KR100681887B1

KR100681887B1 - 글랜드패킹재료 및 글랜드패킹

Info

Publication number: KR100681887B1
Application number: KR1020057003999A
Authority: KR
Inventors: 다카히사 우에다; 마사루 후지와라
Original assignee: 니폰 필라고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2007-02-12
Also published as: DE60315318T2; US20060010849A1; CN1682048A; EP1541910A4; US7155892B2; WO2004025150A1; CN100380024C; DE60315318D1; EP1541910B1; EP1541910A1; KR20050042179A

Abstract

섬유재료(2)로 이루어지는 시트상의 보강재(20)의 편면에 띠형상의 팽창흑연(3)을 설치하고, 띠형상의 기재(4)를 형성한다. 이 기재(4)를 꼬이게 하여 끈형상체(40)로 형성한다. 상기의 끈형상체(40)의 외측은 상기의 띠형상 팽창흑연(3)의 일부로 덮여져 있고, 보강재(20)의 전부와 띠형상 팽창흑연(3)의 잔부(殘部)가 끈형상체(40)의 내부에 감아넣어져 있다. 상기의 보강재(20)에는 다수의 개구(20A)가 형성되어 있고, 이들의 개구(20A)에 상기의 띠형상 팽창흑연(3)이 면해 있다. 그리고 이 개구(20A)에 상기의 띠형상 팽창흑연(3)이 걸어맞추는 것으로, 띠형상 팽창흑연(3)과 보강재(20)의 결합력이 높여지고 있다.

글랜드패킹재료(1)는 섬유재료에 의해 높은 인장강도가 부여되고, 용이하게 편조 또는 비틀림가공된다. 또 이 글랜드패킹재료(1)는 보형성이 높고, 내보강구조 본래의 높은 시일성이 발휘되며, 또한 접착제의 사용량이 적게 끝나며, 접착제의 경화나 접착제의 소실에 의한 시일성의 저하가 회피된다.

글랜드패킹재료, 띠형상 팽창흑연, 글랜드패킹, 기재, 보강재, 끈형상체

Description

글랜드패킹재료 및 글랜드패킹{MATERIAL FOR GLAND PACKING AND THE GLAND PACKING}

본 발명은 글랜드패킹의 제조에 이용되는 글랜드패킹재료와 이 글랜드패킹재료에 의해서 제조된 글랜드패킹에 관한 것이다.

종래, 글랜드패킹의 제조에 이용되는 글랜드패킹재료로서는 예를 들면 일본국 특허 제3101916호 공보에 개시된 것이 알려져 있다.

즉, 이 종래의 기술에서는 예를 들면 도 21에 나타내는 바와 같이, 복수개의 보강섬유사(51)의 양면에 접착제로 팽창흑연(52)을 접착함으로써 내부가 보강된(이하, 내보강이라 한다.)글랜드패킹재료(50)를 형성하고 있다.

상기의 종래의 글랜드패킹재료(50)는 상기의 보강섬유사(51)에 의해서 높은 인장강도가 부여되기 때문에 편조(編組) 또는 비틀림가공 할 수 있다. 따라서 이 글랜드패킹재료(50)를 복수개 집속(集束)하여 편조 또는 비틀림가공함으로써 글랜드패킹을 제조할 수 있다. 예를 들면 글랜드패킹재료(50)를 8개 집속하여 8타각편물(打角編)하는 것이고, 도 22에 나타내는 바와 같이 편조한 글랜드패킹(53)이 제조되고, 또 글랜드패킹재료(50)를 6개 집속하여 비틀림가공하는 것이며, 도 23에 나타내는 바와 같이 비틀림가공한 글랜드패킹(53)이 제조된다.

상기의 종래의 각 글랜드패킹(53)은 팽창흑연(52)에 의해서 패킹으로서 불가결한 압축성, 복원성 등의 밀봉상 바람직한 특성이 부여되기 때문에 높은 시일성을 갖고 유체기기의 축밀봉부를 밀봉할 수 있다.

그러나 상기 종래의 내보강구조의 글랜드패킹재료(50)에서는 보강섬유사(51)의 양면을 피복하고 있는 팽창흑연(52)에 높은 보형성을 기대할 수 없다. 이와 같은 보형성에 뒤떨어지는 글랜드패킹재료(50)를 이용하여 글랜드패킹(53)을 제조하면 편조시 또는 비틀림가공시에 팽창흑연(52)에 탈락이 발생한다. 이 때문에 글랜드패킹(53)의 탄력성이 저하하고, 압축성, 복원성 등의 밀봉상 바람직한 특성이 잃어버려져서 글랜드패킹(53)의 시일성이 저하하게 된다.

