JPH06279753A

JPH06279753A - パッキン材料

Info

Publication number: JPH06279753A
Application number: JP5068364A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Ueda; 隆久上田; Tomiichi Shiomi; 富一塩見
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-10-04

Abstract

(57)【要約】【目的】膨張黒鉛製基材とこれに埋設される補強材と
の相乗作用により、引張り強さおよび靭性を高めて編組
時あるいはひねり加工時における折損や亀裂損傷を防止
するとともに、耐食性および封止性の早期低下を抑制す
ることができるようにする。【構成】膨張黒鉛から形成してなる基材(1),(1'),(2
0),(22),(27),(28),(29),(30),(37) に補強材(2),(18),
(24),(31),(36) を埋設してなり、上記基材は、膨張倍
率が４０倍以上の膨張黒鉛が使用されているとともに、
黒鉛含有率が９０重量％以上で、かつ密度が０．３ｇ／
ｃｍ³以上にされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体機械の軸封部など
に使用するグランドパッキンの構成材料として用いられ
るパッキン材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、パッキン材料、たとえば編組ある
いはひねり加工してグランドパッキンを形成するパッキ
ン材料として、脱アスベスト化を図るために、耐熱性お
よび封止性に優れた膨張黒鉛製の基材内に、この基材の
引張強さの弱い点を是正するために、各種繊維から作ら
れる糸よりなる補強材を埋設する構成が採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記膨張黒
鉛製の基材は、周知のように隣片状の天然黒鉛を芋虫状
に膨張させた上、この膨張黒鉛を圧縮成形するものであ
るが、この膨張黒鉛製の基材よりなる従来のパッキン材
料においては、引張り強さが弱くて脆いために、編組時
やひねり加工時に、基材に加わる比較的大きな引張り力
によって、基材に亀裂を生じてしまうケースが比較的多
くあった。また、上記のような従来のパッキン材料の基
材には、その膨張黒鉛中の灰分や残留硫黄分などの不純
物が多く含有しているため、この多くの不純物により膨
張黒鉛粒子相互間の物理的吸着力が弱められ、これも基
材の引張り強さを低下させる原因になっているととも
に、この多くの不純物が酸化するために、基材の腐食が
早期に進行し、パッキン材料の耐食性および封止性が早
期に低下してしまう問題が発見された。

【０００４】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、膨張黒鉛製基材自体の引張り強さを向上させ
て、この基材とこれに埋設される補強材との相乗作用に
より、編組時あるいはひねり加工時における基材の亀裂
損傷を防止するとともに、耐食性および封止性の早期低
下を抑制することができるパッキン材料を提供すること
を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るパッキン材料は、膨張黒鉛から形成し
てなる基材と、この基材に埋設された補強材とを備え、
上記基材は、膨張倍率が４０倍以上の膨張黒鉛が使用さ
れているとともに、黒鉛含有率が９０重量％以上で、か
つ密度が０．３ｇ／ｃｍ³以上にされているものであ
る。

【０００６】

【作用】上記補強材埋設のパッキン材料によれば、膨張
倍率が４０倍以上の膨張黒鉛から形成した基材を使用し
ているから、膨張黒鉛粒子相互間に十分な物理的吸着力
が作用することになり、その膨張黒鉛製基材に埋設され
た補強材との相乗作用によって高い引張り強さおよび靭
性が付与されることになる。また、黒鉛含有率が９０重
量％以上であるから、灰分などの不純物による悪影響、
つまり膨張黒鉛粒子相互間の物理的吸着力が大幅に低下
してしまう点も改善されて引張り強さの低下が抑制され
る。さらに、多くの不純物が酸化することによって基材
が早期に腐食してしまうことも抑制されて、パッキン材
料の長期の耐食性および封止性の向上が図れる。また、
膨張黒鉛から形成した基材が０．３ｇ／ｃｍ³以上の密
度に設定されているから、上記膨張黒鉛粒子相互間の物
理的吸着力が十分になるとともに、使用状態での形崩れ
などのおそれもなくなる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１は本発明の一実施例によるパッキン材料を
示す斜視図である。

【０００８】図１において、１は膨張黒鉛から形成した
基材、２は基材１の引張り強度を向上させるために、基
材１に埋設された補強材である。

【０００９】上記基材１は、鱗片状の天然黒鉛を膨張さ
せた上、これを圧縮成形して形成された紐状の膨張黒鉛
体であるが、この基材１に使用した膨張黒鉛は、その膨
張倍率が４０倍以上で、黒鉛含有率が９０重量％以上、
基材１の密度は０．３ｇ／ｃｍ³以上に設定されてい
る。

