JP2018071673A - シール材組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】膨張黒鉛を含むシール材組成物において、そのシート状部材に欠損を生じさせにくいシール材組成物を提供する。【解決手段】シール材組成物１は、積層体５と、前記積層体を包囲する長尺状の包囲体６とを備える。前記積層体は、膨張黒鉛によりテープ状に形成されるシート状部材１０を複数有する。前記積層体においては、複数の前記シート状部材が、前記包囲体の長手方向と交差する方向に積層され、前記複数のシート状部材のうち、積層方向に隣り合う前記シート状部材が、前記包囲体の長手方向に、ずれるようにかつ互いに相対移動可能に設けられる。前記包囲体は、前記隣り合うシート状部材の積層状態を保持しつつ、前記包囲体の長手方向に相対移動することを許容する。【選択図】図３

Description

本発明は、シール材組成物に関する。

シール材を製造するために用いられるシール材組成物としては、例えば、特許文献１に記載のようなヤーンが知られている。この種のヤーンは、繊維材を編む又は組むことによってなる筒状部材と、この筒状部材に充填された複数の繊維状部材（繊維状膨張黒鉛）とから構成されている。

前記複数の繊維状膨張黒鉛は、それぞれ可撓性を有する長尺状のものであり、各々の長手方向が前記筒状部材の長手方向と概ね一致するように前記筒状部材内に投入された後、撓み変形しつつ前記筒状部材内にランダムに並んだ状態で充填されている（図６参照）。

したがって、前記筒状部材内において、前記複数の繊維状膨張黒鉛のうちの隣り合う繊維状膨張黒鉛の間に不均一な間隙が発生しやすく、一般的には、このような間隙が多数含まれるようになっていた。しかも、これらの間隙は、前記筒状部材の長手方向に関して比較的短い間隔で存在する傾向があった。

よって、例えば、前記ヤーンを用いてシール材を製造するために、又は、前記ヤーンをボビン等の丸棒状部材に巻き付けながら搬送するために、前記ヤーンを撓ませて湾曲させたとき、ヤーンが湾曲させた部分から急激に折れ曲がり、前記複数の繊維状膨張黒鉛のいずれかが破断することがあった。

つまり、前記ヤーンは、外力により曲げ作用を受けたとき、その外力に応じて所定量の撓みを許容することができるものの、許容量以上の外力を受けた場合に前記複数の繊維状膨張黒鉛に欠損を生じさせる可能性のあるものとなっていた。そのため、前記複数の繊維状膨張黒鉛の欠損が、前記ヤーンを用いて製造されたシール材の性能低下を引き起こすおそれがあった。

特開２００７−１３８３１５号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、膨張黒鉛を含むシート状部材を備えたシール材組成物において、そのシート状部材に欠損を生じさせにくいシール材組成物の提供を目的とする。

本発明は、
積層体と、
前記積層体を包囲する長尺状の包囲体と、を備え、
前記積層体は、
膨張黒鉛により テープ状に形成されるシート状部材を複数有し、
複数の前記シート状部材が、前記包囲体の長手方向と交差する方向に積層され、
前記複数のシート状部材のうち、積層方向に隣り合う前記シート状部材が、前記包囲体の長手方向に、ずれるようにかつ互いに相対移動可能に設けられ、
前記包囲体は、
前記隣り合うシート状部材の積層状態を保持しつつ、前記包囲体の長手方向に相対移動することを許容するシール材組成物である。

本発明の別の態様によれば、
前記シート状部材が、
長手方向一端部と、長手方向他端部と、長手方向一端部及び長手方向他端部をつなぐ長手方向中途部と、を有し、
前記長手方向一端部及び前記長手方向他端部が、前記長手方向中途部を挟んだ反対側で前記包囲体に接する。

本発明のさらに別の態様によれば、
前記シート状部材の長手方向一端部及び前記長手方向他端部が、前記包囲体の長手方向に対して傾斜する方向に延在する。

本発明のまた別の態様によれば、
前記シート状部材における前記長手方向中途部が、前記包囲体の長手方向に対して傾斜するように設けられ、
前記シート状部材における前記長手方向一端部及び前記長手方向他端部の少なくとも一方が、前記包囲体の長手方向に沿うように設けられる。

