JP2019196828A - Gland packing and method for manufacturing yarn for gland packing - Google Patents

Gland packing and method for manufacturing yarn for gland packing Download PDF

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Kazuyoshi Sato
和義 佐藤
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純 日名
藤原 優
Masaru Fujiwara
優 藤原
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Noboru Tamaoki
登 玉置
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Abstract

To provide a gland packing that is excellent in heat radiation property and wear resistance, in a gland packing that is braided with a yarn.SOLUTION: A gland packing is braided with a yarn. The yarn comprises a mixture of PTFE and graphite. The graphite has a circularity within a range of 0.5-0.7. The mixture includes 5-60 pts. mass of the graphite based on 100 pts. mass of the PTFE.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ヤーン(編糸)を編組してなるグランドパッキン、及びグランドパッキンに使用するヤーンの製造方法に関する。   The present invention relates to a gland packing formed by braiding yarn (knitting yarn), and a method for producing a yarn used for the gland packing.

流体機器の軸封を行うパッキンとして、機器のケーシングと軸との間に形成される空間にシール部材を充填して、このシール部材を締め付ける構造のグランドパッキンがある。   As a packing for sealing a shaft of a fluid device, there is a gland packing having a structure in which a seal member is filled in a space formed between a casing and a shaft of the device and the seal member is tightened.

このうち、耐薬品性に優れたグランドパッキンとして、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)繊維からなるヤーンを編組したグランドパッキンが知られている(例えば、特許文献1等)。   Among these, as a packing having excellent chemical resistance, a packing having a braided yarn made of PTFE (polytetrafluoroethylene) fiber is known (for example, Patent Document 1).

特開平8−93921号公報JP-A-8-93921

しかしながら、PTFEは、熱可塑性樹脂であるため、PTFE繊維からなるヤーンを編組したグランドパッキンを、例えば、回転軸が高速回転する流体機器に使用した場合、グランドパッキンが摩擦熱により高温になって変形し、その結果、シール性が低下するという問題がある。加えて、PTFEは、機械的強度が弱いため、耐摩耗性が低いという問題がある。   However, since PTFE is a thermoplastic resin, when a gland packing braided with yarn made of PTFE fibers is used for a fluid device whose rotating shaft rotates at high speed, the gland packing becomes deformed due to high temperature due to frictional heat. As a result, there is a problem that the sealing performance is lowered. In addition, PTFE has a problem of low wear resistance because of its low mechanical strength.

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その主な目的は、ヤーンを編組してなるグランドパッキンにおいて、放熱性及び耐摩耗性に優れたグランドパッキンを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and a main object thereof is to provide a gland packing formed by braiding yarn and having excellent heat dissipation and wear resistance.

本発明に係るグランドパッキンは、ヤーンを編組してなるグランドパッキンであって、ヤーンは、PTFEと黒鉛との混合物からなり、黒鉛の円形度は、0.5〜0.7の範囲にあり、混合物は、PTFE100質量部に対して、5〜60質量部の黒鉛が含有されている。   The gland packing according to the present invention is a gland packing formed by braiding yarn, and the yarn is made of a mixture of PTFE and graphite, and the circularity of the graphite is in the range of 0.5 to 0.7. The mixture contains 5 to 60 parts by mass of graphite with respect to 100 parts by mass of PTFE.

本発明に係るグランドパッキン用ヤーンの製造方法は、ヤーンを編組してなるグランドパッキンに用いるヤーンの製造方法であって、PTFEと黒鉛とを含む混合物を作製する工程と、混合物を押出してフィラメントを形成する工程と、フィラメントの束を延伸してヤーンを形成する工程とを含み、黒鉛の円形度は、0.5〜0.7の範囲にあり、混合物は、PTFE100質量部に対して、5〜60質量部の黒鉛が含有されている。   A method for producing a yarn for gland packing according to the present invention is a method for producing a yarn for use in gland packing formed by braiding a yarn, a step of producing a mixture containing PTFE and graphite, and extruding the mixture to obtain a filament. And forming a yarn by drawing a bundle of filaments, the circularity of the graphite is in the range of 0.5 to 0.7, and the mixture is 5 to 100 parts by weight of PTFE. ˜60 parts by mass of graphite is contained.

