JP2600887Y2

JP2600887Y2 - 密封材料

Info

Publication number: JP2600887Y2
Application number: JP1993042015U
Authority: JP
Inventors: 勝朗塚本
Original assignee: Japan Matex KK
Current assignee: Japan Matex KK
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2008-06-30
Also published as: JPH078661U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は密封材料に係り、その
目的は極めて優れた機械的強度を示す反面、密封性や摺
動性が優れ、しかも密封に際しては他の金属表面を傷つ
けることがないなど、撓曲性と剛性とを同時に兼ね備
え、高温高圧下での密封に際して好適に使用される密封
材料の提供にある。

【０００２】

【従来の技術】パッキング、ガスケット等の密封材料
は、気密、液密を必要とする接合面に挟んだり、或いは
回転又往復する軸の周囲に詰めて、摺動部から液体や気
体が漏れるのを防止するために用いられている。このよ
うな密封材料は、使用箇所やその環境等に応じて種々の
形状のものが採用されるが、一般的に摺動による磨耗が
少なく、摩擦係数が小さく、相手金属面を腐食させない
こと、及び流体に対して化学的に安定であること、また
耐熱、耐圧性に優れていることなどが、密封材料の具備
すべき条件とされている。このような密封材料として
は、高温度に強いアスベスト又は耐熱ゴムが素材として
古くから使用されていたが、近年、自己潤滑特性、熱伝
導性、耐薬品性等に優れた膨張黒鉛が主として使用され
るようになってきている。

【０００３】ところが、膨張黒鉛は前記したような優れ
た特性を示す反面、引張り強さが弱く、脆いという欠点
があるために、単独で使用されることはなく、通常、補
強材とともに編組みされたものが使用されている場合が
多い。この一例として、図１１の断面図に示すような編
組み状のグランドパッキンを例示することができる。こ
のグランドパッキン（Ｐ）は、２０本の編み糸（ａ）の
格子編みによって形成された編組体（ｂ）と、この編組
体（ｂ）の端面に現れた各編み糸（ａ）間のすべての空
隙にそれぞれ編組体（ｂ）の長手方向に沿って挿通充填
した複数の膨張黒鉛シート（ｃ）から構成されているも
のであった。

【０００４】編み糸（ａ）としては、金属繊維、ガラス
繊維、アラミド繊維、ポリ四フッ化エチレン繊維、石綿
繊維、炭素繊維、セラミックファイバー繊維等の高強度
繊維が使用されており、膨張黒鉛の備える特性を生か
し、且つ引張り強さが弱く、脆いという欠点を高強度繊
維によって補うことのできるシール機能に優れた密封材
料の一つであった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た高強度繊維の編組体からなるグランドパッキン（Ｐ）
においては、高温、高圧等の苛酷条件下で使用される際
には、高強度繊維の使用量が多くなるために、使用箇所
によっては、表面に現れる高強度繊維の摺動によって、
相手金属面を傷つけてしまう場合が生じてくるという課
題が存在した。そこで、業界では、特に高温、高圧下に
おいて使用できる優れた機械的強度を備えるとともに、
単位面積当たりに使用される高強度繊維が多くなって
も、摺動によって相手金属面を傷つけたりすることがな
く、且つシーリング特性に優れた密封材料の創出が望ま
れていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この考案では、高強度材
料からなる線材束に膨張黒鉛からなるテープ材料が巻回
されてなる密封材料であって、前記膨張黒鉛からなるテ
ープ材料は、微細孔を有する多孔質状ポリ四フッ化エチ
レン（ＰＴＦＥ）製の薄膜からなる補強シートと、可撓
性膨張黒鉛シートとの積層体により形成されてなるとと
もに、該密封材料の表面に前記補強シートが現れるよう
に配設されてなることを特徴とする密封材料を提供する
ことにより、前記従来の課題を悉く解消する。

【０００７】

【実施例】以下、この考案に係る密封材料の実施例を図
面に基づいて説明する。図１は、この考案の一実施例に
係る密封材料（１）の外観説明図である。図示するよう
に、この考案においては、高強度材料からなる線材束
（２）の表面に、膨張黒鉛からなるテープ材料（３）が
巻回されて密封材料（１）が形成される。

【０００８】高強度材料としては、潤滑油を含浸させた
アラミド繊維、ポリ四フッ化エチレン繊維等の合成樹脂
製繊維、或いはモネルメタル、インコネル、ステンレ
ス、銅、アルミニウム等の金属、炭素繊維、ガラス繊
維、セラミックファイバー繊維等の密封材料として必要
な強度を有する材料であれば、特に限定されることなく
いずれのものも好適に使用することができる。以上のよ
うな高強度材料から線材束（２）が形成されるが、この
線材束（２）は複数本の線材（２０）が束ねられて形成
される。この線材（２０）は、前記高強度材料から形成
されるものであればいずれのものでも好適に使用できる
が、望ましくは直径が３ｍｍ以下とされるのが、製造面
から好ましい。また、この考案において線材束（２）と
しては、複数本の線材（２０）を束ねたもの、或いは一
本の高強度材料からなる線材（２０）を編んで一本の紐
体としたもの、さらには複数本の線材（２０）を束ね
て、編む又は組む等を行なって紐体としたものが好適に
使用される。