本発明によれば、膨張黒鉛を含むシール材組成物において、そのシート状部材に欠損を生じさせにくいシール材組成物を提供できる。

本発明の一実施形態に係るシール材組成物の斜視図である。 図１のシール材組成物の概略平面図である。 図１のシール材組成物の概略一部断面図である。 図１のシール材組成物が撓んだ場合における概略一部断面図である。 本発明の別の実施形態に係るシール材組成物の概略一部断面図である。 比較例である従来のシール材組成物の概略一部断面図である。 実験結果を示す図である。

本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るシール材組成物１の概略斜視図を示す。図２は、シール材組成物１の概略平面図を示す。図３は、シール材組成物１の概略一部断面図を示す。

なお、シール材組成物１（後述の積層体５（シート状部材１０）および包囲体６）に関しては、図１における矢印Ｘ方向を長手方向とし、矢印Ｙ方向を短手方向とし、矢印Ｚ方向を厚さ方向（上下方向）とする。また、図中の寸法比率は、説明の便宜上、適宜誇張されており、実際のものとは異なる場合がある。

シール材組成物１は、膨張黒鉛を材料として含み、シール材を形成する部材であり、グランドパッキン又はガスケット等のシール材を製造するために用いられるものである。シール材組成物１については、その一部又は全部が前記シール材の一部分（例えば、中芯材）又は前記シール材全体（例えば、成型パッキン）をかたちづくるために使用され得る。

図１、図２、図３に示すように、シール材組成物１は、積層体５と、包囲体６とを備えている。包囲体６は、長尺状に形成されたものであり、積層体５を包囲するように設けられている。本実施形態において、シール材組成物１は、直方体形状を呈する紐状（長尺状）部材であり、グランドパッキン又はガスケット等のシール材を少なくとも一つ製造できる長手方向長さを有している。

積層体５は、シート状部材１０を複数有している。これらのシート状部材１０は、例えば膨張黒鉛によりテープ状（帯状）に形成されるとともに、包囲体６の長手方向Ｘと交差する方向に積層され、長手方向Ｘに所定の間隔を有して配置されている。そして、複数のシート状部材１０のうち、積層方向に隣り合うシート状部材１０が、包囲体６の長手方向Ｘに、ずれるようにかつ互いに相対移動可能に設けられている。

本実施形態において、シート状部材１０は、膨張黒鉛を主成分とする膨張黒鉛製のテープ状体である。シート状部材１０は、ほぼ扁平な直方体形状を呈する帯状体であり、ほぼ一定の厚さ及び包囲体６よりも短い長手方向長さを有している。なお、各シート状部材１０は、互いに厳密な同一形状を有するものだけでなくてもよく、製造上の誤差を含むものであり、積層体５を成形可能な形状を有するものであればよい。

複数のシート状部材１０は、互いに略同一方向に延在するように配置されている。そして、複数のシート状部材１０は、隣り合うシート状部材１０のうちの一方側のシート状部材１０を他方側のシート状部材１０に対して前記包囲体６の長手方向Ｘに所定量ずらした状態で、前記積層体５が長手方向両端部を除き直方体形状を呈するように積層されている。

ここで、前述の包囲体６の長手方向Ｘと交差する方向、即ち複数のシート状部材１０の積層方向とは、包囲体６の長手方向Ｘおよび短手方向Ｙと直交する厚さ方向Ｚに対して傾斜する方向である。

詳しくは、隣り合うシート状部材１０は、一方側のシート状部材１０と他方側のシート状部材１０とが積層方向とほぼ直交する方向（包囲体６の長手方向Ｘ）に互いに摺動可能となるように積層されている。一方側のシート状部材１０と他方側のシート状部材１０との積層状態は、これらの摺動にかかわらず包囲体６によって維持される。

また、特に図３に示すように、積層体５におけるすべての位置ずれ発生箇所に関する隣り合うシート状部材１０のずれ量（即ち、一方側のシート状部材１０と他方側のシート状部材１０とのずれ量）Ｇは、シール材組成物１に外力が作用し、撓まされていない図３に示す初期状態において、包囲体６の長手方向Ｘに沿ってほぼ同一になるように設定されている。