本発明によれば、ヤーンを編組してなるグランドパッキンにおいて、放熱性及び耐摩耗性に優れたグランドパッキンを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the gland packing formed by braiding yarn, it is possible to provide a gland packing excellent in heat dissipation and wear resistance.

本発明の一実施形態におけるグランドパッキンを、流体機器の軸封部に装着した状態を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the state which mounted | wore the shaft seal part of the fluid apparatus with the gland packing in one Embodiment of this invention. 表1の試料Cにおいて、各試験項目を評価した後のグランドパッキングの表面を観察した結果を示した図で、(a)はSEM(走査電子顕微鏡)写真、(b)はEDX(エネルギー分散型X線分析装置)写真である。In the sample C of Table 1, it is the figure which showed the result of having observed the surface of the ground packing after evaluating each test item, (a) is a SEM (scanning electron microscope) photograph, (b) is EDX (energy dispersion type). X-ray analyzer). 表1の試料Fにおいて、各試験項目を評価した後のグランドパッキングの表面を観察した結果を示した図で、(a)はSEM(走査電子顕微鏡)写真、(b)はEDX(エネルギー分散型X線分析装置)写真である。In the sample F of Table 1, it is the figure which showed the result of having observed the surface of the ground packing after evaluating each test item, (a) is a SEM (scanning electron microscope) photograph, (b) is EDX (energy dispersion type). X-ray analyzer).

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. Moreover, it can change suitably in the range which does not deviate from the range which has the effect of this invention.

図1は、本発明の一実施形態におけるグランドパッキンを、流体機器の軸封部に装着した状態を模式的に示した断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a gland packing according to an embodiment of the present invention is mounted on a shaft seal portion of a fluid device.

図1に示すように、流体機器(不図示)の回転軸1の外周を取り囲んで配置されたパッキンボックス2と、回転軸1との間に形成された空間に、グランドパッキン3が装着されている。ここでは、5個のグランドパッキン3が装着された例を示している。   As shown in FIG. 1, a gland packing 3 is mounted in a space formed between a packing box 2 disposed so as to surround the outer periphery of a rotating shaft 1 of a fluid device (not shown) and the rotating shaft 1. Yes. Here, an example in which five gland packings 3 are mounted is shown.

装着されたグランドパッキン3は、ボルト5を用いて、パッキン押さえ4で軸方向に締め付けることによって、軸表面を押し付ける力が発生し、その接触圧力で内部の流体がシールされる。   The mounted gland packing 3 is tightened in the axial direction with the packing presser 4 using bolts 5 to generate a force for pressing the shaft surface, and the internal fluid is sealed by the contact pressure.

本実施形態において、グランドパッキン3は、PETE(ポリテトラフルオロエチレン)と黒鉛との混合物からなるヤーン(編糸)を編組してなる編組体で構成されている。   In the present embodiment, the gland packing 3 is composed of a braided body formed by braiding yarn (knitting yarn) made of a mixture of PETE (polytetrafluoroethylene) and graphite.

また、PTFEと黒鉛との混合物からなるヤーンは、粉末状のPTFEと黒鉛とを含む混合物を作製し、作製した混合物を押出してフィラメントを形成した後、このフィラメントの束を延伸することによって形成される。   A yarn made of a mixture of PTFE and graphite is formed by preparing a mixture containing powdered PTFE and graphite, extruding the prepared mixture to form a filament, and then stretching the bundle of filaments. The

本実施形態において、PTFEと黒鉛との混合物からなるヤーンは、PTFEと黒鉛とが化学結合せずに、PTFEと黒鉛とが、互いにアンカー効果により結合している。   In this embodiment, in a yarn made of a mixture of PTFE and graphite, PTFE and graphite are bonded to each other by an anchor effect without PTFE and graphite being chemically bonded.

そこで、本発明者等は、PTFEと黒鉛との結合力を示すアンカー効果が、黒鉛の円形度に依存すると考え、円形度の異なる黒鉛をPTFEと混合してヤーンを作製し、作製したヤーンを用いて編組したグランドパッキンに対して、その放熱性と耐摩耗性の評価を行った。   Therefore, the present inventors considered that the anchor effect indicating the binding force between PTFE and graphite depends on the circularity of graphite, and prepared graphite by mixing graphite having different circularity with PTFE, and produced the yarn. The gland packing braided and used was evaluated for its heat dissipation and wear resistance.