【０００９】複数本の線材（２０）を束ねて紐体（２）
とする場合には、通常の編紐、打紐、組紐等が特に限定
されることなく好適に使用される。具体的には、例えば
図２および図３に示すように複数本の線材（２０）によ
り形成された丸編紐、或いは図４および図５に示すよう
な角編紐等の編紐や、同じく丸打紐、角打紐等が好適に
例示される。尚、前記打紐においても、四つ打ち、八つ
打ち、十六打ちなど任意の打ち方が採用できる。さら
に、前記以外の袋状紐や固着紐等も限定されることなく
採用することができる。或いは、図６に示すように、複
数本の線材（２０）をそのまま束ねてねじったもの等も
好適に使用することができる。

【００１０】前記したような線材束（２）の表面に、膨
張黒鉛からなるテープ材料（３）が巻回される。テープ
材料（３）としては、図７に示すように補強シート（３
２）と可撓性膨張黒鉛シート（３１）との積層体によっ
て形成されるものを使用することができる。ここで、可
撓性膨張黒鉛シート（３１）としては、天然黒鉛、熱分
解黒鉛、キッシュ黒鉛等の黒鉛粉末を、濃硫酸、濃硝酸
等と反応させて一旦、層間化合物とした後、水洗などに
よって残留分解させて残留化合物とし、これを急熱して
膨張させて得られる膨張可撓性黒鉛そのものをロール材
等により圧縮成形したシート状のものが使用される。

【００１１】補強シート（３２）としては、良好な潤滑
性や耐腐食性、適度な機械的強度及び流体に対する化学
的安定性を有するもののうち、ポリ四フッ化エチレン
（ＰＴＦＥ）を使用することができる。中でも直径０．
０５〜１５μｍ程度の微細孔を有する多孔質状のポリ四
フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）製の薄膜は、膨張黒鉛シー
ト（３１）との積層が良好であるため、より好ましく使
用できる。この多孔質状のポリ四フッ化エチレン（ＰＴ
ＦＥ）製の薄膜は、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）
のモールディングパウダを押し固めた後、急速に延伸さ
せて得られる、空孔率２５〜９５％程度のものが好適に
使用できる。

【００１２】尚、テープ材料（３）として、前記したよ
うな積層体構造のものを採用する場合には、膨張黒鉛シ
ート（３１）としては、その密度が０．８０〜２．２ｇ
／ｃｍの範囲内のもので、且つ表面に結晶レベルの凹凸
が存在するものを使用することが好ましい。この理由
は、膨張黒鉛シート（３１）の密度が２．２ｇ／ｃｍを
超えると、組織が緻密になりすぎて、補強シート（３
２）との積層が良好に行なわれず、しかもアンカー効果
が生じにくくなるため、好ましくないからである。ま
た、この膨張黒鉛シート（３１）の厚みとしては、特に
限定はされないが、０．１〜１．５ｍｍ程度とされるの
が好ましい。この理由は、膨張黒鉛シート（３１）の厚
みが０．１ｍｍ未満であると、膨張黒鉛の有する優れた
耐熱性や耐食性、耐磨耗性を充分に発現させることがで
きず、一方、厚みが１．５ｍｍを超えると逆に膨張黒鉛
の欠点である脆さが現れてしまうため、いずれの場合も
好ましくないからである。さらに、補強シート（３２）
の厚みとしては、特に限定はされないが、０．００１〜
０．１５ｍｍ程度とされるのが、製造面より好ましい。
以上のような補強シート（３２）と膨張黒鉛シート（３
１）との積層は、適宜任意の接着剤等を介して行なわれ
ればよく、例えばポリエチレンフィルム、オレフィン系
フィルム、ウレタン系フィルムなどの熱融着フィルムを
用いて加熱融着させる方法等により積層体とし、テープ
材料（３）を形成させればよく、特に限定はされない。

【００１３】以上のような膨張黒鉛シート（３１）と補
強シート（３２）との積層体からなるテープ材料（３）
を前記線材束（２）に巻回させてこの考案に係る密封材
料（１）とされる。テープ材料（３）の巻回方法として
は、特に限定はされず、紐体（２）表面に一重又は二重
以上に順次巻回させていってもよく、或いは線材束
（２）の表面にテープ材料（３）を被覆させ、テープ材
料（３）と線材束（２）との両方をねじりながら撚って
いき、線材束（２）表面にテープ材料（３）を巻回させ
ていくなど、適宜任意の方法が好適に採用できる。尚、
後者の巻回方法では、線材束（２）及びテープ材料
（３）とが共にねじられた状態の密封材料（１）が得ら
れる。

