JP2004100872A

JP2004100872A - Gland packing material and gland packing

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Publication number: JP2004100872A
Application number: JP2002265878A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Ueda; 上田　隆久; Masaru Fujiwara; 藤原　優
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: JP4058312B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive gland packing material with an outer reinforcing structure allowing outer reinforcement of a brittle fiber material, and to provide an inexpensive gland packing manufactured by using the gland packing material. <P>SOLUTION: In the outer reinforcing structure of the gland packing material 1, a reinforcing material 20 made up of a plurality of extra fine and long glass fibers 2 is provided to one surface of band-like expanded graphite 3. A base material 4 made in such a manner, is successively twisted from an end in the longitudinal direction so as to direct the glass fibers 2 outward. The band-like expanded graphite 3 is covered with the glass fibers 2. A part of the glass fibers 2 and one end 5 of the width direction of the band-like expanded graphite 3 are rolled into the inside of the gland packing material 1 in a laver state so as to make the band-like expanded graphite 3 face a plurality of openings 20A provided to the twisted reinforcing material 20. A part of the glass fibers 2 are interposed in the band-like expanded graphite 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料と、このグランドパッキン材料によって製造されたグランドパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料として、図２１および図２２に示すものが知られている。図２１のグランドパッキン材料５０は、膨張黒鉛テープ５１を長手方向に折りたたんで形成した紐状体５２を、ステンレス、インコネル、モネルなどの金属線の編組体よりなる補強材５３で被覆した外補強構造のもので（例えば、特許文献１参照）、図２２のグランドパッキン材料５０は、膨張黒鉛テープ５１の紐状体５２を前記金属線の編組体よりなる補強材５３で被覆した外補強構造のものを、長手方向にＶ字状に折りたたんだものである（例えば、特許文献２参照。）。
グランドパッキン材料５０には、前記金属線の編組体よりなる補強材５３によって高い引張り強さが付与されるので、編組またはひねり加工することができる。したがって、このグランドパッキン材料５０を複数本集束して、編組またはひねり加工することによりグラントパッキンを製造することできる。たとえば、グランドパッキン材料５０を８本集束して８打角編みすることで、図２３（ａ），（ｂ）に示すように編組したグラントパッキン５４を製造することができ、また、グランドパッキン材料５０を６本集束してひねり加工することで、図２４（ａ），（ｂ）に示すようにひねり加工したグラントパッキン５４を製造することができる。
【０００３】
図２１および図２２のグラントパッキン５４には、膨張黒鉛テープ５１によってパッキンとして不可欠な耐熱性、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので、高い封止性を有して流体機器の軸封部を封止することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特公平６−２７５４６号公報
【特許文献２】
特許第２５８３１７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来のグランドパッキン材料５０を製造するためには、編組機によって金属線のニット編みまたはその他の編組を行なう必要がある。ところが、金属線は構造の複雑な編組機によって編組されるので、高速編組が困難で製造作業性に劣る上に膨張黒煙の脱落を生じる。このため、グランドパッキン材料５０がコスト高になって、グランドパッキン５４のコストも高くなる問題を有している。
【０００６】
この問題を解決するために、膨張黒鉛テープ５１の紐状体５２を被覆する外補強材として、安価なガラス、シリカ、アルミナまたはアルミナシリカなどのセラミックよりなる脆性繊維材料の補強材で外補強したグランドパッキン材料５０によってグラントパッキン５４を製造し、グランドパッキン材料５０およびグランドパッキン５４のコストを削減したい要望がある。なお、前記の脆性繊維材料は、靭性が低いもののグラントパッキン５４を製造するための編組またはひねり加工には充分に耐え得るとともに、撚りをかけても折損し難い特性を有している。
【０００７】
しかし、脆性繊維材料よりなる補強材で膨張黒鉛テープ５１を外補強するためのニット編みまたはその他の編組をしようとすると折損する。このため、脆性繊維材料よりなる補強材で外補強したグランドパッキン材料５０を得ることができなかった。
【０００８】
本発明は、脆性繊維材料の外補強を可能にした安価な外補強構造のグランドパッキン材料およびこのグランドパッキン材料を用いて製造された安価なグランドパッキンを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように撚られており、この撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれており、この巻かれた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれて撚られており、この巻かれて撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明のように、脆性繊維材料の折り曲げ部が表面に露出していることが好ましい。
【００１３】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けることが好ましい。
【００１４】
請求項６に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けてもよい。
【００１５】
請求項７に記載の発明のように、脆性繊維材料がＥガラス，Ｔガラス，Ｃガラス，Ｓガラスなどのガラスもしくはシリカまたはアルミナ，アルミナシリカなどのセラミックのいずれかであることが好ましい。
【００１６】
請求項８に記載の発明に係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５，６，７のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いて編組していることを特徴としている。
【００１７】
請求項９に記載の発明にに係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５，６，７のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工していることを特徴としている。
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、脆性繊維材料よりなる補強材は、折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、巻いても折損し難い特性を有しているので、脆性繊維材料よりなる補強材は、折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、脆性繊維材料は、巻いて撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、脆性繊維材料よりなる補強材は、折損されることなく帯状膨張黒鉛を外補強することができる。
また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、脆性繊維材料の折り曲げ部が表面に露出していることにより、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に前記表面に露出している折り曲げ部が互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。なお、脆性繊維材料は撚りをかけられることで折り曲げ部が発生し、この折り曲げ部が表面に露出する。
【００２２】
請求項５に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けても、外補強効果を有効に発揮することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の両面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けることで、補強材を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって、内補強することができるので、グランドパッキン材料の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への接圧力を高めることができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができ、優れた耐熱性を得ることができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組しているグランドパッキンであるので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。また、前記したとおり、グランドパッキン材料の相対すべりが抑えられることでグランドパッキンの保形性が高められることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工しているグランドパッキンであるので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。また、前記したとおり、グランドパッキン材料の相対すべりが抑えられることでグランドパッキンの保形性が高められることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記脆性繊維材料２よりなる補強材２０が外向きになるように端から長手方向に順次に撚りをかけて、補強材２０で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この撚られた補強材２０に備えられている図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、脆性繊維材料２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、領域Ｌで示すように、帯状膨張黒鉛３の間に脆性繊維材料２の一部を介在させた外補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０が撚られる時に自然発生的に形成されることで備わる場合と、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う脆性繊維材料２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に備える場合もある。
【００２８】
極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２よりなる補強材２０として、Ｅガラス，Ｔガラス，Ｃガラス，Ｓガラスなどのガラス繊維が適用される。よって、以下の実施の形態の説明では、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２をガラス繊維２という。
【００２９】