또 보강섬유사(51)와 팽창흑연(52)을 접착하기 때문에 다량의 접착제를 이용하고 있으므로 이 접착제의 경화에 의해 팽창흑연(52)의 친화성이나 압축복원률 등이 저하하고, 시일성에 악영향을 미친다. 또 이 글랜드패킹재료(50)로 제조된 글랜드패킹(53)은 고온조건하에서 사용한 경우에 상기의 접착제가 소실하면 침투누설이 많게 되어 시일성이 저하할 우려가 있다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 내부를 보강하는 섬유재료에 의해 높은 인장강도가 부여되고, 용이하게 편조 또는 비틀림가공할 수 있는데다가, 높은 보형성을 얻을 수 있어서 내보강구조 본래의 높은 시일성이 파손되지 않고, 또한 접착제 경화나 접착제의 소실 등에 의한 시일성의 저하를 회피할 수 있는, 글랜드패킹재료 및 이 글랜드패킹재료를 이용하여 제조된 글랜드패킹을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 예를 들면 본 발명의 실시형태를 나타내는 도 1부터 도 20에 의거하여 설명하면 다음과 같이 구성한 것이다.

즉 본 발명은 글랜드패킹재료에 관해 띠형상의 기재(4)를 꼬이게 하고, 또는 띠형상의 기재(4)를 길이방향을 중심으로 감으며, 또는 띠형상의 기재(4)를 길이방향을 중심으로 감은 후 꼬이게 하여 형성한 끈형상체(40)로 이루어지며, 상기의 기재(4)는 섬유재료(2)로 이루어지는 보강재(20)와 띠형상의 팽창흑연(3)을 구비하고, 상기의 띠형상 팽창흑연(3)은 상기의 보강재(20)의 적어도 편면에 설치되고, 이 띠형상 팽창흑연(3)의 일부가 상기의 끈형상체(40)의 외측에 배치되어 있으며, 상기의 보강재(20)는 상기의 끈형상체(40)의 내부에 감아넣어져 있고, 상기의 보강재(20)에는 다수의 개구(20A)가 형성되어 있으며, 이들의 개구(20A)에 상기의 띠형상 팽창흑연(3)이 면해 있는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명은 글랜드패킹에 관해 상기의 글랜드패킹재료(1)를 복수개 이용하고, 편조 또는 비틀림가공하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 의해 본 발명은 다음의 이점을 갖는다.

상기의 끈형상체는 띠형상 팽창흑연이 외측에 배치되고, 섬유재료로 이루어지는 시트상의 보강재가 내부에 배치된 내보강구조로 되어 있으며, 이 보강재로 단단히 보강된다.

또한 이 보강재에는 다수의 개구가 형성되고, 이 개구에 띠형상 팽창흑연이 면해 있기 때문에 이 팽창흑연이 이 개구에 걸어맞추는, 소위 앵커작용을 발생한다. 이 앵커작용에 의해서 띠형상 팽창흑연과 보강재의 결합력이 높여지기 때문에 글랜드패킹재료의 보형성이 높다. 이 결과, 띠형상 팽창흑연과 보강재의 결합을 위한 접착제의 사용량을 영 또는 극소량으로 제한해도, 글랜드패킹을 제조하기 위한 편조시 또는 비틀림가공시에 보강재가 띠형상 팽창흑연과 분리하기 어려워져 보강재에 의한 내보강효과를 유효하게 발휘할 수 있다.

또한 상기의 접착제의 사용량을 영 또는 극소량으로 제한할 수 있는 것으로, 친화성이나 압축복원성 등의 띠형상 팽창흑연의 특성이 접착제 경화에 의해 저하하는 것을 억제할 수 있다.

또 보강재와 띠형상 팽창흑연의 일부가 끈형상체의 내부에 감아넣어져 있기 때문에 글랜드패킹을 제조하기 위한 편조시 또는 비틀림가공시에 이 보강재가 띠형상 팽창흑연과 분리하기 어려워지고, 글랜드패킹재료의 보형성을 높이는 동시에, 내보강효과를 유효하게 발휘할 수 있다.

또한 상기의 끈형상체의 내부에는 보강재가 감아넣어져 있기 때문에 띠형상 팽창흑연의 일부가 보강재에 의해 끼워진 샌드위치구조로 되고, 압축되고 또는 압력이 더해진 경우에 팽창흑연입자의 이동이 억제되기 때문에 글랜드패킹재료의 보형성을 한층 향상시킬 수 있다.

또 띠형상 팽창흑연에 의해서 압축성, 복원성 등의 밀봉상 바람직한 특성이 부여되고, 또한 이 띠형상 팽창흑연이 끈형상체의 외측에 배치되기 때문에 글랜드패킹재료는 높은 시일성을 얻을 수 있다.

상기의 글랜드패킹재료는 시일성이 높고 보형성이 좋기 때문에 이것을 복수개 이용하여 제조한 글랜드패킹은 편조시나 비틀림가공시에 있어서의 팽창흑연의 탈락이 방지된다. 이 결과, 이 글랜드패킹은 탄력성이 저하하지 않고, 압축성, 복원성 등의 밀봉상 바람직한 특성을 유지할 수 있다. 또 압축되고 또는 압력이 더해진 경우에 팽창흑연입자의 이동이 억제되기 때문에 시일면압의 저하를 방지하여 내압성능을 향상시킬 수 있고, 상대측부재에의 압접력(壓接力)을 높게 유지하여 시일성을 향상시킬 수 있다. 이 결과 상기의 글랜드패킹은 유체기기의 축밀봉부 등을 양호하게 밀봉할 수 있다.