(グランドパッキンの作製)
PTFE100質量部に対して、円形度を0.4〜0.8の範囲で変えた黒鉛を60質量部混合し、この混合物から、所定の方法によりヤーンを形成した。また、このヤーンを格子編みすることにより、グランドパッキンを作製した。
(Production of gland packing)
With respect to 100 parts by mass of PTFE, 60 parts by mass of graphite whose circularity was changed in the range of 0.4 to 0.8 was mixed, and a yarn was formed from this mixture by a predetermined method. Also, a gland packing was produced by lattice knitting this yarn.

ここで、円形度は、粒子を2次元に投影したときの球形の指標で、投影した画像の面積をS、輪郭線の長さをLとしたとき、以下の式(1)で算出される。例えば、円の場合、円形度は1となる。   Here, the circularity is a spherical index when the particles are projected two-dimensionally, and is calculated by the following formula (1), where S is the projected image area and L is the length of the contour line. . For example, in the case of a circle, the circularity is 1.

円形度=4πS/L2 ・・・(1)
上記の測定は、例えば、粉体画像解析装置「PITA−3」(株式会社セイシン企業製)を用いて行うことができる。
Circularity = 4πS / L2 (1)
Said measurement can be performed, for example using powder image analyzer "PITA-3" (made by Seishin Enterprise Co., Ltd.).

作製した各試料に対して、実機を模擬した回転試験機(社内製)を用いて、以下の試験項目を評価した。   The following test items were evaluated for each of the prepared samples using a rotation tester (manufactured in-house) simulating an actual machine.

(1)漏洩量
回転試験機のパッキンボックス内に、作製した各試料を5個装着し、所定の面圧力でパッキン押さえを締め付けした。そして、常温で0.5MPaの水圧を負荷しながら、8.5m/秒の周速で軸の回転を起動させた。その後、軸封部からの漏洩量を測定しながら、締付圧力を徐々に増加させて、漏洩量が安定したときの漏洩量を測定した。
(1) Leakage amount Five prepared samples were mounted in the packing box of the rotation tester, and the packing presser was tightened with a predetermined surface pressure. Then, rotation of the shaft was started at a peripheral speed of 8.5 m / sec while applying a water pressure of 0.5 MPa at room temperature. Thereafter, while measuring the amount of leakage from the shaft seal, the tightening pressure was gradually increased to measure the amount of leakage when the amount of leakage was stable.

(2)温度変化(放熱性)
上記の試験において、起動開始時の試料の温度から、漏洩量が安定したしたときの試料の温度を測定し、その温度変化を測定した。なお、試料の温度は、パッキン押さえを貫通して、パッキンに接触させて取り付けた熱電対により測定した。
(2) Temperature change (heat dissipation)
In the above test, the temperature of the sample when the amount of leakage was stabilized was measured from the temperature of the sample at the start of startup, and the temperature change was measured. The temperature of the sample was measured with a thermocouple attached through the packing presser in contact with the packing.

(3)質量減少率(耐摩耗性)
上記の試験において、試験前の試料の質量Mと、漏洩量が安定した時点で回転試験機から取り出した試料の質量Mを測定し、試料の質量減少率(M/M×100)を求めた。
(3) Mass reduction rate (wear resistance)
In the above test, the mass M 1 of the sample before the test and the mass M 2 of the sample taken out from the rotation tester when the leakage amount is stabilized are measured, and the mass reduction rate of the sample (M 2 / M 1 × 100 )

表1は、上記の試験項目の評価結果を示した表である。   Table 1 is a table showing the evaluation results of the above test items.