ガラス繊維２は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、折損されることなく補強材として帯状膨張黒鉛３を被覆した外補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３がガラス繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれているので、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となることにより、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。しかも、実用上優れた耐熱性を得ることができる。
【００３０】
さらに、基材４に撚りをかけて外補強構造を構成するための製造は容易であるので、金属線の編組体によって外補強構造を構成している従来のグランドパッキン材料５０の製造と比べて製造作業性が向上する。したがって、安価なグランドパッキン材料１を提供することができる。
【００３１】
図４は、請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記ガラス繊維２よりなる補強材２０を外向きにして、かつ該補強材２０の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、ガラス繊維２で帯状膨張黒鉛３を被覆し、この巻かれた補強材２０に備えられている図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、領域Ｌで示すように、帯状膨張黒鉛３の間にガラス繊維２の一部を介在させた外補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０が撚られる時に自然発生的に形成されることで備わる場合と、極細で長尺の多数本のガラス繊維２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合うガラス繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に備える場合もある。
【００３２】
ガラス繊維２は、巻いても折損しないので、ガラス繊維２よりなる補強材２０は折損されることなく帯状膨張黒鉛２を被覆した外補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３がガラス繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれているので、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となることにより、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。しかも、実用上優れた耐熱性を得ることができる。
【００３３】
さらに、基材４をのり巻き状に巻き込んで外補強構造を構成するための製造は容易であるので、金属線の編組体によって外補強構造を構成している従来のグランドパッキン材料５０の製造と比べて製造作業性が向上する。したがって、安価なグランドパッキン材料１を提供することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料のように、ガラス繊維２の一部と帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれるように巻かれて撚られている外補強構造であっても、図１の請求項１または図４の請求項２の発明に係るグランドパッキン材料１と同様の作用・効果を奏することができる。このように構成されたグランドパッキン材料１の外観は図１と略同じであるので図示は省略する。
【００３５】
一方、ガラス繊維２は、請求項１または請求項３に記載のグランドパッキン材料１のように撚られることで、図５に示すようにガラス繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出する。このため、後述するグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に前記ランダムに表面に露出しているガラス繊維２の折り曲げ部２ａ同士が互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。
【００３６】
グランドパッキン材料１は、たとえば以下の手順によって構成することができる。
まず、図６に示すように、１本の直径が５μｍのガラス繊維２を１０，０００本集束したマルチフィラメント糸を使用して、幅Ｗ＝４．００ｍｍ、厚さＴ＝０．２０ｍｍの偏平状に集束したガラス繊維束２Ａを設け、このガラス繊維束２Ａを幅方向に拡展して、図７に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍの展延シート２Ｂを形成する。
【００３７】
つぎに、図８に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍの帯状膨張黒鉛３の上面に前記展延シート２Ｂを重ねてガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成し、この基材４に撚りをかけるかあるいは巻いて撚りをかけることで、図１のグランドパッキン材料１が構成され、前記基材４をのり巻き状に巻き込むことで、図４のグランドパッキン材料１が構成される。つまり、帯状膨張黒鉛３がガラス繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められ、したがって、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができ、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制した図１または図４のグランドパッキン材料１を構成できる。
【００３８】
一方、図９に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２０ｍｍの帯状膨張黒鉛３の上面にエポキシ樹脂系、アクリル樹脂系またはフェノール樹脂系の接着剤６をスポット状に設けた状態で、図８のように補強材２０を重ねて、ガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成することにより、接着剤６の使用量を極少量に制限して、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制した図１または図４のグランドパッキン材料１を構成することもできる。
【００３９】
図１０に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．２０ｍｍのシ−ト状に形成したガラス繊維２に膨張黒鉛粉末３Ａを重ねて、これを圧縮成形することで、図１１に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２０ｍｍに圧縮された帯状膨張黒鉛３の片面にガラス繊維２を設けて基材４を形成してもよい。
【００４０】
なお、図１２に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭のシ−ト状に形成したガラス繊維２を重ねて基材４を形成してもよい。また、図１３に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広のシート状に形成したガラス繊維２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００４１】
このように、ガラス繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成し、この時に、補強材２０の多数の部位で隣接し合うガラス繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、予め局部的な裂け目を形成することによって人為的に多数の開口２０Ａを備わせて、ここに帯状膨張黒鉛３を臨ませる手法、あるいは基材４に撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかける時に、自然発生的に備わる多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３が臨むことによって、アンカー作用が生じることになる。
【００４２】
ガラス繊維２としては、１本の直径が３μｍ〜１５μｍのものが好ましい。直径が３μｍ未満であると撚りをかける時に折損するおそれがあり、直径が１５μｍを超えると撚りをかけ難くなる。ただし、ガラス繊維２の直径が小さいほどシール性がよくなるので、３μｍ〜１０μｍの範囲が最適である。
【００４３】
また、シート状に形成したガラス繊維２の厚さＴ１（ガラス繊維層の厚さＴ１）は、１０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましい。厚さＴ１が１０μｍ未満であると、外補強効果が低下し、しかも均一なシート製作が難しい、また、厚さＴ１が２００μｍを超えると、外補強効果を高めることができる反面撚りをかけ難くなり、しかも、補強部分から漏れが発生する。
【００４４】
図１４に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面にシート状に形成したガラス繊維２を重ねて基材４を形成し、この基材４に撚りをかけるかまたは巻いて撚りをかけることにより、図１５（ａ）のグランドパッキン材料１を構成するか、基材４をのり巻き状に巻き込んで図１５（ｂ）のグランドパッキン材料１を構成することで、ガラス繊維２を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって内補強することができるので、グランドパッキン材料１の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への接圧力を高めることができる。
【００４５】
なお、図１６に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭のシート状に形成したガラス繊維２，２を重ねて基材４を形成してもよい。また、図１７に示すように、帯状膨張黒鉛３の両面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広のシート状に形成したガラス繊維２，２を重ねて基材４を形成してもよい。さらに、図１８に示すように、幅広のシート状に形成したガラス繊維２の両面に帯状膨張黒鉛３を重ねて基材４を形成してもよい。
【００４６】
以上説明した実施の形態のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を編組機により集束して編組することで、たとえば、図１９のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図１９では、８本のグランドパッキン材料１を集束して、８打角編みしたグランドパッキン８を示している。
【００４７】
前記のグランドパッキン材料１を複数本用いて編組しているグランドパッキン８であるので、接圧力を高めることができ、シール性を向上させることができるとともに、安価なグランドパッキン８として提供することができる。さらに、前記した撚られることで、ガラス繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出しているグランドパッキン材料１でグランドパッキン８を編組した場合には、編組時にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。また、のり巻き状に巻かれているグランドパッキン材料１では、その表面にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが露出しないものの、編組時においてガラス繊維２の折り曲げ部２ａが表面に露出して互いにからみあうことになるので、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。しかも圧接力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはないので、このことによっても優れたシール性を得ることができる。
【００４８】
一方、前記のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を集束してひねり加工することで、たとえば、図２０のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図２０では、６本のグランドパッキン材料１を集束してひねり加工を施しながらロール成形を行なったものである。このように、ひねり加工されたグランドパッキン８であってもよい。また、前記した撚られることで、ガラス繊維２の折り曲げ部２ａがランダムに表面に露出しているグランドパッキン材料１でグランドパッキン８をひねり加工した場合には、ひねり加工時にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが互いにからみあって、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。また、のり巻き状に巻かれているグランドパッキン材料１では、その表面にガラス繊維２の折り曲げ部２ａが露出しないものの、ひねり加工時においてガラス繊維２の折り曲げ部２ａが表面に露出して互いにからみあうことになるので、グランドパッキン材料１の相対すべりを抑え、グランドパッキン８の保形性を高めることができる。しかも圧接力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはないので、このことによっても優れたシール性を得ることができる。
