
００°Ｃ→常温時１０００°Ｃ→常温時の熱サイクルを
かけた際のリーク量を測定している。そのシール試験結
果を図４に示す。なお、図４に示すリーク量は、初期の
リーク量を１０としてそれぞれのガスケットの量を示し
てある。
ｋｇｆ／ｃｍ2 の締付面圧で締め付け、下側ガスケット
２Ｂを０．３１ｋｇｆ／ｃｍ2 の締付面圧で締め付けた
状態に設定し、この状態で機内９に圧力０．１ｋｇｆ／
ｃｍ2 のＮ2 ガスを封入した後、バルブ１０を閉じ、圧
力ゲージ１１により、圧力の時間的低下率からリーク量
を求めるもので、常温時→１０００°Ｃ→常温時→１０
００°Ｃ→常温時１０００°Ｃ→常温時の熱サイクルを
かけた際のリーク量を測定している。そのシール試験結
果を図４に示す。なお、図４に示すリーク量は、初期の
リーク量を１０としてそれぞれのガスケットの量を示し
てある。
【００１４】一方、空隙率αは以下のように定義され
る。 α＝１−（γ／ρ） ｛ρ： 真比重、γ：かさ密度（重さ／体積）｝ なお、セラミック繊維は東芝モノフラックスＨＳＡファ
イバー（商品名：東芝製）を使用し、エチレン共重合体
は、スミカフレックス９００（商品名：住友化学製）を
使用した。また、麻パルプとしては、マニラ麻パルプ
（小倉貿易）を使用した。これら使用した材料の真比重
は、つぎに示す値として空隙率を算出した。セラミック
繊維２．６ｇ／ｃｍ3 、カオリン鉱物２．６ｇ／ｃ
ｍ3 、セピオライト鉱物２．６ｇ／ｃｍ3 、タルク鉱物
２．８ｇ／ｃｍ3 、セリサイトマイカ鉱物２．５ｇ／ｃ
ｍ3 、エチレン共重合体１．０５ｇ／ｃｍ3 、麻パルプ
０．９ｇ／ｃｍ3 。
る。 α＝１−（γ／ρ） ｛ρ： 真比重、γ：かさ密度（重さ／体積）｝ なお、セラミック繊維は東芝モノフラックスＨＳＡファ
イバー（商品名：東芝製）を使用し、エチレン共重合体
は、スミカフレックス９００（商品名：住友化学製）を
使用した。また、麻パルプとしては、マニラ麻パルプ
（小倉貿易）を使用した。これら使用した材料の真比重
は、つぎに示す値として空隙率を算出した。セラミック
繊維２．６ｇ／ｃｍ3 、カオリン鉱物２．６ｇ／ｃ
ｍ3 、セピオライト鉱物２．６ｇ／ｃｍ3 、タルク鉱物
２．８ｇ／ｃｍ3 、セリサイトマイカ鉱物２．５ｇ／ｃ
ｍ3 、エチレン共重合体１．０５ｇ／ｃｍ3 、麻パルプ
０．９ｇ／ｃｍ3 。
【００１５】図４に示すシール試験結果からも明らかな
ように、比較例１のものは、熱収縮および熱減量が比較
的大きいため、熱サイクルの影響が現れており、比較例
２のものでは、２サイクル目からのリーク量の増大が著
しい。これに対して、本発明の実施例の高温ガスケット
は、１０００°Ｃの高温時、常温時ともにリーク量が少
なく、優れた封止性能を示している。これは、セリサイ
トマイカ鉱物の熱収縮や熱減量が小さく、かつ、Ｃａ
Ｏ，ＭｇＯ，Ｋ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏなどの釉成分が溶融軟化
するためである。また、このガスケットは、タルク鉱物
によって柔軟性が付与されて接面リークが抑制されると
ともに、目づめ材としての働きで高密度化して浸透リー
クも少なくなる。また、軽い焼結性をもつために、封止
ガス流体によるガスケット飛散が有効に防止される。
ように、比較例１のものは、熱収縮および熱減量が比較
的大きいため、熱サイクルの影響が現れており、比較例
２のものでは、２サイクル目からのリーク量の増大が著
しい。これに対して、本発明の実施例の高温ガスケット
は、１０００°Ｃの高温時、常温時ともにリーク量が少
なく、優れた封止性能を示している。これは、セリサイ
トマイカ鉱物の熱収縮や熱減量が小さく、かつ、Ｃａ
Ｏ，ＭｇＯ，Ｋ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏなどの釉成分が溶融軟化
するためである。また、このガスケットは、タルク鉱物
によって柔軟性が付与されて接面リークが抑制されると
ともに、目づめ材としての働きで高密度化して浸透リー
クも少なくなる。また、軽い焼結性をもつために、封止
ガス流体によるガスケット飛散が有効に防止される。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、１０
００°Ｃの高温下において優れた封止性能を発揮するこ
とができるばかりでなく、常温時においてもリーク量を
極減することができる。とくに、１０００°Ｃの高温と
常温との間に亘る熱サイクルにおいて、歪変形が小さ
く、かつ、ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｋ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏなどの釉
成分が溶融軟化することにより、封止性能の著しい向上
が図れる高温ガスケットを得ることができる。
００°Ｃの高温下において優れた封止性能を発揮するこ
とができるばかりでなく、常温時においてもリーク量を
極減することができる。とくに、１０００°Ｃの高温と
常温との間に亘る熱サイクルにおいて、歪変形が小さ
く、かつ、ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｋ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏなどの釉
成分が溶融軟化することにより、封止性能の著しい向上
が図れる高温ガスケットを得ることができる。
【図１】本発明の実施例による高温ガスケットに使用さ
れるセリサイトマイカ鉱物などの無機鉱物単独紙の熱収
縮率を示す図である。
れるセリサイトマイカ鉱物などの無機鉱物単独紙の熱収
縮率を示す図である。
【図２】セリサイトマイカ鉱物などの無機鉱物の熱減量
を示す図である。
を示す図である。
【図３】実施例、比較例１および比較例２の各ガスケッ
トの配合を示す図である。
トの配合を示す図である。
【図４】実施例、比較例１および比較例２の各ガスケッ
トのシール試験結果を対比して表す図である。
トのシール試験結果を対比して表す図である。
【図５】各ガスケットの封止性能をテストするために使
用した試験装置の概略図である。
用した試験装置の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐竹 徳己 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 舟津 正之 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 橋本 哲 京都府福知山市長田野２丁目66番地の３ 日本ピラー工業株式会社福知山工場内 (72)発明者 谷村 聡康 京都府福知山市長田野２丁目66番地の３ 日本ピラー工業株式会社福知山工場内 (56)参考文献 特開 昭64−62381（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−41284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−86659（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミック繊維８〜１２ｗｔ％、セリサ
イトマイカ鉱物１８〜２２ｗｔ％、タルク鉱物６２〜６
６ｗｔ％、有機結合材２〜６ｗｔ％からなり、空隙率が
６０％以下に構成されたことを特徴とする高温ガスケッ
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027948A JPH0778211B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 高温ガスケット |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP4027948A JPH0778211B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 高温ガスケット |
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Family
ID=12235120
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP4027948A Expired - Fee Related JPH0778211B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 高温ガスケット |
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-
1992
- 1992-02-14 JP JP4027948A patent/JPH0778211B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH05222352A (ja) | 1993-08-31 |
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