【００１０】また、上記補強材２としては、綿，ラミー
などの天然繊維、ナイロン，レーヨン、アラミド，ＰＢ
Ｉ（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの有機
繊維、ガラス，セラミックなどの無機繊維、ステンレ
ス，インコネルなどの金属繊維など、各種繊維から作ら
れる糸の中から選ばれるが、この例では、綿からなる複
数本の補強糸で構成してあり、これをそのまま、または
接着剤を含浸させて基材１の圧縮成形時に基材１内に埋
設している。

【００１１】上記基材１とこれに埋設された補強材２と
により、パッキン材料Ｐが構成されるが、このような補
強材２は基材１に１本だけ埋設させるようにしてもよ
い。

【００１２】上記補強材２が埋設された基材１において
は、その基材１に使用した膨張黒鉛の黒鉛膨張倍率が４
０倍以上のものを使用しているので、膨張が十分になさ
れ、黒鉛粒子相互間に有効な物理的吸着力が作用し合う
ことになる。なお、膨張倍率が４０倍以上であれば、任
意の値に設定すればよいが、２００倍程度の膨張倍率が
最も好ましい。また、黒鉛含有率が９０重量％以上であ
るから、灰分や残留硫黄分などの不純物による悪影響、
つまり膨張黒鉛粒子相互間の物理的吸着力が低下するこ
とにともなう引張り強度の低下も改善され、さらに多く
の不純物が酸化することによって基材１が早期に腐食し
てしまうことも抑制されて、パッキン材料の長期の耐食
性および封止性の向上が図れる。ここで、黒鉛含有率が
９０重量％、換言すれば、不純物が１０重量％未満であ
れば、その設定値は任意であるが、各種の実験の結果か
ら、不純物としての灰分を５％、残留硫黄分を１０００
ｐｐｍ以下としておけば、十分である。また、膨張黒鉛
から形成した基材１が０．３ｇ／ｃｍ³以上の密度に設
定されているから、上記膨張黒鉛粒子相互の物理的吸着
力が十分になるとともに、使用状態における形崩れなど
のおそれもなくなる。

【００１３】図２は、本発明の他の実施例のパッキン材
料を示し、同図において、１´は膨張黒鉛から形成した
基材、２´は基材１´の引張り強度を向上させるために
基材１´に埋設された補強材である。上記基材１´とし
て、この例では、可撓性を有する膨張黒鉛シート１´Ａ
の複数枚、たとえば４枚を重合せて引張り強さが大きく
なるようにしている。各膨張黒鉛シート１´Ａとして
は、厚さが０．０５〜０．３８ｍｍ程度と比較的薄く、
かつ幅の狭いもの、たとえば５ｍｍ以下のものを使用し
ている。

【００１４】上記基材１´は、鱗片状の天然黒鉛を膨張
させた上、これをシート状に成形した膨張黒鉛シートを
使用しているが、この基材１´に使用した膨張黒鉛は、
その膨張倍率が４０倍以上で、黒鉛含有率が９０重量％
以上で、かつ基材１´の密度は０．３ｇ／ｃｍ³以上に
設定されている。

【００１５】また、上記補強材２´としては、綿，ラミ
ーなどの天然繊維、ナイロン，レーヨン、アラミド，Ｐ
ＢＩ（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの有
機繊維、ガラス，セラミックなどの無機繊維、ステンレ
ス，インコネルなどの金属繊維など、各種繊維から作ら
れる糸の中から選ばれるが、この例では、０．１５ｍｍ
φのインコネル６００からなる１本の補強糸で構成して
あり、これを膨張黒鉛シート１´Ａの上下各２枚の中間
にそのまま、または接着剤を介して挟み込ませて埋設し
ている。なお、この補強材２´は複数本埋設させてもよ
い。

【００１６】また、この例では、基材１´の表面を、図
２に示す如く、上記各種繊維の中から、たとえばニット
編み、筒織り、袋編み等して被覆材３で被覆して、パッ
キン材料４を構成している。

【００１７】上記のように構成されたパッキン材料４と
Ｐは、そのまま単体で捻り加工したり、あるいは、図３
に示すように、パッキン材料４（またはＰ）を、たとえ
ば６本束ねてから２０回／ｍ程度のひねり加工を施しな
がらロール成形を行って、グランドパッキン６に構成す
ることができる。また、上記パッキン材料４（または
Ｐ）を、図４に示すように、たとえば８本用いて８打角
編してグランドパッキン７を構成することもできる。こ
のような角編の他に、格子編などを採用することもでき
る。