そしてこのような積層状態において、隣り合うシート状部材１０との間に、段差部１１が一方側のシート状部材１０（又は他方側のシート状部材１０）の厚さに応じて形成されている。この段差部１１は、積層体５の上面側表層部８及び下面側表層部９の各々に形成されており、包囲体６の長手方向Ｘに沿ってほぼ等間隔に配置されている。

なお、前記初期状態における前記隣り合うシート状部材１０のずれ量Ｇは、特に限定されるものではなく、前記隣り合うシート状部材１０が相対移動する（互いに摺動する）ことにより、前記初期状態のずれ量Ｇよりも拡大した場合であっても積層状態が保持されるように設定されたものであればよい。たとえば、これらのずれ量Ｇは互いに異なるものであってもよい。

また、本実施形態において、シート状部材１０は、上面側表層部８に露出する長手方向一端部１３と、下面側表層部９に露出する長手方向他端部１４と、これら両端部１３，１４をつなぐ長手方向中途部１５とを有する。シート状部材１０の長手方向一端部１３及び長手方向他端部１４は、それぞれ長手方向中途部１５を挟んだ反対側（積層体５の上面側表層部８側および下面側表層部９側）で包囲体６に接するように、包囲体６の長手方向Ｘに対して傾斜する方向に延在している。

詳しくは、図３に示すように、積層体５の上面側表層部８及び下面側表層部９においては、それぞれのシート状部材１０の長手方向一端部１３及び長手方向他端部１４により、段差部１１が形成されている。そして、各シート状部材１０の大部分をなす長手方向中途部１５が、所定の傾斜角度Θ１を有している。

各シート状部材１０は、積層体５の１つの層を形成しており、積層体５は、シート状部材１０が７層積層された構造となっている。ここで、各シート状部材１０の積層数は、特に限定されるものではなく、各シート状部材１０の厚さ等に応じて適宜設定され得るものであり、少なくとも２層以上であればよい。

なお、図１及び図３では、隣り合うシート状部材１０の間に隙間を誇張して示しているが、実際には、この隙間がほとんど生じないように複数のシート状部材１０の積層が行われ（図４参照）、これにより積層体５は図１及び図３に示すものに比べてより扁平化したものとなる。

さらに、本実施形態においては、各シート状部材１０の長手方向一端部１３及び長手方向他端部１４の少なくとも一方が、包囲体６の長手方向Ｘに沿うように設けられている。詳しくは、長手方向一端部１３及び長手方向他端部１４の両方が、それぞれ、包囲体６の長手方向Ｘとほぼ平行に延びるように、前記長手方向中途部１５に対して折り曲げられている。

また、シート状部材１０は、例えば、１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下（好ましくは、１５０ｍｍ以上、２５０ｍｍ以下）程度の長手方向長さを有し、１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下（好ましくは、３ｍｍ以上、１５ｍｍ以下）程度の短手方向（長手方向Ｘ及び厚さ方向Ｚの各々と直交する方向）長さを有し、０．０１ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下（好ましくは、０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下）程度の厚さを有している。

なお、シート状部材１０は、シール材組成物１の長手方向Ｘ、短手方向Ｙ、及び、厚さ方向Ｚの各々と同一の長手方向、短手方向、及び、厚さ方向を有している。

各図に示すように、包囲体６は、隣り合う各シート状部材１０（積層体５）の積層状態を保持しつつ包囲体６の長手方向Ｘに相対移動することを許容するように構成されている。本実施形態において、包囲体６は、その長手方向Ｘに沿うように積層体５を挿入可能な筒形状を有している。包囲体６の長手方向両端部は、積層体５の長手方向両端部を露出させ得る解放状態とされている。

包囲体６は、網目構造を有する網状体であり、包囲体６が囲繞する積層体５の表層に概ね接した状態で長手方向Ｘに延設されている。積層体５を囲繞した状態の包囲体６の外形が、実質的に、シール材組成物１の外形をかたちづくるようになっている。包囲体６は、適宜の編み方（例えば、ニット編み）により編まれた、又は、適宜の組み方で組まれた線材１７を用いて構成されている。