【００４９】
なお、前記各実施の形態では、極細で長尺の多数本の脆性繊維材料２としてガラス繊維２を適用しているが、ガラス繊維２に代えて、シリカ、アルミナ、アルミナシリカなどのセラミックのいずれかの極細で長尺の多数本の繊維によって脆性繊維材料２を構成して補強材２０としても、前記ガラス繊維２と同様の作用・効果を奏することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、グランドパッキン材料およびグランドパッキンは構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００５１】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛を脆性繊維材料で外補強した外補強構造のグランドパッキン材料を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛が脆性繊維材料よりなる補強材に備えられた多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限しても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり外補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用量を零もしくは極少量に制限できることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、グランドパッキン材料の内部に補強材が巻き込まれていることにより、圧縮または圧力がかかった場合にサンドイッチ構造となるので、膨張黒鉛粒子の移動が抑止され、すなわち膨張黒鉛粒子のはみだし量が抑えられ、シール面圧の低下を防止して、耐圧性能を向上させ、相手側部材への圧接力を高めることで、シール性も向上させることができる。さらに、基材に撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、外補強構造を構成するための製造は容易であるので、製造作業性が向上するため、安価なグランドパッキン材料を提供することができる。
【００５２】
請求項４に記載の発明によれば、表面に露出している脆性繊維材料の折り曲げ部がグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることができる。
【００５３】
請求項５に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と脆性繊維材料の両者を分離させることなく撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、脆性繊維材料を内部に巻き込んだグランドパッキン材料を容易に得ることができる。
【００５４】
請求項６に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と脆性繊維材料の両者を分離させることなく撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、脆性繊維材料を内部に巻き込んだグランドパッキン材料を容易に得ることができるとともに、補強材を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって、内補強することができるので、グランドパッキン材料の引張強度がより向上する。また、内部への巻き込み量が多くなることで、より相手側部材への接圧力を高めることができる。
【００５５】
請求項７に記載の発明によれば、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができ、優れた耐熱性を得ることができるとともに、安価である。
【００５６】
請求項８または請求項９に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組またはひねり加工しているので、金属線と比較して相手側部材に大きな傷を付けない。また、摺動抵抗が小さいために相手側部材の回転性能または軸方向の摺動性能を向上させることができるとともに、優れた耐熱性を得ることができる。さらに、表面に露出している脆性繊維材料の折り曲げ部または編組時やひねり加工時に表面に露出する折り曲げ部がグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に互いにからみあって、グランドパッキン材料の相対すべりを抑え、グランドパッキンの保形性を高めることと、接圧力が高められることにより、シール性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。しかも、安価なグランドパッキンとして提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】脆性繊維材料よりなる補強材の多数の開口に帯状膨張黒鉛が臨んでいる状態の一例を拡大して部分的に示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】脆性繊維材料の折り曲げ部の拡大説明図である。
【図６】ガラス繊維束の一例を示す斜視図である。
【図７】シート状ガラス繊維の一例を示す斜視図である。
【図８】基材の一実施の形態を示す斜視図である。
【図９】少量接着剤の使用状態の一例を示す斜視図である。
【図１０】ガラス繊維に膨張黒鉛粉末を重ねた状態を示す断面図である。
【図１１】基材の他の例を示す断面図である。
【図１２】図８、図１１に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１３】図８、図１１に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１４】基材の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１５】請求項６に記載のグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図１６】図１４に示す基材の第１変形例を示す断面図である。
【図１７】図１４に示す基材の第２変形例を示す断面図である。
【図１８】図１２に示す基材の変形例を示す断面図である。
【図１９】請求項８に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図２０】請求項９に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図２１】従来のグランドパッキン材料の一例を示す斜視図である。
【図２２】従来のグランドパッキン材料の他の例を示す斜視図である。
【図２３】従来のグランドパッキンの一例を示す斜視図である。
【図２４】従来のグランドパッキンの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　グランドパッキン材料
２　極細のガラス繊維（極細の脆性繊維材料）
２ａ　ガラス繊維の折り曲げ部（脆性繊維材料の折り曲げ部）
３　帯状膨張黒鉛
４　基材
８　グランドパッキン
２０　脆性繊維材料よりなる補強材
２０Ａ　多数の開口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gland packing material used for manufacturing a gland packing, and a gland packing manufactured using the gland packing material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a gland packing material used for manufacturing a gland packing, those shown in FIGS. 21 and 22 are known. The gland packing material 50 shown in FIG. 21 has an outer reinforcing structure in which a cord-like body 52 formed by folding an expanded graphite tape 51 in a longitudinal direction is covered with a reinforcing material 53 made of a braided metal wire such as stainless steel, inconel, or monel. (See, for example, Patent Document 1), and the gland packing material 50 in FIG. 22 has an external reinforcing structure in which a string-like body 52 of an expanded graphite tape 51 is covered with a reinforcing material 53 made of a braided metal wire. Is folded in a V-shape in the longitudinal direction (for example, see Patent Document 2).
The gland packing material 50 is provided with a high tensile strength by the reinforcing member 53 made of the braided metal wire, and thus can be braided or twisted. Therefore, a plurality of the gland packing materials 50 can be bundled and braided or twisted to manufacture a grant packing. For example, by bundling eight gland packing materials 50 and knitting them eight times, a braided grant packing 54 as shown in FIGS. 23A and 23B can be manufactured. By twisting the six 50 bundles, a twist packing 54 as shown in FIGS. 24A and 24B can be manufactured.
[0003]
The grant packing 54 shown in FIGS. 21 and 22 is provided with sealing properties such as heat resistance, compressibility, and resilience essential for packing by the expanded graphite tape 51, and thus has high sealing properties. The shaft sealing portion of the fluid device can be sealed.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 6-27546
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2583176
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to manufacture the conventional gland packing material 50, it is necessary to knit or otherwise braid a metal wire using a braiding machine. However, since the metal wire is braided by a braiding machine having a complicated structure, it is difficult to perform high-speed braiding, the manufacturing workability is poor, and the expanded black smoke is dropped off. For this reason, there is a problem that the cost of the gland packing material 50 increases and the cost of the gland packing 54 also increases.