【００１８】また、図５に示すように、複数本の上記パ
ッキン材料４（またはＰ）を用いてひねり加工した中芯
１５Ａを、複数本のパッキン材料４（またはＰ）を用い
て編組（例えば袋編み）とした被覆編組体１４中に設け
るタイプのグランドパッキン１６、あるいは、中芯１５
Ａと被覆編組体１４のいずれか一方にパッキン材料４
（またはＰ）を用い、他方に他のパッキン材料を用いる
タイプのグランドパッキンに構成してもよい。この他
に、図６に示すように、８本のパッキン材料４（または
Ｐ）を用いて８打角編してなる中芯１５Ｂを、複数本の
パッキン材料４（またはＰ）を用いて編組（例えば袋編
み）した被覆編組体１４中に設けるタイプのグランドパ
ッキン１７、あるいは中芯１５Ｂと被覆編組体１４のい
ずれか一方にパッキン材料４（またはＰ）を用い、他方
に他のパッキン材料を用いるタイプのグランドパッキン
に構成することも可能である。

【００１９】なお、上述した基材１，１´に埋設する補
強糸としては、綿材に限らず、モノフィラメント、マル
フィラメント、紡績糸のようなものであってもよい。ま
た、基材１，１´に埋設する補強材としては、上記各種
繊維からなる補強糸に限らず、例えば図７に示すよう
に、膨張黒鉛シート１´Ａの面に貼り付けて、複数の膨
張黒鉛シート１´Ａの層間に介在される金属箔のような
箔状補強材１８を埋設したものであってもよい。なお、
この箔状補強材１８は膨張黒鉛シート１´Ａの両面に貼
り付けてもよい。また、この箔状補強材１８を膨張黒鉛
シート１´Ａの一面または両面に貼り付けて、これを丸
め成形し、これによって、内部に箔状補強材を有する棒
状のパッキン材料を構成してもよい。

【００２０】図８は、本発明の他のパッキン材料の実施
例を示す斜視図である。この例では、綿，ラミーなどの
天然繊維、ナイロン，レーヨン、アラミド，ＰＢＩなど
の有機繊維、ガラス，セラミックなどの無機繊維、ステ
ンレス，インコネルなどの金属繊維の中から、たとえば
綿番手４０番のアラミド繊維でニット編み、筒織り、あ
るいは袋編みなどにより筒状の被覆材１９を形成する一
方、厚さ０．３８ｍｍの膨張黒鉛シートを幅５ｍｍ以
下、長さ２５ｍｍ程度に切断してなる短冊状片２０Ａを
多数個用意し、これら短冊状片２０Ａをランダムに集合
させて基材２０とし、この基材２０と上記補強材２´と
を図９に示すように、補強材２´が中心側になるように
上記基材２０とともに上記被覆材１９内に充填すること
により、パッキン材料２１を形成したものである。この
基材２０の場合も、膨張黒鉛の膨張倍率、黒鉛含有率お
よび密度が上記パッキン材料４の基材１´と同様に設定
されている。そして、このようなパッキン材料２１も上
記パッキン材料４の場合と同様に、図３、図４、図５、
図６のようなタイプのグランドパッキンに適用すること
ができる。

【００２１】図１０は、本発明のさらに他のパッキン材
料の実施例を示す斜視図であり、５ｍｍ幅以上の比較的
広幅に形成された膨張黒鉛シート２２を長手方向へ沿っ
て山折りと谷折り、つまりＳ字形に折り畳んで折り畳み
層２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを有する紐状体を基材２３と
して構成し、この基材２３の折り畳み層２３Ａ，２３
Ｂ，２３Ｃ間に長手方向へ沿って、綿，ラミーなどの天
然繊維、ナイロン，レーヨン、アラミド，ＰＢＩなどの
有機繊維、ガラス，セラミックなどの無機繊維、ステン
レス，インコネルなどの金属繊維など、各種繊維から作
られる糸、或いは箔材の中から、たとえば０．１ｍｍφ
の金属製糸からなる複数本の補強材２４を配置し、この
基材２３の表面を、パッキン材料４の場合と同様に、ニ
ット編み等した編組体からなる被覆材２５で被覆するこ
とにより、パッキン材料２６を構成したものである。こ
こで、上記基材２３を構成する膨張黒鉛の膨張倍率、黒
鉛含有率および密度については、上記パッキン材料４の
基材１´と同様に設定されている。

【００２２】なお、上記広幅の膨張黒鉛シート２２に折
り畳み層２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを形成するものでは、
図１１に示すように、コルゲート加工もしくはエンボス
加工による波状成形（しわ付加工）２２Ａを施すような
基材２７としてもよく、このようにすれば、基材２７と
補強材２４との結合力の強いパッキン材料２６を得るこ
とができる。

【００２３】また、図１０に用いた膨張黒鉛シート２２
を用いて、これを図１２に示すように、長手方向へ沿っ
て山折りの２度繰り返しによって折り畳むことで、折り
畳み層２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを有する基材２８に構成
してもよく、また、上記膨張黒鉛シート２２を長手方向
へ沿って山折りの２度繰り返しによって折り畳んで折り
畳み層２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを形成するとともに、図
１３に示すように、上記波状成形２２Ａを施して基材２
９としてもよい。