또 상기의 글랜드패킹재료는 접착제의 사용량을 영 또는 극소량으로 제한할 수 있기 때문에 이 글랜드패킹재료를 이용한 상기의 글랜드패킹은 고열조건하에서 사용해도 접착제의 소실에 의한 시일성의 저하를 억제할 수 있다.

상기의 끈형상체는 그 외측의 일부만을 상기의 띠형상 팽창흑연으로 덮어도 좋다. 그러나 상기의 끈형상체의 외측 전체를 상기의 띠형상 팽창흑연으로 덮으면 띠형상 팽창흑연의 밀봉상 바람직한 특성이 한층 유효하게 발휘된다.

상기의 띠형상 팽창흑연은 상기의 보강재의 편면에만 설치해도 좋은데, 보강재의 양면에 설치해도 좋다. 이 경우는 띠형상 팽창흑연이 보강재를 끼운 이중구조로 되기 때문에 압축성, 복원성 등의 밀봉상 바람직한 특성이 더욱 향상하고, 보다 한층 높은 시일성을 얻을 수 있다. 또 보강재의 양면에 띠형상 팽창흑연이 설치되기 때문에 이 보강재와 띠형상 팽창흑연의 접촉면적이 넓어지고, 이 보강재에 설치된 다수의 개구를 통하여 띠형상 팽창흑연과 보강재의 결합력을 한층 높일 수 있다.

상기의 섬유재료로 이루어지는 시트상의 보강재로서는 예를 들면 멀티필라멘트사를 시트상으로 개섬(開纖)한 개섬시트로 구성할 수 있다.

이 때 상기의 개섬시트의 두께는 바람직하게는 10㎛∼300㎛로 설정되고, 보다 바람직하게는 30㎛∼100㎛로 설정된다. 이에 따라 개섬시트의 제작이 용이하게 되고, 또한 꼬이게 하기 쉽게 하는 동시에, 내보강효과를 높일 수 있다.

상기의 섬유재료에는 탄소섬유, 그 밖의 취성섬유 및 인성섬유로부터 선택된 1종류 또는 2종류 이상을 이용할 수 있다. 이들의 섬유재료는 1개의 두께가 너무 가늘어지면 꼬이게 되었을 시에 절손(折損)할 우려가 있고, 한편, 너무 두꺼워지면 꼬이게 되기 어려워진다. 이 때문에 각 섬유의 두께는 1개의 직경이 3㎛∼15㎛인 것이 바람직하고, 5㎛∼9㎛의 범위가 한층 바람직하다.

상기의 섬유재료에 탄소섬유나 취성섬유를 이용한 경우는 인장강도가 높고 뛰어난 내열성을 얻을 수 있다. 특히 탄소섬유를 이용한 경우는 이들의 성능을 한층 양호하게 발휘시킬 수 있다. 또 다른 취성섬유를 이용한 경우는 저가로 실시할 수 있다.

상기의 취성섬유로서는 구체적으로는 예를 들면 유리섬유나, 실리카섬유, 알루미나나 알루미나실리카 등의 세라믹섬유를 들 수 있고, 이들의 섬유로부터 선택된 1종류 또는 2종류 이상을 이용할 수 있다.

또 상기의 섬유재료에 인성섬유를 이용한 경우는 섬유의 굴곡성이 좋고 가공성에 뛰어나기 때문에, 가는 섬유를 이용하여 용이하게 제조할 수 있고, 생산성이 좋기 때문에 저가인 글랜드패킹재료를 제공할 수 있다. 또 이 글랜드패킹재료를 이용하는 것에 의해 대직경의 글랜드패킹은 물론이고, 소직경의 글랜드패킹도 용이하게 제조할 수 있으며, 또한 내구성에 뛰어난 저가인 글랜드패킹을 제조할 수 있다.

상기의 인성섬유로서는 구체적으로는 예를 들면 금속섬유나 아라미드섬유, PBO(폴리-파라-페닐렌벤조비스옥사졸)섬유를 들수 있으며, 이들의 섬유로부터 선택된 1종류 또는 2종류 이상을 이용할 수 있다.

도 1부터 도 20은 본 발명의 실시형태를 나타내는 도면.

도 1부터 도 6은 본 발명의 글랜드패킹재료의 제 1 실시형태를 나타내고, 도 1은 글랜드패킹재료의 사시도이며, 도 2는 섬유재료로 이루어지는 보강재의 다수의 개구에 띠형상 팽창흑연이 면해 있는 상태를 확대하여 부분적으로 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A 화살표선 단면도이며, 도 4는 섬유다발을 나타내는 사시도이고, 도 5는 개섬시트를 나타내는 사시도이며, 도 6은 기재의 사시도.

도 7은 기재의 제조 차례의 변형예를 나타내고, 소량의 접착제를 사용한 상태의 띠형상 팽창흑연의 사시도.

도 8과 도 9는 기재의 제조 차례의 다른 변형예를 나타내고, 도 8은 개섬시트에 팽창흑연분말을 겹친 상태를 나타내는 단면도이며, 도 9는 기재의 단면도.