[0006]
In order to solve this problem, an external reinforcing material for covering the cord-like body 52 of the expanded graphite tape 51 was externally reinforced with a reinforcing material of a brittle fiber material made of ceramic such as inexpensive glass, silica, alumina or alumina-silica. There is a demand to manufacture the grant packing 54 by the gland packing material 50 and to reduce the cost of the gland packing material 50 and the gland packing 54. Although the brittle fiber material has low toughness, it can withstand a braid or twisting process for manufacturing the grant packing 54 and has a property that it is hard to break even if twisted.
[0007]
However, if a knit knit or other braid is used to externally reinforce the expanded graphite tape 51 with a reinforcing material made of a brittle fiber material, it will break. For this reason, the gland packing material 50 reinforced outside with a reinforcing material made of a brittle fiber material could not be obtained.
[0008]
An object of the present invention is to provide an inexpensive gland packing material having an inexpensive outer reinforcement structure that enables external reinforcement of a brittle fiber material, and an inexpensive gland packing manufactured using the gland packing material.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the gland packing material according to the invention according to claim 1, wherein a reinforcing material made of a brittle fiber material is provided on at least one surface of a band-shaped expanded graphite, and a reinforcement made of the brittle fiber material is used. The reinforcing material made of the brittle fibrous material is twisted so as to be wound inside the twisted reinforcing material, and the twisted reinforcing material is provided with a number of openings, and the openings are formed in these openings. It is characterized by graphite.
[0010]
The gland packing material according to the second aspect of the present invention is the gland packing material, wherein a base material provided with a reinforcing material made of a brittle fiber material on at least one side of the expanded graphite band is formed such that the reinforcing material made of the brittle fiber material is directed to the outside and A reinforcing material made of a brittle fiber material is wound so as to be wound inside, and the wound reinforcing material is provided with a large number of openings, and the band-shaped expanded graphite faces these openings. It is characterized by.
[0011]
The gland packing material according to the invention according to claim 3, wherein a base material provided with a reinforcing material made of a brittle fiber material on at least one surface of the band-shaped expanded graphite has the reinforcing material made of the brittle fiber material facing out and A reinforcing material made of a brittle fiber material is wound and twisted so as to be wound inside, and the wound and twisted reinforcing material is provided with a large number of openings, and the band-shaped expanded graphite is provided in these openings. It is characterized by having it come to face.
[0012]
As in the fourth aspect of the present invention, it is preferable that the bent portion of the brittle fiber material is exposed on the surface.
[0013]
It is preferable to provide a reinforcing material made of a brittle fiber material on one surface of the expanded beltlike graphite as in the invention described in claim 5.
[0014]
As in the invention according to claim 6, a reinforcing material made of a brittle fiber material may be provided on both surfaces of the belt-shaped expanded graphite.
[0015]
It is preferable that the brittle fiber material is any one of glass such as E glass, T glass, C glass and S glass or silica or ceramic such as alumina and alumina silica.
[0016]
The gland packing according to the invention of claim 8 is characterized in that the gland packing is braided using a plurality of the gland packing materials according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7. I have.
[0017]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a gland packing, wherein a plurality of the gland packing materials according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh aspects are twisted. Features.
[0018]
According to the first aspect of the present invention, the brittle fiber material has a property that it is hard to break even when twisted, so that the reinforcing material made of the brittle fiber material can be used to remove the band-shaped expanded graphite without being broken. Can be reinforced outside.
In addition, the bonding force between the band-shaped expanded graphite and the reinforcing member is increased by an anchoring action in which the band-shaped expanded graphite faces the many openings provided in the reinforcing member made of a brittle fiber material and engages with the reinforcing member. Even if the use amount of the agent is limited to zero or a very small amount, the reinforcing material is less likely to separate from the band-shaped expanded graphite at the time of braiding or twisting for manufacturing the gland packing, and the external reinforcing effect can be effectively exerted. .
Further, since the amount of the adhesive used can be limited to zero or a very small amount, it is possible to suppress a decrease in properties (affinity, compression restoring property, etc.) of the band-shaped expanded graphite due to the curing of the adhesive.
In addition, since the reinforcing material is entangled inside the gland packing material, a sandwich structure is formed when compression or pressure is applied, so movement of expanded graphite particles is suppressed, that is, the amount of expanded graphite particles protruding is suppressed. In addition, the sealing performance can be improved by preventing the reduction of the sealing surface pressure, improving the pressure resistance, and increasing the pressure contact force with the mating member.
[0019]
According to the second aspect of the present invention, the brittle fiber material has a property that it is hard to break even when it is wound. Therefore, the reinforcing material made of the brittle fiber material reinforces the band-like expanded graphite without being broken. can do.
In addition, the bonding force between the band-shaped expanded graphite and the reinforcing member is increased by an anchoring action in which the band-shaped expanded graphite faces the many openings provided in the reinforcing member made of a brittle fiber material and engages with the reinforcing member. Even if the use amount of the agent is limited to zero or a very small amount, the reinforcing material is less likely to separate from the band-shaped expanded graphite at the time of braiding or twisting for manufacturing the gland packing, and the external reinforcing effect can be effectively exerted. .
Further, since the amount of the adhesive used can be limited to zero or a very small amount, it is possible to suppress a decrease in properties (affinity, compression restoring property, etc.) of the band-shaped expanded graphite due to the curing of the adhesive.
In addition, since the reinforcing material is entangled inside the gland packing material, a sandwich structure is formed when compression or pressure is applied, so movement of expanded graphite particles is suppressed, that is, the amount of expanded graphite particles protruding is suppressed. In addition, the sealing performance can be improved by preventing the reduction of the sealing surface pressure, improving the pressure resistance, and increasing the pressure contact force with the mating member.
[0020]
According to the third aspect of the present invention, the brittle fiber material has such a property that it is hard to break even if it is wound and twisted. Graphite can be reinforced outside.
In addition, the bonding force between the band-shaped expanded graphite and the reinforcing member is increased by an anchoring action in which the band-shaped expanded graphite faces the many openings provided in the reinforcing member made of a brittle fiber material and engages with the reinforcing member. Even if the use amount of the agent is limited to zero or a very small amount, the reinforcing material is less likely to separate from the band-shaped expanded graphite at the time of braiding or twisting for manufacturing the gland packing, and the external reinforcing effect can be effectively exerted. .
Further, since the amount of the adhesive used can be limited to zero or a very small amount, it is possible to suppress a decrease in properties (affinity, compression restoring property, etc.) of the band-shaped expanded graphite due to the curing of the adhesive.
In addition, since the reinforcing material is entangled inside the gland packing material, a sandwich structure is formed when compression or pressure is applied, so movement of expanded graphite particles is suppressed, that is, the amount of expanded graphite particles protruding is suppressed. In addition, the sealing performance can be improved by preventing the reduction of the sealing surface pressure, improving the pressure resistance, and increasing the pressure contact force with the mating member.