ここで、試料B〜Fは、PTFE100質量部に対して、円形度を0.4〜0.8の範囲で変えた黒鉛を60質量部混合したヤーンを用いてグランドパッキンを作製した試料である。なお、試料Aは、黒鉛を含有しないヤーンを編組してグランドパッキンを作製した試料である。また、黒鉛の円形度は、1000個以上の黒鉛について円形度を求め、それらを平均した平均円形度を示したものである。   Here, Samples B to F are samples in which a gland packing was produced using a yarn obtained by mixing 60 parts by mass of graphite whose circularity was changed in a range of 0.4 to 0.8 with respect to 100 parts by mass of PTFE. . Sample A is a sample in which a gland packing was produced by braiding yarn not containing graphite. Further, the circularity of graphite is the average circularity obtained by calculating the circularity of 1000 or more graphites and averaging them.

表1に示したように、PTFEに黒鉛を含有させた試料B〜Fでは、温度変化が、黒鉛を含有させない試料Aに比べて減少しているのが分かる。これは、PTFEに、熱伝導性に優れた黒鉛を含有させることによって、グランドパッキングの放熱性が向上したためと考えられる。   As shown in Table 1, in Samples B to F containing PTFE containing graphite, it can be seen that the temperature change is reduced as compared with Sample A containing no graphite. This is presumably because the heat dissipation of the ground packing was improved by incorporating PTFE with excellent thermal conductivity into PTFE.

しかしながら、円形度が0.5〜0.8の黒鉛を含有させた試料C〜Fでは、温度変化が、黒鉛を含有させない試料Aに比べて、1/10以下に減少しているが、円形度が0.4の黒鉛を含有させた試料Bでは、温度変化は、1/2程度に留まっている。これは、試料Bの黒鉛が歪な形状になっているため、ヤーンの表面に露出した黒鉛が、不均一な状態で、回転試験機のステム(回転部)と局所的に接触するため、黒鉛の放熱性が十分に発揮できなかったためと考えられる。   However, in Samples C to F containing graphite having a circularity of 0.5 to 0.8, the temperature change is reduced to 1/10 or less compared to Sample A not containing graphite. In the sample B containing graphite having a degree of 0.4, the temperature change is only about ½. This is because the graphite of Sample B has a distorted shape, and the graphite exposed on the surface of the yarn locally contacts the stem (rotating part) of the rotary tester in a non-uniform state. This is considered to be because the heat dissipation property of was not fully demonstrated.

一方、表1に示したように、PTFEに黒鉛を含有させた試料B〜Fでは、質量減少率が、黒鉛を含有させない試料Aに比べて減少しているのが分かる。これは、PTFEに、機械的強度に優れた黒鉛を含有させることによって、グランドパッキングの耐摩耗性が向上したためと考えられる。   On the other hand, as shown in Table 1, it can be seen that in Samples B to F in which graphite is contained in PTFE, the mass reduction rate is reduced as compared with Sample A in which graphite is not contained. This is presumably because the wear resistance of the ground packing was improved by including PTFE with graphite having excellent mechanical strength.

しかしながら、円形度が0.5〜0.7の黒鉛を含有させた試料C〜Eでは、質量減少率が、黒鉛を含有させない試料Aに比べて、1/5以下に減少しているが、円形度が0.4の黒鉛を含有させた試料Bでは、質量減少率は、黒鉛を含有させない試料Aに比べて、2/3程度に留まっている。これは、試料Bの黒鉛が歪な形状になっているため、ヤーンの表面に露出した黒鉛が、回転試験機のステム(回転部)との摩耗により脱落したものと考えられる。   However, in Samples C to E containing graphite having a circularity of 0.5 to 0.7, the mass reduction rate is reduced to 1/5 or less compared to Sample A not containing graphite. In the sample B containing graphite with a circularity of 0.4, the mass reduction rate is about 2/3 as compared with the sample A not containing graphite. This is probably because the graphite of Sample B has a distorted shape, and the graphite exposed on the surface of the yarn has fallen off due to abrasion with the stem (rotating portion) of the rotating tester.

また、円形度が0.8の黒鉛を含有させた試料Fでも、質量減少率が、黒鉛を含有させない試料Aに比べて、2/3程度に留まっている。これは、試料Fの黒鉛の円形度が大きいため、PTFEと黒鉛との結合力を示すアンカー効果が、円形度の小さい試料C〜Eに比べて小さかったためと考えられる。   Further, even in Sample F containing graphite with a circularity of 0.8, the mass reduction rate remains at about 2/3 as compared with Sample A containing no graphite. This is thought to be because the circularity of the graphite of sample F is large, and the anchor effect indicating the binding force between PTFE and graphite is smaller than those of samples C to E having a small circularity.