도 10부터 도 12는 제 1 실시형태의 기재의 변형예를 나타내고, 도 10은 제 1 변형예의 기재의 단면도이며, 도 11은 제 2 변형예의 기재의 단면도이고, 도 12는 제 3 변형예의 기재의 단면도.

도 13은 본 발명의 글랜드패킹재료의 제 2 실시형태를 나타내는 사시도.

도 14와 도 15는 본 발명의 글랜드패킹재료의 제 3 실시형태를 나타내고, 도 14는 기재의 단면도이며, 도 15는 글랜드패킹재료의 사시도.

도 16과 도 17은 제 3 실시형태의 기재의 변형예를 나타내고, 도 16은 제 1 변형예의 기재의 단면도이며, 도 17은 제 2 변형예의 기재의 단면도.

도 18은 본 발명의 글랜드패킹재료의 제 4 실시형태를 나타내는 사시도.

도 19는 본 발명의 글랜드패킹의 실시형태를 나타내는 사시도.

도 20은 본 발명의 글랜드패킹 외의 실시형태를 나타내는 사시도.

도 21부터 도 23은 종래기술을 나타내는 도면.

도 21은 종래기술의 글랜드패킹재료의 사시도.

도 22는 종래기술의 글랜드패킹재료를 편조하여 형성한 글랜드패킹의 사시도이고, 도 23은 종래기술의 글랜드패킹재료를 비틀림가공하여 형성한 글랜드패킹의 사시도이다.

이하 본 발명의 가장 적절한 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련되는 글랜드패킹재료의 제 1 실시형태를 나타내는 사시도이고, 이 도면에 있어서 글랜드패킹재료(1)는 띠형상의 기재(4)에 단으로부터 긴쪽 방향으로 차례 차례 꼬이게 하여 형성한 끈형상체(40)로 이루어진다. 상기의 기재(4)는 극세(極細)로 긴 길이의 다수개의 탄소섬유(2)로 이루어지는 시트상의 보강재(20)와 띠형상의 팽창흑연(3)을 구비하고 있고, 상기의 보강재(20)는 상기의 띠형상 팽창흑연(3)의 편면에 설치되어 있다. 그리고 상기의 꼬임은 상기의 띠형상 팽창흑연(3)이 외향으로, 보강재가 내향으로 되도록 걸어져 있고, 이 꼬임에 의해 상기의 보강재(20)의 전부와 띠형상 팽창흑연(3)의 폭방향의 일단부(5)가 끈형상체(40)의 내부에 감아넣어져 있다. 즉 상기의 끈형상체(40)는 외측 전체에 띠형상 팽창흑연(3)의 일부가 배치되고, 이 띠형상 팽창흑연(3)으로 보강재(20)를 피복한 상태로 되어 있으며, 글랜드패킹재료(1)는 띠형상 팽창흑연(3)의 사이에 시트상의 보강재(20)를 개재시킨, 내보강구조로 구성되어 있다.

도 2와 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기의 보강재(20)는 다수의 개구(20A)를 구비하고 있고, 이 개구(20A)에 상기의 띠형상 팽창흑연(3)을 면하게 하고 있다. 또한 상기의 다수의 개구(20A)는 극세로 긴 길이의 다수개의 탄소섬유(2)로 이루어지는 보강재(20)가 꼬여지는 때에 자연발생적으로 형성되는 경우와, 상기의 보강재(20)의 다수의 부위에서 서로 인접하는 탄소섬유(2)끼리를 이간시키도록 조금 확장하고, 꼬기 전에 미리 국부적인 균열을 인위적으로 형성하는 경우가 있다.

상기의 탄소섬유(2)는 꼬이게 한 정도에서는 절손하기 어려운 특성을 갖고 있기 때문에 이 탄소섬유(2)로 이루어지는 보강재(20)를 띠형상 팽창흑연(3)으로 피복한 내보강구조의 글랜드패킹재료(1)를 얻을 수 있다. 또 띠형상 팽창흑연(3)이 탄소섬유(2)로 이루어지는 보강재(20)에 구비된 다수의 개구(20A)에 면하고 있고, 이 개구(20A)에 띠형상 팽창흑연(3)이 걸어맞추어서, 소위 앵커작용을 발생하고 있다. 이 앵커작용에 의해서 띠형상 팽창흑연(3)과 보강재(20)의 결합력이 높여지고 있기 때문에 접착제의 사용을 생략할 수 있다. 즉, 후술하는 글랜드패킹을 제조하기 때문에 이 글랜드패킹재료(1)를 편조 또는 비틀림가공할 시에 접착제를 사용하지 않아도 보강재(20)가 띠형상 팽창흑연(3)과 분리하기 어렵기 때문에 글랜드패킹재료(1)의 보형성을 높이는 동시에, 보강재(20)에 의한 내보강효과를 유효하게 발휘할 수 있다. 그리고 이 접착제의 사용을 생락하는 것으로, 친화성, 압축복원성 등의 띠형상 팽창흑연(3)의 특성이 접착제 경화에 의해 저하하는 것이 억제된다.