[0021]
According to the invention as set forth in claim 4, since the bent portion of the brittle fiber material is exposed on the surface, the bent portion exposed on the surface at the time of braiding or twisting for manufacturing the gland packing is formed. By entangled with each other, the relative slip of the gland packing material can be suppressed, and the shape retention of the gland packing can be enhanced. Note that the brittle fiber material is twisted to generate a bent portion, and the bent portion is exposed on the surface.
[0022]
Even if a reinforcing material made of a brittle fiber material is provided on one side of the expanded expanded graphite as in the invention described in claim 5, the external reinforcing effect can be effectively exerted.
[0023]
By providing a reinforcing material made of a brittle fiber material on both sides of the belt-shaped expanded graphite as in the invention according to claim 6, the amount of winding of the reinforcing material inside is increased, and internal reinforcement can be performed. The tensile strength of the gland packing material is further improved. In addition, the contact pressure with the mating member can be further increased by increasing the amount of entanglement inside.
[0024]
According to the seventh aspect of the present invention, the mating member is not significantly damaged as compared with the metal wire. In addition, since the sliding resistance is small, the rotational performance or axial sliding performance of the mating member can be improved, and excellent heat resistance can be obtained.
[0025]
According to the eighth aspect of the present invention, since the gland packing is braided by using a plurality of the gland packing materials, it does not damage the mating member as much as a metal wire. In addition, since the sliding resistance is small, the rotational performance or axial sliding performance of the mating member can be improved, and excellent heat resistance can be obtained. Further, as described above, by suppressing the relative slip of the gland packing material, the shape retention of the gland packing is enhanced, and the contact pressure is increased, so that the sealing performance can be improved. Further, even when used under high heat conditions, there is no reduction in the sealing performance due to the burning out of the adhesive.
[0026]
According to the ninth aspect of the present invention, since the gland packing is formed by twisting using a plurality of the gland packing materials, the mating member is not greatly damaged as compared with the metal wire. In addition, since the sliding resistance is small, the rotational performance or axial sliding performance of the mating member can be improved, and excellent heat resistance can be obtained. Further, as described above, by suppressing the relative slip of the gland packing material, the shape retention of the gland packing is enhanced, and the contact pressure is increased, so that the sealing performance can be improved. Further, even when used under high heat conditions, there is no reduction in the sealing performance due to the burning out of the adhesive.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the gland packing material according to the first aspect of the present invention. In this figure, the gland packing material 1 is made of a fine and long brittle fiber material 2. A reinforcing material 20 is provided on one side of the expanded graphite graphite 3, and the base material 4 is twisted sequentially from the end in the longitudinal direction such that the reinforcing material 20 made of the brittle fiber material 2 faces outward. The reinforcing material 20 covers the band-shaped expanded graphite 3 so that the band-shaped expanded graphite 3 faces the many openings 20A of the twisted reinforcing member 20 shown in FIGS. A part of the material 2 and one end 5 in the width direction of the strip-shaped expanded graphite 3 are wound into the inside of the gland packing material 1 in a spiral shape, and as shown by a region L, the brittle fiber material 2 is interposed between the strip-shaped expanded graphite 3. External reinforcement structure with part of It has been. Note that the large number of openings 20A are provided by being formed spontaneously when the reinforcing material 20 made of a large number of ultrafine and long brittle fiber materials 2 is twisted, At a large number of portions of the reinforcing material 20 made of the brittle fiber material 2, the brittle fiber materials 2 that are adjacent to each other are slightly pushed and spread so as to separate them from each other, and a local tear is formed in advance before twisting, thereby artificially In some cases, it is provided.
[0028]
Glass fibers such as E glass, T glass, C glass, and S glass are applied as the reinforcing material 20 composed of a large number of ultrafine and long brittle fiber materials 2. Therefore, in the following description of the embodiments, a large number of ultrafine and long brittle fiber materials 2 are referred to as glass fibers 2.
[0029]
Since the glass fiber 2 has such a property that it is hard to be broken even when twisted, it is possible to obtain the gland packing material 1 having the outer reinforcing structure coated with the band-shaped expanded graphite 3 as a reinforcing material without being broken. In addition, the bonding force between the strip-shaped expanded graphite 3 and the reinforcing member 20 is increased by the anchoring action in which the strip-shaped expanded graphite 3 faces the many openings 20A provided in the reinforcing member 20 made of the glass fiber 2 and engages with the reinforcing member 20. The use of an adhesive can be omitted because it is increased. In other words, even if an adhesive is not used, the reinforcing material 20 is hardly separated from the expanded graphite 3 at the time of braiding or twisting for manufacturing the gland packing, and the external reinforcing effect can be effectively exerted. Further, by omitting the use of the adhesive, it is possible to suppress a decrease in the characteristics (affinity, compression restoring property, etc.) of the band-shaped expanded graphite 3 due to the curing of the adhesive. Further, since a part of the glass fiber 2 and one end 5 in the width direction of the band-shaped expanded graphite 3 are wound into the inside of the gland packing material 1 in a rolled shape, a sandwich structure is formed when compression or pressure is applied. By this, the movement of the expanded graphite particles is suppressed, that is, the amount of the expanded graphite particles protruding is suppressed, the reduction of the sealing surface pressure is prevented, the pressure resistance is improved, and the pressing force to the mating member is increased. Also, the sealing performance can be improved. Moreover, practically excellent heat resistance can be obtained.
[0030]
Further, since the production for forming the outer reinforcement structure by twisting the base material 4 is easy, compared with the production of the conventional gland packing material 50 in which the outer reinforcement structure is constituted by a braided metal wire. Manufacturing workability is improved. Therefore, an inexpensive gland packing material 1 can be provided.
[0031]
FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment of the gland packing material according to the second aspect of the present invention. In this figure, the gland packing material 1 is composed of a large number of ultrafine and long glass fibers 2. A reinforcing material 20 is provided on one surface of the expanded expanded graphite 3, and the base material 4 is placed such that the reinforcing material 20 made of the glass fiber 2 faces outward, and a part of the reinforcing material 20 and the expanded expanded graphite 3 are formed. One end 5 in the width direction is wound into the inside of the gland packing material 1 in the form of a winding, and the band-shaped expanded graphite 3 is covered with the glass fiber 2. FIG. 2 and FIG. And a part of the glass fiber 2 and one end 5 in the width direction of the band-shaped expanded graphite 3 are wound around the inside of the gland packing material 1 in a winding manner so that the band-shaped expanded graphite 3 faces the many openings 20A shown in FIG. , As indicated by region L, Between Jo expanded graphite 3 is configured on the outer reinforcement structure is interposed a portion of the glass fiber 2 to. Note that the large number of openings 20A are provided by being formed spontaneously when the reinforcing material 20 made of a large number of ultra-fine and long glass fibers 2 is twisted, and a case where a large number of extra-fine and long pieces are provided. In a case where a plurality of glass fibers 2 adjacent to each other at a large number of portions of the reinforcing material 20 made of the glass fibers 2 are slightly pushed and spread so as to be separated from each other, and artificially provided by forming a local tear in advance before twisting. is there.