なお、各図においては、長手方向Ｘに対して所定の角度でねじられた（ツイストされた）線材１７を備える包囲体６を示しているが、これに限定されるものではなく、長手方向Ｘと略同一方向に延びる線材を備える包囲体であってもよい。また、線材１７の間隔は、各図に示すように不均等であってもよいし、略均等であってもよい。

線材１７としては、例えば、ニッケル合金若しくはステンレス線等の鉄を主成分とする合金等から構成される金属線、天然ゴム等の天然樹脂、合成樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、又は、天然若しくは合成繊維等が用いられる。なお、本実施形態における線材１７には、金属線を用いている。また、線材１７は、例えば、０．０１ｍｍ以上、１ｍｍ以下程度の直径を有する丸線とされる。なお、包囲体６は、実際には、前述のとおり前記隣り合うシート状部材１０の間に隙間がほとんど生じないように図１及び図３に比べて扁平化した積層体５を包囲するものとなる。

このような構成において、例えばシール材組成物１を用いてシール材を製造するために、又は、シール材組成物１を丸い棒状部材に巻き付けながら搬送するために、シール材組成物１を撓ませて湾曲させるとき、隣り合うシート状部材１０を、互いの位置ずれが生じるように、それぞれ包囲体６の長手方向Ｘに摺動させることが可能となる。

すなわち、シール材組成物１は、前記隣り合うシート状部材１０をそれぞれ撓ませながら、隣り合うシート状部材１０、即ち一方側のシート状部材１０と他方側のシート状部材１０とを包囲体６の長手方向Ｘに沿うように相対移動させることが可能となる。しかも、その際には、隣り合うシート状部材１０の積層状態を保持することが可能となる。

具体的には、図４に示すように、複数のシート状部材１０の積層状態を維持したまま、積層体５の上面側（外周面側）表層部８においては、長手方向一端部１３を矢印１８で示すように摺動させ、かつ、積層体５の下面側（内周面側）表層部９においては、長手方向他端部１４を矢印１９で示すように摺動させることが可能となる。

したがって、シール材組成物１を湾曲させるべくこれに外力を付与したとき、シール材組成物１に急激に折り曲げられた部分が発生してしまうことを阻止でき、このような折曲部分により複数のシート状部材１０のいずれかが破断することを抑止できる。よって、シール材組成物１に性能低下を引き起こす欠損が生じることを防止できる。

本発明に係るシール材組成物１は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、図５に示すような各シート状部材２０が各シート状部材１０よりも短い長手方向長さ、及び、上記実施形態の傾斜角度Θ１よりも大きい傾斜角度Θ２を有するものとしてもよい。また、図示は省略するが、各シート状部材２０が各シート状部材１０よりも長い長手方向長さ、及び、上記実施形態の傾斜角度Θ１よりも小さい傾斜角度を有するものとしてもよい。

そして、前述のような作用効果を得られることは、シール材組成物の可撓性についての実験により確認された。実験方法は、以下の通りである。
この実験においては、シール材組成物として、本発明に係る実施例１、本発明に係る実施例２、及び、従来のシール材組成物と同様の構造を有する比較例１を準備するとともに、第１丸棒状部材及び第２丸棒状部材を準備した。

実施例１は、シール材組成物１と同様の構造を有するものである。積層体５における複数のシート状部材１０は、それぞれ約２００ｍｍの長手方向長さを有し、７層積層された構造をなす。また、複数のシート状部材１０は、包囲体６の長手方向に関して１０ｃｍごとに５つの段差部１１を形成するようなずれ量Ｇをもって配置されている。

実施例２は、図５に示すようなシール材組成物と同様の構造を有するものである。積層体５における複数のシート状部材２０は、それぞれ約１００ｍｍの長手方向長さを有し、７層積層された構造をなす。また、複数のシート状部材２０は、包囲体６の長手方向に関して１０ｃｍごとに７つの段差部１１を形成するようなずれ量Ｇをもって配置されている。