또 상기의 글랜드패킹재료(1)는 보강재(20)의 전부와 띠형상 팽창흑연(3)의 폭방향의 일단부(5)가 끈형상체(40)의 내부에 감아넣어져 있다. 이것에 의해서도 상기의 글랜드패킹을 제조할 시에 이 보강재(20)가 띠형상 팽창흑연(3)과 분리하기 어려워지고, 글랜드패킹재료(1)의 보형성을 높이는 동시에, 내보강효과를 유효하게 발휘할 수 있다.

그리고 상기의 띠형상 팽창흑연(3)에 의해서 압축성, 복원성 등의 밀봉상 바람직한 특성이 부여되고, 또한 이 띠형상 팽창흑연(3)이 끈형상체의 외측에 배치되기 때문에 이 글랜드패킹재료(1)는 높은 시일성을 얻을 수 있다.

또 상기의 끈형상체(40)의 내부에는 보강재(20)의 전부와 띠형상 팽창흑연(3)의 일부가 감아넣어져 있기 때문에 이 띠형상 팽창흑연(3)의 일부가 보강재(20)에 의해 끼워진 샌드위치구조로 되어 있다. 이 때문에 압축되고 또는 압력이 더해진 경우에 팽창흑연입자의 이동이 억제되고, 글랜드패킹재료(1)의 보형성이 한층 향상한다. 즉 이 글랜드패킹재료(1)에 의해 형성한 글랜드패킹은 압축 또는 압력이 더해졌을 시에 팽창흑연입자의 이동이 억제되기 때문에 시일면압의 저하를 방지 하여 내압성능을 향상시킬 수 있고, 상대측부재에의 압접력을 높이는 것으로 시일성을 향상시킬 수 있다.

상기의 글랜드패킹재료(1)는 예를 들면 이하의 차례에 의해서 제조할 수 있다.

최초로 다음의 차례에 의해 기재(4)가 형성된다.

우선 도 4에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 1개의 직경이 7㎛의 탄소섬유(2)를 12000개 집속한 멀티필라멘트사를 사용하여 폭(W)=4.00mm, 두께(T)=0.20mm의 편평상으로 집속한 탄소섬유다발(2A)을 형성하고, 이어서 이 탄소섬유다발(2A)을 시트상으로 개섬하여 폭방향으로 확장전개하고, 도 5에 나타내는 바와 같이 폭(W1)=25.00mm, 두께(T1)=0.03mm의 개섬시트(2B)를 형성한다.

상기의 개섬은 예를 들면 다음과 같이 되어진다. 최초로 상기의 탄소섬유다발(2A)을 가열하여 이 섬유다발의 집속제를 연화시키고, 이 상태에서 이 탄소섬유다발(2A)을 조속제어하면서 긴쪽 방향으로 내보낸다. 그리고 소정의 오버피드량으로 유지하면서 교차방향으로 기류를 통과시킨다. 이 기류통과부위에서 탄소섬유다발(2A)이 활처럼 긴장하여 폭방향으로 차례로 풀어지는 동시에, 상기의 집속제가 냉각경화되고, 이에 따라 확장전개된 개섬시트(2B)에 형성된다.

다음으로 도 6에 나타내는 바와 같이 폭(W2)=25.00mm, 두께(T2)=0.25mm의 띠형상 팽창흑연(3)의 편면에 상기의 개섬시트(2B)를 겹치고, 이에 따라 탄소섬유(2)로 이루어지는 시트상의 보강재(20)를 띠형상 팽창흑연(3)의 편면에 설치한 기재(4)가 형성된다.

그리고 상기의 기재(4)를 꼬이게 하여 끈형상체(40)로 형성하는 것으로, 상기의 글랜드패킹재료(1)가 제조된다.

상기의 기재(4)는 접착제를 생략하는 것이 바람직한데, 접착제를 소량 사용하여 보강재(20)와 띠형상 팽창흑연(3)의 결합력을 높이는 것도 가능하다. 즉 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이, 폭(W2)=25.00mm, 두께(T2)=0.25mm의 띠형상 팽창흑연(3)의 편면에 에폭시수지계나 아크릴수지계, 페놀수지계 등의 접착제(6)를 스폿상으로 설치하고, 이 상태의 띠형상 팽창흑연(3)의 편면에 상기의 개섬시트(2B)를 겹쳐서 기재(4)를 형성해도 좋다. 상기의 접착제(6)는 스폿상으로 사용되어 있고, 사용량이 극소량으로 한정되기 때문에 친화성이나 압축복원성 등의 띠형상 팽창흑연(3)의 특성이 이 접착제(6)의 경화에 의해 저하하는 것이 억제된다.

또 예를 들면 도 8과 도 9에 나타내는 바와 같이, 상기의 기재(4)는 팽창흑연분말을 띠형상 팽창흑연(3)에 압축성형할 시에 이 띠형상 팽창흑연(3)의 편면에 상기의 보강재(20)를 일체로 설치하는 것으로 형성해도 좋다. 즉 도 8에 나타내는 바와 같이, 폭(W1)=25.00mm, 두께(T1)=0.03mm의 상기의 개섬시트(2B)에 팽창흑연분말(3A)을 겹친다. 그리고 이것을 압축성형하는 것으로, 도 9에 나타내는 바와 같이 폭(W2)=25.00mm, 두께(T2)=0.25mm로 압축된 띠형상 팽창흑연(3)의 편면에, 개섬시트(2B)로 이루어지는 보강재(20)를 설치한 기재(4)가 형성된다.