[0032]
Since the glass fiber 2 is not broken even if it is wound, the reinforcing material 20 made of the glass fiber 2 can be obtained without breakage to obtain the gland packing material 1 having the outer reinforcing structure coated with the band-shaped expanded graphite 2. In addition, the bonding force between the strip-shaped expanded graphite 3 and the reinforcing member 20 is increased by the anchoring action in which the strip-shaped expanded graphite 3 faces the many openings 20A provided in the reinforcing member 20 made of the glass fiber 2 and engages with the reinforcing member 20. The use of an adhesive can be omitted because it is increased. In other words, even if an adhesive is not used, the reinforcing material 20 is hardly separated from the expanded graphite 3 at the time of braiding or twisting for manufacturing the gland packing, and the external reinforcing effect can be effectively exerted. Further, by omitting the use of the adhesive, it is possible to suppress a decrease in the characteristics (affinity, compression restoring property, etc.) of the band-shaped expanded graphite 3 due to the curing of the adhesive. Further, since a part of the glass fiber 2 and one end 5 in the width direction of the band-shaped expanded graphite 3 are wound into the inside of the gland packing material 1 in a rolled shape, a sandwich structure is formed when compression or pressure is applied. By this, the movement of the expanded graphite particles is suppressed, that is, the amount of the expanded graphite particles protruding is suppressed, the reduction of the sealing surface pressure is prevented, the pressure resistance is improved, and the pressing force to the mating member is increased. Also, the sealing performance can be improved. Moreover, practically excellent heat resistance can be obtained.
[0033]
Furthermore, since it is easy to manufacture the outer reinforcement structure by winding the base material 4 in a winding shape, it is easy to manufacture the conventional gland packing material 50 forming the outer reinforcement structure by a braided metal wire. The manufacturing workability is improved as compared with the above. Therefore, an inexpensive gland packing material 1 can be provided.
[0034]
Like the gland packing material according to the third aspect of the present invention, a part of the glass fiber 2 and one end 5 in the width direction of the strip-shaped expanded graphite 3 are wound inside the gland packing material 1 in a rolled shape. Even if the outer reinforcing structure is wound and twisted, the same operation and effect as those of the gland packing material 1 according to the invention of claim 1 of FIG. 1 or claim 2 of FIG. 4 can be obtained. The appearance of the gland packing material 1 thus configured is substantially the same as that of FIG.
[0035]
On the other hand, when the glass fiber 2 is twisted like the gland packing material 1 according to claim 1 or 3, the bent portion 2a of the glass fiber 2 is randomly exposed to the surface as shown in FIG. For this reason, at the time of braiding or twisting for manufacturing a gland packing to be described later, the bent portions 2a of the glass fibers 2 that are randomly exposed on the surface are entangled with each other, and the relative slip of the gland packing material 1 is suppressed, The shape retention of the gland packing can be improved.
[0036]
The gland packing material 1 can be formed, for example, by the following procedure.
First, as shown in FIG. 6, a flat filament having a width W = 4.00 mm and a thickness T = 0.20 mm is formed by using a multifilament yarn in which 10,000 glass fibers 2 each having a diameter of 5 μm are bundled. A glass fiber bundle 2A converged in a shape is provided, and the glass fiber bundle 2A is spread in the width direction to form a spread sheet 2B having a width W1 = 25.00 mm and a thickness T1 = 0.03 mm shown in FIG. I do.
[0037]
Next, as shown in FIG. 8, the above-mentioned spread sheet 2B is superposed on the upper surface of the strip-shaped expanded graphite 3 having a width W2 = 25.00 mm and a thickness T2 = 0.25 mm to form a reinforcing member 20 made of glass fiber 2 in a strip shape. By forming a base material 4 provided on one surface of the expanded graphite 3 and twisting or winding the base material 4 and twisting, the gland packing material 1 of FIG. 1 is formed, and the base material 4 is glued. The gland packing material 1 shown in FIG. In other words, the binding force between the strip-shaped expanded graphite 3 and the reinforcing member 20 is increased by the anchoring action in which the strip-shaped expanded graphite 3 faces the many openings 20A provided in the reinforcing member 20 made of the glass fiber 2 and engages with the reinforcing member 20. Therefore, even when an adhesive is not used, the reinforcing member 20 is less likely to be separated from the band-shaped expanded graphite 3 at the time of braiding or twisting for manufacturing the gland packing, and the external reinforcing effect can be effectively exhibited. By omitting the use of the adhesive, the gland packing material 1 of FIG. 1 or FIG. 4 in which the characteristics (affinity, compression restoring property, etc.) of the band-shaped expanded graphite 3 due to the curing of the adhesive are suppressed can be configured.
[0038]
On the other hand, as shown in FIG. 9, an epoxy resin-based, acrylic resin-based, or phenol resin-based adhesive 6 is spot-shaped on the upper surface of the strip-shaped expanded graphite 3 having a width W2 = 25.00 mm and a thickness T2 = 0.20 mm. In the provided state, the reinforcing material 20 is overlapped as shown in FIG. 8 to form the base material 4 in which the reinforcing material 20 made of the glass fiber 2 is provided on one surface of the strip-shaped expanded graphite 3. 1 or 4 in which the characteristics (affinity, compression resilience, etc.) of the band-shaped expanded graphite 3 due to the curing of the adhesive are suppressed from being reduced.
[0039]
An expanded graphite powder 3A is superimposed on a sheet-like glass fiber 2 having a width W1 = 25.00 mm and a thickness T1 = 0.20 mm shown in FIG. 10, and this is compression-molded, as shown in FIG. As described above, the base material 4 may be formed by providing the glass fibers 2 on one surface of the band-shaped expanded graphite 3 compressed to a width W2 = 25.00 mm and a thickness T2 = 0.20 mm.
[0040]
As shown in FIG. 12, the base material 4 may be formed by stacking the glass fibers 2 formed in a sheet shape narrower than the band-shaped expanded graphite 3 on the upper surface of the band-shaped expanded graphite 3. Further, as shown in FIG. 13, the base material 4 may be formed by superposing the glass fibers 2 formed in a sheet shape wider than the band-shaped expanded graphite 3 on the upper surface of the band-shaped expanded graphite 3.
[0041]
In this manner, the base material 4 in which the reinforcing material 20 made of the glass fiber 2 is provided on one surface of the strip-shaped expanded graphite 3 is formed, and at this time, the glass fibers 2 that are adjacent to each other at many portions of the reinforcing material 20 are separated from each other. A small number of openings 20A are artificially provided by forming a local crack in advance by slightly expanding as described above, and a method of exposing the band-shaped expanded graphite 3 here, or twisting the base material 4 or When winding or twisting in a winding state, the strip-shaped expanded graphite 3 faces a large number of openings 20A naturally provided, so that an anchoring action occurs.