本願発明者等は、PTFEと黒鉛との結合力を示すアンカー効果について、以下の方法により確認を行った。   The inventors of the present application confirmed the anchor effect indicating the bonding force between PTFE and graphite by the following method.

図2及び図3は、質量減少率が小さい試料C、及び質量減少率が大きい試料Fにおいて、上記の試験項目を評価した後のグランドパッキングの表面を観察した結果を示した図で、各図の(a)は、SEM(走査電子顕微鏡)写真、各図の(b)は、EDX(エネルギー分散型X線分析装置)写真である、なお、EDX写真は、SEM写真中の黒鉛(カーボン)の分布をマッピングしたものである。SEM写真及びEDX写真中、矢印Aで示したものが黒鉛である。   2 and 3 are diagrams showing the results of observing the surface of the ground packing after evaluating the above test items in the sample C having a small mass reduction rate and the sample F having a large mass reduction rate. (A) is an SEM (scanning electron microscope) photograph, and (b) in each figure is an EDX (energy dispersive X-ray analyzer) photograph. The EDX photograph is graphite (carbon) in the SEM photograph. Is a mapping of the distribution of. In the SEM photograph and EDX photograph, the one indicated by the arrow A is graphite.

図2(b)に示すように、試料Cでは、PTFEと黒鉛との間に隙間がなく、PTFEと黒鉛とが強固に結合力していることが分かる。これは、試料Cでは、PTFEに含有される黒鉛の円形度が小さい(0.5)ため、アンカー効果が大きく(結合力が大きく)、回転試験機のステム(回転部)との摩耗によっても、黒鉛が脱落しなかったためと考えられる。   As shown in FIG. 2B, it can be seen that in Sample C, there is no gap between PTFE and graphite, and PTFE and graphite are strongly bonded. In Sample C, the circularity of graphite contained in PTFE is small (0.5), so the anchor effect is large (the coupling force is large), and it is also caused by wear on the stem (rotating part) of the rotary tester. This is probably because graphite did not fall off.

一方、図3(b)に示すように、試料Fでは、PTFEと黒鉛との間に隙間が観察される。これは、試料Fでは、PTFEに含有される黒鉛の円形度が大きい(0.8)ため、アンカー効果が小さく(結合力が小さく)、回転試験機のステム(回転部)との摩耗により、黒鉛が回転したことにより、PTFEと黒鉛との間に隙間が生じたものと考えられる。   On the other hand, as shown in FIG. 3B, in Sample F, a gap is observed between PTFE and graphite. This is because in Sample F, the circularity of graphite contained in PTFE is large (0.8), so the anchor effect is small (binding force is small), and due to wear with the stem (rotating part) of the rotary tester, It is considered that a gap was generated between PTFE and graphite due to the rotation of graphite.

以上の観察から、PTFEに円形度の小さい(0.5〜0.7)黒鉛を混合した混合物が、アンカー効果によって強固に結合することによって、この混合物からなるヤーンを編組して作製したグランドパッキンの耐摩耗性が向上したものと考えられる。   From the above observations, a gland packing produced by braiding a yarn made of this mixture in which a mixture of PTFE mixed with graphite having a low circularity (0.5 to 0.7) is firmly bonded by the anchor effect. This is considered to have improved the wear resistance.

再び、表1に戻って、円形度が0.5〜0.7の黒鉛を含有させた試料C〜Eでは、漏液量が、黒鉛を含有させない試料Aに比べて、約1/20程度に減少しているのが分かる。これは、上述したように、PTFEに含有される黒鉛の円形度が小さいため、アンカー効果が大きく、その結果、PTFEと黒鉛とが強固に結合することにより、耐摩耗性が向上(質量減少率の減少)したためと考えられる。   Returning to Table 1 again, in Samples C to E containing graphite having a circularity of 0.5 to 0.7, the amount of liquid leakage is about 1/20 as compared to Sample A not containing graphite. It can be seen that it has decreased. As described above, since the circularity of graphite contained in PTFE is small, the anchor effect is large, and as a result, PTFE and graphite are strongly bonded to improve wear resistance (mass reduction rate). This is probably because of