【００２４】図１４は、本発明のさらに他のパッキン材
料の実施例を示し、３ｍｍ程度の細幅の膨張黒鉛シート
から形成されてなる基材３０を、綿，ラミーなどの天然
繊維、ナイロン，レーヨン、アラミド，ＰＢＩなどの有
機繊維、ガラス，セラミックなどの無機繊維、ステンレ
ス，インコネルなどの金属繊維、モノフィラメント、マ
ルフィラメント、紡績糸、箔材の中から、たとえば０．
５〜３ｍｍφの繊維製の補強材３１に対して当接する状
態でらせん状に巻回し、このまま、あるいは基材３０の
表面を糸３２で逆方向へらせん状に、リードを大きくし
て巻回させてパッキン材料３３を構成してもよい。この
場合の基材３１を構成する膨張黒鉛の膨張倍率、黒鉛含
有率および密度なども、上記パッキン材料４の基材１´
と同様に設定されている。

【００２５】なお、図１４のように、糸３２で巻回する
ものに限らず、図１５に示すように、上記各種繊維の中
から選んでニット編み、筒織り、袋編み等した被覆材３
４を基材３０に被覆してパッキン材料３５を構成しても
よい。

【００２６】また、上記膨張黒鉛から形成されてなる基
材は、上記各実施例で示した形状に限らず、たとえば棒
状などの種々の形状を選択できるものである。

【００２７】また、図３、図４、図５に示すグランドパ
ッキンにおいては、必要に応じて表面にシリコン油、鱗
片状黒鉛、あるいはゴム系接着剤等の目詰材を含浸させ
てもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、補強材
が埋設された基材に使用した膨張黒鉛の膨張倍率が４０
倍以上で、膨張黒鉛の黒鉛含有率が９０重量％以上で、
かつ基材の密度が０．３ｇ／ｃｍ³以上にしたから、膨
張黒鉛の高い膨張倍率と高い黒鉛含有率及び高密度化に
よる高い凝縮化によって、基材を形成する膨張黒鉛粒子
相互間の物理的吸着力が十分に確保される。このような
膨張黒鉛製の基材に補強材が埋設されているから、グラ
ンドパッキン等のパッキンを作るとき、つまり、編組時
あるいはひねり加工時に、基材が折損したり、亀裂損傷
したりすることを有効に防止することができる。しか
も、基材に使用された膨張黒鉛の高い黒鉛含有率によっ
て、灰分などの不純物の酸化が抑制されて、長期に亘っ
て高い耐食性および封止性を確保することができる。ま
た、パッキン材料のみならず、このパッキン材料から形
成されるグランドパッキンなどの形崩れなども起こりに
くくなり、取扱い性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるパッキン材料を示す斜
視図である。

【図２】本発明の他の実施例によるパッキン材料を示す
斜視図である。

【図３】同実施例のパッキン材料を６本使用してひねり
加工したグランドパッキンを示す斜視図である。

【図４】同実施例のパッキン材料を８打角編したグラン
ドパッキンを示す斜視図である。

【図５】図３に示すような編組体を中芯としたグランド
パッキンを示す斜視図である。

【図６】図４に示すような編組体を中芯としたグランド
パッキンを示す斜視図である。

【図７】補強材として箔材を用いたパッキン材料を示す
斜視図である。

【図８】短冊状片を集合させて基材として使用したパッ
キン材料の製造状態を示す概略説明図である。

【図９】図８により製造されたパッキン材料を示す斜視
図である。

【図１０】膨張黒鉛シートを折り畳んで基材として構成
したパッキン材料を示す斜視図である。

【図１１】図１０のものの基材に波状成形を施したパッ
キン材料を示す斜視図である。

【図１２】膨張黒鉛シートの山折りを２回繰り返すこと
によって折り畳んで基材としたパッキン材料を示す斜視
図である。

【図１３】図１２のものの基材に波形成形を施したパッ
キン材料を示す斜視図である。

【図１４】本発明の別の実施例のパッキン材料を示す斜
視図である。

【図１５】図１４のものとは異なる被覆材を有するパッ
キン材料を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，１´，２０，２２，２７，２８，２９，３０，３７
基材２，２´，１８，２４，３１，３６補強材Ｐ，４，２１，２６，３３，３５パッキン材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膨張黒鉛から形成してなる基材と、この
基材に埋設された補強材とを備え、上記基材は、膨張倍
率が４０倍以上の膨張黒鉛が使用されているとともに、
黒鉛含有率が９０重量％以上で、かつ密度が０．３ｇ／
ｃｍ³以上にされていることを特徴とするパッキン材
料。