[0042]
The glass fiber 2 preferably has a diameter of 3 μm to 15 μm. If the diameter is less than 3 μm, there is a risk of breakage when twisting, and if the diameter exceeds 15 μm, twisting becomes difficult. However, the smaller the diameter of the glass fiber 2 is, the better the sealing property is. Therefore, the range of 3 μm to 10 μm is optimal.
[0043]
Further, the thickness T1 of the glass fiber 2 formed in a sheet shape (the thickness T1 of the glass fiber layer) is preferably in the range of 10 μm to 200 μm. When the thickness T1 is less than 10 μm, the external reinforcing effect is reduced, and it is difficult to produce a uniform sheet. When the thickness T1 exceeds 200 μm, the external reinforcing effect can be increased, but twisting becomes difficult. In addition, leakage occurs from the reinforcing portion.
[0044]
As shown in FIG. 14, the glass fiber 2 formed in a sheet shape is overlapped on both surfaces of the strip-shaped expanded graphite 3 to form a base material 4, and the base material 4 is twisted or wound and twisted. By forming the gland packing material 1 of FIG. 15 (a) or by winding the base material 4 in a spiral shape to form the gland packing material 1 of FIG. The gland packing material 1 can be further reinforced by increasing the number thereof, so that the tensile strength of the gland packing material 1 is further improved. In addition, the contact pressure with the mating member can be further increased by increasing the amount of infiltration into the inside.
[0045]
As shown in FIG. 16, the base material 4 may be formed by stacking glass fibers 2 formed in a sheet shape narrower than the band-shaped expanded graphite 3 on both sides of the band-shaped expanded graphite 3. Further, as shown in FIG. 17, the base material 4 may be formed by stacking glass fibers 2 formed in a sheet shape wider than the band-shaped expanded graphite 3 on both surfaces of the band-shaped expanded graphite 3. Further, as shown in FIG. 18, the base material 4 may be formed by superposing the band-shaped expanded graphite 3 on both surfaces of the glass fiber 2 formed in a wide sheet shape.
[0046]
A plurality of the gland packing materials 1 of the embodiment described above are prepared, and the plurality of the gland packing materials 1 are bundled by a braiding machine and braided, whereby, for example, a string-shaped gland packing 8 as shown in FIG. 19 can be manufactured. it can. Note that FIG. 19 shows a gland packing 8 in which eight gland packing materials 1 are bundled and knitted at eight angles.
[0047]
Since the gland packing 8 is braided by using a plurality of the gland packing materials 1, the contact pressure can be increased, the sealing property can be improved, and the gland packing 8 can be provided as an inexpensive gland packing 8. it can. Furthermore, when the ground packing 8 is braided with the ground packing material 1 in which the bent portions 2a of the glass fibers 2 are randomly exposed on the surface by being twisted, the bent portions 2a of the glass fibers 2 are braided at the time of braiding. By entangled with each other, the relative sliding of the gland packing material 1 can be suppressed, and the shape retention of the gland packing 8 can be enhanced. In the case of the gland packing material 1 wound in the form of a winding, although the bent portion 2a of the glass fiber 2 is not exposed on the surface, the bent portion 2a of the glass fiber 2 is exposed on the surface and entangled with each other during braiding. Therefore, the relative slip of the gland packing material 1 can be suppressed, and the shape retention of the gland packing 8 can be enhanced. In addition, the sealing performance can be improved by increasing the pressing force. Furthermore, even when used under high heat conditions, there is no reduction in the sealing property due to the burning out of the adhesive, so that excellent sealing properties can be obtained also by this.
[0048]
On the other hand, a plurality of the above-mentioned gland packing materials 1 are prepared, and the plurality of these are bundled and twisted, whereby, for example, a string-shaped gland packing 8 as shown in FIG. 20 can be manufactured. In FIG. 20, six gland packing materials 1 are roll-formed while being bundled and twisted. In this manner, the gland packing 8 that has been twisted may be used. Further, when the gland packing 8 is twisted with the gland packing material 1 in which the bent portion 2a of the glass fiber 2 is randomly exposed on the surface by the twisting, the bent portion of the glass fiber 2 is twisted at the time of the twisting. 2a are entangled with each other, so that the relative slip of the gland packing material 1 can be suppressed, and the shape retention of the gland packing 8 can be enhanced. Further, in the ground packing material 1 wound in a winding shape, the bent portion 2a of the glass fiber 2 is not exposed on the surface thereof, but the bent portion 2a of the glass fiber 2 is exposed on the surface and twisted with each other during the twisting process. Therefore, the relative slip of the gland packing material 1 can be suppressed, and the shape retention of the gland packing 8 can be improved. In addition, the sealing performance can be improved by increasing the pressing force. Furthermore, even when used under high heat conditions, there is no reduction in the sealing property due to the burning out of the adhesive, so that excellent sealing properties can be obtained also by this.
[0049]
In each of the above embodiments, the glass fiber 2 is applied as a large number of ultrafine and long brittle fiber materials 2. However, instead of the glass fiber 2, any of ceramics such as silica, alumina, and alumina silica may be used. Even when the brittle fiber material 2 is formed of such a large number of ultrafine and long fibers as the reinforcing material 20, the same operation and effect as the glass fiber 2 can be obtained.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, since the gland packing material and the gland packing are configured, the following special effects can be obtained.
[0051]
According to the first, second or third aspect of the present invention, it is possible to obtain a gland packing material having an externally reinforced structure in which strip-shaped expanded graphite is externally reinforced with a brittle fiber material. In addition, the bonding force between the band-shaped expanded graphite and the reinforcing member is increased by an anchoring action in which the band-shaped expanded graphite faces the many openings provided in the reinforcing member made of a brittle fiber material and engages with the reinforcing member. Even if the use amount of the agent is limited to zero or a very small amount, the reinforcing material is less likely to separate from the band-shaped expanded graphite at the time of braiding or twisting for manufacturing the gland packing, and the external reinforcing effect can be effectively exerted. . Further, since the amount of the adhesive used can be limited to zero or a very small amount, it is possible to suppress a decrease in properties (affinity, compression restoring property, etc.) of the band-shaped expanded graphite due to the curing of the adhesive. In addition, since the reinforcing material is entangled inside the gland packing material, a sandwich structure is formed when compression or pressure is applied, so that movement of the expanded graphite particles is suppressed, that is, the amount of the expanded graphite particles protruding is suppressed. In addition, the sealing performance can be improved by preventing the reduction of the sealing surface pressure, improving the pressure resistance, and increasing the pressure contact force with the mating member. Furthermore, since the production for forming the outer reinforcement structure is easy because the base material is twisted or wound in a winding shape or wound and twisted, and the manufacturing workability is improved, an inexpensive ground is used. A packing material can be provided.