상기의 제 1 실시형태에서는 상기의 기재(4)를 구성하는 보강재(20)와 띠형상 팽창흑연(3)을 같은 폭으로 형성했는데, 본 발명에서는 이들의 폭을 서로 다르게 해도 좋다.

예를 들면 도 10에 나타내는 제 1 변형예에서는 띠형상 팽창흑연(3)의 편면에 이 띠형상 팽창흑연(3)보다도 폭좁은 개섬시트(2B)를 겹쳐서 기재(4)를 형성하고 있다.

또 도 12에 나타내는 제 2 변형예에서는 띠형상 팽창흑연(3)의 편면에 이 띠형상 팽창흑연(3)보다도 폭넓은 개섬시트(2B)를 겹쳐서 기재(4)를 형성하고 있다. 또한 이 제 2 변형예에서는 개섬시트(2B)의 폭방향의 양단부가 띠형상 팽창흑연(3)으로부터 불거져 나와 있으면 이 불거져 나온 개섬시트(2B)의 한쪽의 단부가 상기의 끈형상체(40)의 외측에 노출된다. 이 때문에 띠형상 팽창흑연(3)의 폭방향의 단부 중, 끈형상체(40)의 내부에 감아넣어지는 일단부(5)와는 반대측의 단부는 도 12의 가상선으로 나타내는 바와 같이, 개섬시트(2B)의 폭방향의 단부와 맞추는 것이 바람직하다.

또 도 13에 나타내는 제 3 변형예에서는 띠형상 팽창흑연(3)의 양면에 폭좁은 개섬시트(2B)를 겹쳐서 기재(4)를 형성하고 있다. 이 경우는 기재(4)를 꼬이게 함으로써 한쪽의 개섬시트(2B)가 끈형상체(40)의 외측에 노출되는 경우가 있다. 그래서 이 한쪽의 개섬시트(2B)는 기재(4)를 꼬이게 하였을 시에 끈형상체(40)의 내부에 감아넣어지도록 띠형상 팽창흑연(3)의 폭방향의 일단 근처에 형성하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 이용되는 섬유재료나 띠형상 팽창흑연은 섬유의 굵기, 집속갯수, 시트폭, 시트두께, 띠형상 팽창흑연의 폭, 두께 등이 상기의 제 1 실시형태의 것으로 한정되지 않는 것은 말할 것도 없다.

단, 상기의 탄소섬유(2)로서는 1개의 직경이 3㎛∼15㎛인 것이 바람직하다. 직경이 3㎛미만이면 꼬이게 할 때에 절손할 우려가 있고, 직경이 15㎛를 넘으면 꼬이게 하기 어려워진다. 그래서 상기의 탄소섬유(2)의 직경은 5㎛∼9㎛의 범위가 최적이다. 또한 본 발명에서는 탄소섬유 외, 다른 취성섬유나 인성섬유를 이용하는 것이 가능하고, 금속섬유 등이 인성섬유를 이용하는 경우는 이 섬유의 굴곡성이 좋기 때문에 꼬이게 할 때에 절손할 우려가 낮기 때문에 또한 가는 섬유를 이용할 수 있다.

또 상기의 개섬시트(2B)의 두께(T1)는 10㎛∼300㎛의 범위가 바람직하다. 또한 바람직하게는 30㎛∼100㎛의 범위로 설정된다. 두께(T1)가 10㎛미만이면 내보강효과가 저하하고, 또한 균일한 시트의 제작이 어렵다. 또 두께(T1)가 300㎛를 넘으면 내보강효과를 높일 수 있는 반면 꼬이게 하기 어려워진다.

도 13은 본 발명에 관련되는 글랜드패킹재료의 제 2 실시형태를 나타내는 사시도이다. 이 제 2 실시형태의 글랜드패킹재료(1)는 이 도 13에 나타내는 바와 같이, 상기의 제 1 실시형태와 마찬가지로 구성한 기재(4)를 띠형상 팽창흑연(3)이 외향으로 되고, 탄소섬유(2)로 이루어지는 보강재(20)가 내향으로 되는 상태에서 길이방향을 중심으로 감아서 형성한 끈형상체(40)로 이루어진다. 상기의 각 탄소섬유(2)는 이 끈형상체(40)의 길이방향과 평행하게 배치되어 있고, 이 탄소섬유(2)로 이루어지는 보강재(20)는 그 전부가 띠형상 팽창흑연(3)의 폭방향의 일단부(5)와 함께, 끈형상체(40)의 내부에 배치되어 있다.

즉 상기의 끈형상체(40)는 외측 전체에 띠형상 팽창흑연(3)의 일부가 배치되 고, 이 띠형상 팽창흑연(3)으로 보강재(20)를 피복한 상태로 되어 있으며, 상기의 제 1 실시형태와 마찬가지, 이 글랜드패킹재료(1)는 띠형상 팽창흑연(3)의 사이에 시트상의 보강재(20)를 개재시킨, 내보강구조로 구성되어 있다.