一方、円形度が0.4の黒鉛を含有させた試料Bでは、漏液量が、試料C〜Eに比べて多くなっていることが分かる。これは、上述したように、試料Bの黒鉛が歪な形状になっているため、試料C〜Eに比べて、放熱性及び耐摩耗性が低かった(質量減少率が大きかった)ためと考えられる。   On the other hand, in sample B containing graphite with a circularity of 0.4, it can be seen that the amount of liquid leakage is larger than samples C to E. This is because, as described above, the graphite of Sample B has a distorted shape, so that heat dissipation and wear resistance were lower (mass reduction rate was larger) than Samples C to E. It is done.

また、円形度が0.8の黒鉛を含有させた試料Fでは、漏液量が、試料C〜Eに比べて多くなっていることが分かる。これは、上述したように、PTFEに含有される黒鉛の円形度が大きいため、アンカー効果が小さく、その結果、PTFEと黒鉛との結合力が弱く、耐摩耗性が低かった(質量減少率が大きかった)ためと考えられる。   In addition, it can be seen that in Sample F containing graphite with a circularity of 0.8, the amount of liquid leakage is larger than Samples C to E. As described above, since the circularity of graphite contained in PTFE is large, the anchor effect is small. As a result, the bonding force between PTFE and graphite is weak, and the wear resistance is low (the mass reduction rate is low). This is probably because it was large.

以上の結果から、グランドパッキンを、PTFEと、円形度が0.5〜0.7の黒鉛とを混合して形成したヤーンを編組した編組体で構成することによって、放熱性及び耐摩耗性に優れたグランドパッキンを得ることができる。これにより、例えば、流体機器の回転軸の軸封部に、本実施形態におけるグランドパッキンを適用した場合、回転軸が高速回転(例えば、周速が20m/秒以上)する高PV値下で使用しても、十分な放熱性及び耐摩耗性を有することができる。その結果、高PV下で長時間使用しても、高いシール性と耐久性を維持することができる。   From the above results, by configuring the gland packing with a braided body formed by braiding a yarn formed by mixing PTFE and graphite having a circularity of 0.5 to 0.7, heat dissipation and wear resistance are improved. An excellent gland packing can be obtained. Thereby, for example, when the gland packing in this embodiment is applied to the shaft seal portion of the rotating shaft of the fluid device, the rotating shaft is used under a high PV value where the rotating shaft rotates at a high speed (for example, the peripheral speed is 20 m / sec or more). Even so, it can have sufficient heat dissipation and wear resistance. As a result, high sealing performance and durability can be maintained even when used for a long time under high PV.

ところで、黒鉛は、PTFEと黒鉛に比べて、熱伝導性及び機械的強度が高いため、PTFEに、円形度が0.5〜0.7の黒鉛を、一定量混合してヤーンを作製し、このヤーンを編組して作製したグランドパッキングは、放熱性及び耐摩耗性の向上が期待できる。そこで、このようにして作製したグランドパッキングにおいて、PTFEに混合する黒鉛の含有率に対して、優れた放熱性及び耐摩耗性を得るための最適な範囲を、以下のような試料を作製して検討した。   By the way, since graphite has higher thermal conductivity and mechanical strength than PTFE and graphite, a certain amount of graphite having a circularity of 0.5 to 0.7 is mixed with PTFE to produce a yarn. The gland packing produced by braiding this yarn can be expected to improve heat dissipation and wear resistance. Therefore, in the ground packing produced in this way, the following sample was prepared for the optimum range for obtaining excellent heat dissipation and wear resistance with respect to the graphite content mixed in PTFE. investigated.

(グランドパッキンの作製)
PTFEと黒鉛との混合物として、PTFE100質量部に対して、円形度が0.6の黒鉛の含有率を、0〜70質量部の範囲で変えた試料G〜Mを作製し、この混合物から作製したヤーンを編組してグランドパッキングを作製した。そして、作製した各試料に対して、上述した方法と同じ試験方法により、漏洩量、温度変化、及び、質量減少率の各試験項目を評価した。
(Production of gland packing)
As a mixture of PTFE and graphite, samples G to M in which the content of graphite having a circularity of 0.6 was changed in a range of 0 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of PTFE were prepared. The resulting yarn was braided to produce a ground packing. And with respect to each produced sample, each test item of leakage amount, temperature change, and mass reduction rate was evaluated by the same test method as described above.