[0052]
According to the invention described in claim 4, the bent portion of the brittle fiber material exposed on the surface is entangled with each other at the time of braiding or twisting for manufacturing the gland packing, and suppresses relative slip of the gland packing material, The shape retention of the gland packing can be improved.
[0053]
According to the invention as set forth in claim 5, the strip-shaped expanded graphite and the brittle fiber material are twisted without being separated from each other, or are wound in a winding shape, or are wound and twisted, and the brittle fiber material is placed inside. The entangled gland packing material can be easily obtained.
[0054]
According to the invention as set forth in claim 6, the strip-shaped expanded graphite and the brittle fiber material are twisted without being separated, or are wound in a winding shape or wound and twisted, so that the brittle fiber material is placed inside. The entangled gland packing material can be easily obtained, and the amount of entanglement of the reinforcing material therein can be increased to reinforce the inside, so that the tensile strength of the gland packing material is further improved. In addition, the contact pressure with the mating member can be further increased by increasing the amount of infiltration into the inside.
[0055]
According to the seventh aspect of the present invention, the mating member is not significantly damaged as compared with the metal wire. Further, since the sliding resistance is small, the rotational performance or the sliding performance in the axial direction of the mating member can be improved, so that excellent heat resistance can be obtained and the cost is low.
[0056]
According to the invention described in claim 8 or 9, since a plurality of the gland packing materials are used for braiding or twisting, the mating member is not significantly damaged as compared with a metal wire. In addition, since the sliding resistance is small, the rotational performance or axial sliding performance of the mating member can be improved, and excellent heat resistance can be obtained. Furthermore, the bent portion of the brittle fiber material exposed on the surface or the bent portion exposed on the surface at the time of braiding or twisting is entangled with each other at the time of braiding or twisting for manufacturing the gland packing, and the relative strength of the ground packing material is increased. Slippage can be suppressed, the shape retention of the gland packing can be increased, and the contact pressure can be increased, thereby improving the sealing performance. Further, even when used under high heat conditions, there is no reduction in the sealing performance due to the burning out of the adhesive. Moreover, it can be provided as an inexpensive gland packing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a gland packing material according to the first aspect of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged plan view partially showing an example of a state in which strip-shaped expanded graphite faces many openings of a reinforcing material made of a brittle fiber material.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment of a gland packing material according to the second aspect of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged explanatory view of a bent portion of a brittle fiber material.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a glass fiber bundle.
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a sheet-like glass fiber.
FIG. 8 is a perspective view showing one embodiment of a base material.
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a usage state of a small amount of adhesive.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which expanded graphite powder is superimposed on glass fiber.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of the base material.
FIG. 12 is a sectional view showing a first modified example of the base material shown in FIGS. 8 and 11;
FIG. 13 is a sectional view showing a second modification of the base material shown in FIGS. 8 and 11;
FIG. 14 is a sectional view showing another embodiment of the base material.
FIG. 15 is a perspective view showing an embodiment of the gland packing material according to claim 6;
FIG. 16 is a sectional view showing a first modification of the base material shown in FIG.
FIG. 17 is a sectional view showing a second modification of the base material shown in FIG.
FIG. 18 is a sectional view showing a modification of the base material shown in FIG.
FIG. 19 is a perspective view showing an embodiment of the gland packing according to the invention of claim 8;
FIG. 20 is a perspective view showing an embodiment of a gland packing according to the ninth aspect of the present invention.
FIG. 21 is a perspective view showing an example of a conventional gland packing material.
FIG. 22 is a perspective view showing another example of a conventional gland packing material.
FIG. 23 is a perspective view showing an example of a conventional gland packing.
FIG. 24 is a perspective view showing another example of the conventional gland packing.
[Explanation of symbols]
1 Gland packing material
2. Extra-fine glass fiber (extra-fine brittle fiber material)
2a Glass fiber bending part (brittle fiber material bending part)
3 Band-shaped expanded graphite
4 Base material
8 Gland packing
20 Reinforcement made of brittle fiber material
20A Many openings

Claims

脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように撚られており、この撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。A base material provided with a reinforcing material made of a brittle fiber material on at least one surface of the belt-shaped expanded graphite so that the reinforcing material made of the brittle fiber material is directed outward and the reinforcing material made of the brittle fiber material is wound inside. A gland packing material characterized in that it is twisted, and the twisted reinforcing member is provided with a large number of openings, and the band-shaped expanded graphite is made to face these openings.

脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれており、この巻かれた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。A base material provided with a reinforcing material made of a brittle fiber material on at least one surface of the belt-shaped expanded graphite so that the reinforcing material made of the brittle fiber material is directed outward and the reinforcing material made of the brittle fiber material is wound inside. A gland packing material, which is wound, wherein the wound reinforcing member has a number of openings, and the band-shaped expanded graphite is exposed to these openings.

脆性繊維材料よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記脆性繊維材料よりなる補強材を外側にしてかつ該該脆性繊維材料よりなる補強材が内部に巻き込まれるように巻かれて撚られており、この巻かれて撚られた補強材には多数の開口が備えられていて、これら開口に前記帯状膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。A base material provided with a reinforcing material made of a brittle fiber material on at least one surface of the belt-shaped expanded graphite so that the reinforcing material made of the brittle fiber material is directed outward and the reinforcing material made of the brittle fiber material is wound inside. A gland packing material characterized in that it is wound and twisted, and the wound and twisted reinforcing member is provided with a large number of openings, and the band-shaped expanded graphite is exposed to these openings.

脆性繊維材料の折り曲げ部が表面に露出している請求項１，請求項３のいずれかに記載のグランドパッキン材料。4. The gland packing material according to claim 1, wherein a bent portion of the brittle fiber material is exposed on the surface.

帯状膨張黒鉛の片面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けた請求項１，請求項２，請求項３，請求項４のいずれかに記載のグランドパッキン材料。5. The gland packing material according to claim 1, wherein a reinforcing material made of a brittle fiber material is provided on one surface of the belt-shaped expanded graphite.

帯状膨張黒鉛の両面に脆性繊維材料よりなる補強材を設けた請求項１，請求項２，請求項３，請求項４のいずれかに記載のグランドパッキン材料。5. The gland packing material according to claim 1, wherein a reinforcing material made of a brittle fiber material is provided on both surfaces of the belt-shaped expanded graphite.

脆性繊維材料がガラスもしくはシリカまたはセラミックのいずれかよりなる請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６のいずれかに記載のグランドパッキン材料。The gland packing material according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, and 6, wherein the brittle fiber material is made of glass, silica, or ceramic.

請求項１，２，３，４，５，６，７のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いて編組していることを特徴とするグランドパッキン。A gland packing comprising a plurality of gland packing materials according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7.

請求項１，２，３，４，５，６，７のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工していることを特徴とするグランドパッキン。A gland packing characterized by being twisted using a plurality of gland packing materials according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7.