그 밖의 구성은 상기의 제 1 실시형태와 마찬가지이고, 마찬가지로 작용하기 때문에 설명을 생략한다.

또한 이 제 2 실시형태의 글랜드패킹재료(1)는 이것을 나선상으로 꼼으로써 상기의 제 1 실시형태와 같은 외관의 글랜드패킹재료(1)로 형성할 수 있고, 상기의 제 1 실시형태와 마찬가지로 작용하여 효과를 얻을 수 있다.

도 14와 도 15는 본 발명의 제 3 실시형태를 나타낸다.

상기의 제 1 실시형태나 제 2 실시형태에서는 어느 쪽도 상기의 띠형상 팽창흑연(3)을 상기의 보강재(20)의 편면에만 설치했다. 그러나 이 제 3 실시형태에서는 도 14에 나타내는 바와 같이, 개섬시트(2B)로 이루어지는 보강재(20)의 양면에 이 보강재(20)와 같은 폭치수의 띠형상 팽창흑연(3)을 설치하여 기재(40)를 형성하고 있다.

그리고 상기의 제 1 실시형태와 마찬가지로, 이 기재(4)에 단으로부터 긴쪽 방향으로 차례 차례 꼬이게 함으로써 도 15에 나타내는 바와 같이, 끈형상체(40)로 이루어지는 글랜드패킹재료(1)가 형성된다.

이 제 3 실시형태에서는 상기의 탄소섬유(2)로 이루어지는 보강재(20)의 양면에 띠형상 팽창흑연(3)이 설치되어 있기 때문에 띠형상 팽창흑연(3)이 보강재(20)를 끼운 이중구조로 되므로 압축성, 복원성 등의 밀봉상 바람직한 특성이 또한 향상하고, 보다 한층 높은 시일성을 얻을 수 있다. 또 보강재(20)의 양면에 띠형상 팽창흑연(3)이 설치되기 때문에 이 보강재(20)와 띠형상 팽창흑연(3)의 접촉면적이 넓어진다. 이 결과 이 보강재(20)에 설치된 다수의 개구(20A)를 통하여 띠형상 팽창흑연(3)과 보강재(20)의 결합력을 한층 높일 수 있다.

상기의 제 3 실시형태에서 이용한 기재(4)는 상기의 제 1 실시형태와 마찬가지, 상기의 보강재(20)와 띠형상 팽창흑연(3)의 폭을 서로 다르게 해도 좋다.

즉, 도 16에 나타내는 제 3 실시형태의 제 1 변형예에서는 개섬시트(2B)의 양면에 이 개섬시트(2B)보다도 폭넓은 띠형상 팽창흑연(3)을 겹쳐서 기재(4)를 형성하고 있다.

또 도 17에 나타내는 제 3 실시형태의 제 2 변형예에서는 개섬시트(2B)의 양면에 이 개섬시트(2B)보다도 폭좁은 띠형상 팽창흑연(3)을 겹쳐서 기재(4)를 형성하고 있다. 또한 이 제 2 변형예에서는 상기의 제 1 실시형태의 제 2 변형예와 마찬가지, 외측으로 되는 띠형상 팽창흑연(3)의 폭방향의 일단부는 도 17의 가상선으로 나타내는 바와 같이, 개섬시트(2B)의 폭방향의 단부와 맞추는 것이 바람직하다.

물론, 본 발명에서는 보강재(20)의 양면에 띠형상 팽창흑연(3)을 설치하는 경우에 폭넓은 띠형상 팽창흑연과 폭좁은 띠형상 팽창흑연과 동일 폭의 띠형상 팽창흑연 중의 어느 쪽인가 2종류를 편성하여 이용해도 좋다.

도 18은 본 발명에 관련되는 글랜드패킹재료의 제 4 실시형태를 나타내는 사 시도이다. 이 제 4 실시형태의 글랜드패킹재료(1)는 상기의 제 3 실시형태와 마찬가지로 구성한 기재(4)를 길이방향을 중심으로 감아서 형성한 끈형상체(40)로 이루어진다. 상기 각 탄소섬유(2)는 이 끈형상체(40)의 길이방향과 평행하게 배치되어 있다. 그 밖의 구성은 상기의 제 3 실시형태와 마찬가지이고, 마찬가지로 작용하기 때문에 설명을 생략한다.

상기의 각 실시형태에서는 어느 쪽이어도 섬유재료로서 탄소섬유를 이용했는데, 본 발명에서는 다른 취성섬유나 인성섬유를 이용해도 좋다. 이들의 취성섬유로서는 E유리, T유리, C유리, S유리 등의 유리섬유나 실리카섬유, 알루미나나 알루미나실리카 등의 세라믹섬유를 들 수 있다. 또 상기의 인성섬유로서는 스테인레스 등의 금속섬유나 아라미드섬유, PBO섬유 등을 들 수 있다.

또 상기의 섬유재료로 이루어지는 시트로서 개섬시트를 이용했는데, 본 발명에서 이용하는 섬유재료는 다른 수단에 의해 시트상으로 형성해도 좋다.