【００１４】このように構成された密封材料（１）で
は、図８の断面図にて示されるように、単位面積当たり
に用いられる高強度材料からなる線材（２０）の量が多
くなり、機械的強度が高くなるとともに、その表面が膨
張黒鉛からなるテープ材料（３）により被覆される構成
となるため、膨張黒鉛の備えるシール特性などが充分に
発現され、さらに摺動により相手金属表面を傷つけるこ
とがない。従って、極めて高い機械的強度が発現される
ため、例えば高温、高圧環境下でのブシュ又はスペーサ
ーの代用として使用することもできる。

【００１５】また、線材束（２）に巻回させるテープ材
料（３）として、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）の
ような電気絶縁性を有する補強シート（３２）の片面に
膨張黒鉛シート（３１）を積層させたテープ材料（３）
を使用し、線材束（２）表面に巻回させて密封材料
（１）を形成させる際に、密封材料（１）の表面にポリ
四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）製の電気絶縁性補強シー
ト（３２）が現れる構成とすることにより、電導性がな
い密封材料とすることができる。このため、例えば、図
９に示すような流路（Ａ−１）を備えた球状の弁箱
（Ａ）と、この弁箱（Ａ）を覆う弁蓋（Ｆ）と、弁座
（Ｂ）に圧接又は離間して流路（Ａ−１）を開放又は閉
鎖する弁体（Ｃ）、弁体（Ｃ）を操作するハンドル
（Ｈ）、弁棒（Ｄ）から構成される玉形弁の異種金属間
の接合、すなわち、弁蓋（Ｆ）と弁棒（Ｄ）との間隙部
分（Ｚ）に、前記図８で示したような密封材料（１）を
充填使用することにより、優れた密封性、摺動性、耐熱
性、耐食性や機械的強度とともに、これら異種金属間に
おける電気的腐食を防止させることが可能となる。

【００１６】以上のような密封材料（１）は、特に図１
０に示すようなリング状に成形されて、液密、気密を要
する部分に、ガスケット、パッキングとして好適に使用
される。さらに前記したリング状以外の、適宜任意の形
状にも成形加工して使用することもできる。

【００１７】

【考案の効果】以上詳述した如く、この考案は高強度材
料からなる線材束に膨張黒鉛からなるテープ材料が巻回
されてなる密封材料であって、前記膨張黒鉛からなるテ
ープ材料は、微細孔を有する多孔質状ポリ四フッ化エチ
レン（ＰＴＦＥ）製の薄膜からなる補強シートと、可撓
性膨張黒鉛シートとの積層体により形成されてなるとと
もに、該密封材料の表面に前記補強シートが現れるよう
に配設されてなることを特徴とする密封材料であるか
ら、単位面積当たりに使用される高強度繊維材料が多
く、極めて優れた機械的強度を備える反面、良好な密封
性や摺動性を示し、剛性と撓曲性とを同時に兼ね備え、
且つ相手金属面を傷つけることがないなど、高温、高圧
環境下での密封材料として優れた密封特性を示すという
優れた効果を奏する。また、テープ材料として膨張黒鉛
シートと補強シートとの積層体を使用することにより、
異種金属間の接合部分に使用され、電気的腐食を防止で
きる密封材料としたり、或いはさらに密封材料の強度を
高くすることができるなど、使用箇所やその環境条件に
応じた密封材料とすることができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る密封材料の一実施例を示した説
明図である。

【図２】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
る線材束（紐体）の一例（丸編紐）を示した外観図であ
る。

【図３】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
る線材束（紐体）の一例（丸編紐）を示した外観図であ
る。

【図４】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
る線材束（紐体）の一例（角編紐）を示した外観図であ
る。

【図５】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
る線材束（紐体）の一例（角編紐）を示した外観図であ
る。

【図６】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
る線材束（紐体）の一例を示した外観図である。

【図７】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
るテープ材料を示した断面図である。

【図８】この考案に係る密封材料の実施例における構成
を示した断面図である。

【図９】この考案に係る密封材料を流体機器の異種金属
接合部分に充填した状態を示す断面図である。

【図１０】この考案に係る密封材料をリング状に成形し
た状態を示す外観図である。

【図１１】従来の膨張黒鉛を用いた編組みパッキンの一
例を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１密封材料２線材束２０線材３テープ材料３１膨張黒鉛シート３２補強シート

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】高強度材料からなる線材束に膨張黒鉛か
らなるテープ材料が巻回されてなる密封材料であって、
前記膨張黒鉛からなるテープ材料は、微細孔を有する多
孔質状ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）製の薄膜から
なる補強シートと、可撓性膨張黒鉛シートとの積層体に
より形成されてなるとともに、該密封材料の表面に前記
補強シートが現れるように配設されてなることを特徴と
する密封材料。