比較例１は、図６に示すような従来のシール材組成物と同様の構造を有するものである。複数の繊維状部材３０は、包囲体３２内にランダムに並ぶように充填されている。また、複数の繊維状部材３０は、包囲体３２近傍に段差部を生じさせず、包囲体３２内に多数（広い面積）の隙間が生じるように配置されている。

第１丸棒状部材は、実施例１、実施例２、及び、比較例１を全周にわたって巻き付けることが可能なものであり、１０ｍｍの直径を有している。第２丸棒状部材は、実施例１、実施例２、及び、比較例１を全周にわたって巻き付けることが可能なものであり、３０ｍｍの直径を有している。

そして、実施例１、実施例２、及び、比較例１を、それぞれ、撓ませて湾曲させながら、第１丸棒状部材と第２丸棒状部材との各々にほぼ全周にわたって巻き付けた。その後、実施例１、実施例２、及び、比較例１をそれぞれ第１丸棒状部材及び第２丸棒状部材から取り外し、シート状部材１０・２０、繊維状部材３０の状態を確認した。

その結果を図７に示す。すなわち、実施例１及び実施例２においては、複数のシート状部材１０・２０のいずれについても破断は確認されなかった（図中では、このことを○で示している）。これに対し、比較例１においては、包囲体３２の長手方向の２箇所で全層にわたる破断が確認された（図中では、このことを×で示している）。

また、本実施形態においては、各シート状部材１０が、前述のように包囲体６の長手方向Ｘに対して傾斜する方向に延在しているので、シール材組成物１に曲げ作用が働いたとき、隣り合うシート状部材１０をそれぞれ円滑に摺動させることが可能となる。よって、複数のシート状部材１０において破断をより発生しにくいものにできる。

また、本実施形態においては、各シート状部材１０の長手方向一端部１３及び長手方向他端部１４が、それぞれ、包囲体６の長手方向Ｘに沿うように設けられているので、これらの端部１３・１４が包囲体６の網目部分から外部に向かって突出しなくなる。よって、長手方向一端部１３及び長手方向他端部１４が、外部にある設置物等との衝突により破損してしまうことを抑止できる。

以上、上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態および変形形態をとり得ることは明らかである。したがって、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

１ シール材組成物
５ 積層体
６ 包囲体
１０ 繊維状部材
１３ 繊維状部材の長手方向一端部
１４ 繊維状部材の長手方向他端部
１５ 繊維状部材の長手方向中途部

Claims (5)

1. 積層体と、
   前記積層体を包囲する長尺状の包囲体と、を備え、
   前記積層体は、
   膨張黒鉛によりテープ状に形成されるシート状部材を複数有し、
   複数の前記シート状部材が、前記包囲体の長手方向と交差する方向に積層され、
   前記複数のシート状部材のうち、積層方向に隣り合う前記シート状部材が、前記包囲体の長手方向に互いに相対移動可能に設けられ、
   前記包囲体は、
   前記隣り合うシート状部材の積層状態を保持しつつ、前記包囲体の長手方向に相対移動することを許容するシール材組成物。
2. 前記シート状部材同士が、前記包囲体の長手方向に沿って所定の間隔を隔てて配置される請求項１に記載のシール材組成物。
3. 前記シート状部材が、
   長手方向一端部と、長手方向他端部と、長手方向一端部及び長手方向他端部をつなぐ長手方向中途部と、を有し、
   前記長手方向一端部及び前記長手方向他端部が、前記長手方向中途部を挟んだ反対側で前記包囲体に接する請求項１又は請求項２に記載のシール材組成物。
4. 前記シート状部材の長手方向一端部及び前記長手方向他端部が、前記包囲体の長手方向に対して傾斜する方向に延在する請求項１から請求項３のいずれかに記載のシール材組成物。
5. 前記シート状部材における前記長手方向中途部が、前記包囲体の長手方向に対して傾斜するように設けられ、
   前記シート状部材における前記長手方向一端部及び前記長手方向他端部の少なくとも一方が、前記包囲体の長手方向に沿うように設けられる請求項１から請求項４のいずれかに記載のシール材組成物。

Images