다음으로 상기의 글랜드패킹재료를 이용하여 제조한 본 발명의 글랜드패킹에 대해 설명한다.

도 19는 본 발명의 글랜드패킹의 실시형태를 나타내는 사시도이다.

즉 이 끈형상의 글랜드패킹(8)은 상기한 본 발명의 글랜드패킹재료(1)를 복수개 준비하여 이들의 글랜드패킹재료(1)를 편조기에 의해 집속하여 편조하는 것으로 제조된다. 예를 들면 도 20에 나타내는 글랜드패킹(8)은 8개의 글랜드패킹재료(1)를 8타각편물 하는 것으로 제조한 것이다.

상기의 글랜드패킹(8)은 시일성이 높고 보형성이 좋은 상기의 글랜드패킹재 료(1)를 복수개 이용하여 편조되어 있고, 편조시에 팽창흑연의 탈락이 방지된다. 이 때문에 이 글랜드패킹(8)은 탄력성이 저하하지 않고, 압축성, 복원성 등의 밀봉상 바람직한 특성이 보존되고, 시일성이 향상한다. 또 압축되고 또는 압력이 더해진 경우에 팽창흑연입자의 이동이 억제되기 때문에 시일면압의 저하가 방지되어 내압성능이 향상하고, 상대측부재에의 압접력이 높게 유지되어 시일성이 향상한다. 이들의 결과, 상기의 글랜드패킹(8)은 유체기기의 축밀봉부 등을 양호하게 밀봉할 수 있다.

또한 상기의 글랜드패킹재료(1)는 접착제의 사용량이 영이나 극소량이기 때문에 상기의 글랜드패킹(8)은 고열조건하에서 사용해도 접착제의 소실에 의한 시일성의 저하가 억제되고, 이에 의해서도 뛰어난 시일성을 갖고 있다.

도 20은 본 발명의 글랜드패킹의 다른 실시형태를 나타내는 사시도이다.

이 실시형태에서는 글랜드패킹재료(1)를 편조하는 것에 대신하여 복수개의 글랜드패킹재료(1)를 집속하여 비틀림가공하는 것으로 끈형상의 글랜드패킹(8)을 제조하고 있다. 예를 들면 도 20에 나타내는 글랜드패킹(8)은 6개의 글랜드패킹재료(1)를 집속하여 비틀림가공을 실시하면서 롤성형을 실시한 것이다.

이 실시형태의 글랜드패킹(8)은 상기의 글랜드패킹재료(1)를 편조한 실시형태와 마찬가지로 작용해 효과를 얻기 때문에 설명을 생략한다.

Claims

띠형상의 기재(4)를 꼬이게 하고, 또는 띠형상의 기재(4)를 길이방향을 중심으로 감으며, 또는 띠형상의 기재(4)를 길이방향을 중심으로 감은 후 꼬이게 하여 형성한 끈형상체(40)로 이루어지고,

상기의 기재(4)는 섬유재료(2)로 이루어지는 시트상의 보강재(20)와 띠형상의 팽창흑연(3)을 구비하며,

상기의 띠형상 팽창흑연(3)은 상기의 보강재(20)의 적어도 편면에 설치되고, 이 띠형상 팽창흑연(3)의 일부가 상기의 끈형상체(40)의 외측에 배치되어 있으며,

상기의 보강재(20)는 상기의 끈형상체(40)의 내부에 감아넣어져 있고,

상기의 보강재(20)에는 다수의 개구(20A)가 형성되어 있으며, 이들 개구(20A)에는 상기의 띠형상 팽창흑연(3)이 면해 있으며,

상기의 섬유재료(2)가 멀티필라멘트사를 시트상으로 개섬한 개섬시트(2B)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 글랜드패킹재료.
제 1 항에 있어서,

상기의 띠형상 팽창흑연(3)이 상기의 끈형상체(40)의 외측 전체를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 글랜드패킹재료.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기의 띠형상 팽창흑연(3)을 상기의 보강재(20)의 편면에만 설치한 것을 특 징으로 하는 글랜드패킹재료.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기의 띠형상 팽창흑연(3)을 상기의 보강재(20)의 양면에 설치한 것을 특징으로 하는 글랜드패킹재료.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기의 개섬시트(2B)의 두께가 10㎛∼300㎛로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 글랜드패킹재료.
제 1, 2, 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기의 섬유재료(2)가 탄소섬유, 그 밖의 취성섬유 및 인성섬유로부터 선택된 1종류 또는 2종류 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 글랜드패킹재료.
제 7 항에 있어서,

상기의 취성섬유가 유리섬유, 실리카섬유 및 세라믹섬유로부터 선택된 1종류 또는 2종류 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 글랜드패킹재료.
제 7 항에 있어서,

상기의 취성섬유가 금속섬유, 아라미드섬유 및 PBO섬유로부터 선택된 1종류 또는 2종류 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 글랜드패킹재료.
제 1, 2, 6 항 중 어느 한 항에 기재한 글랜드패킹재료(1)를 복수개 이용하여 편조 또는 비틀림가공하고 있는 것을 특징으로 하는 글랜드패킹.