表2は、上記の試験項目の評価結果を示した表である。   Table 2 is a table showing the evaluation results of the above test items.

ここで、試料Gは、表1の試料Aと同じもので、試料Lは、表1の試料Dと同じものである。   Here, the sample G is the same as the sample A in Table 1, and the sample L is the same as the sample D in Table 1.

表2に示したように、PTFE100質量部に、5〜70質量部の黒鉛を含有させた試料H〜Mでは、温度変化が、黒鉛を含有させない試料Aに比べて、1/4以下に減少しているのが分かる。これは、PTFEに、熱伝導性に優れた黒鉛を含有させることによって、グランドパッキングの放熱性が向上したためと考えられる。   As shown in Table 2, in Samples H to M in which 100 parts by mass of PTFE contains 5 to 70 parts by mass of graphite, the temperature change is reduced to ¼ or less compared to Sample A in which graphite is not contained. You can see that This is presumably because the heat dissipation of the ground packing was improved by incorporating PTFE with excellent thermal conductivity into PTFE.

一方、PTFE100質量部に、5〜60質量部の黒鉛を含有させた試料H〜Lでは、質量減少率が、黒鉛を含有させない試料Aに比べて、1/2〜1/5に減少しているが、70質量部の黒鉛を含有させた試料Mでは、質量減少率が、黒鉛を含有させない試料Aに比べて、2/3程度に留まっている。これは、PTFEと黒鉛との混合物において、黒鉛同士には結着性はなく、PTFEがバインダーの役割を果たしているため、黒鉛の含有率が70質量部を超えると、PTFEと黒鉛の混合物で作製したヤーンが脆くなったためと考えられる。また、試料Mでは、質量減少率の増加に伴い、漏液量も、試料H〜Lに比べて増加している。   On the other hand, in Samples H to L containing 5 to 60 parts by mass of graphite in 100 parts by mass of PTFE, the mass reduction rate was reduced to 1/2 to 1/5 compared to Sample A not containing graphite. However, in the sample M containing 70 parts by mass of graphite, the mass reduction rate is about 2/3 as compared with the sample A not containing graphite. This is because, in a mixture of PTFE and graphite, graphite does not have a binding property, and PTFE plays the role of a binder. Therefore, when the graphite content exceeds 70 parts by mass, it is made of a mixture of PTFE and graphite. This is thought to be due to the fragile yarn becoming brittle. Moreover, in the sample M, with the increase in the mass reduction rate, the amount of liquid leakage also increases as compared with the samples H to L.

以上の結果から、PTFEと、円形度が0.5〜0.7の黒鉛との混合物からなるヤーンを編組して作製したグランドパッキングにおいて、PTFEと黒鉛との混合物は、PTFE100質量部に対して、5〜60質量部の黒鉛が含有されていることが好ましい。これにより、放熱性及び耐摩耗性に優れたグランドパッキンを得ることができる。さらに、PTFEと黒鉛との混合物は、PTFE100質量部に対して、20〜60質量部の黒鉛が含有されていることがより好ましい。これにより、より放熱性及び耐摩耗性に優れたグランドパッキンを得ることができる。   From the above results, in the gland packing produced by braiding a yarn made of a mixture of PTFE and graphite having a circularity of 0.5 to 0.7, the mixture of PTFE and graphite is based on 100 parts by mass of PTFE. It is preferable that 5 to 60 parts by mass of graphite is contained. Thereby, the gland packing excellent in heat dissipation and abrasion resistance can be obtained. Furthermore, it is more preferable that the mixture of PTFE and graphite contains 20 to 60 parts by mass of graphite with respect to 100 parts by mass of PTFE. Thereby, the gland packing more excellent in heat dissipation and abrasion resistance can be obtained.

本実施形態におけるヤーンは、PTFEと黒鉛とを含む混合物からなるが、この混合物に、カーボン繊維、ガラス繊維等を含ませてもよい。これにより、グランドパッキンの機械的強度や、耐摩耗性をさらに向上させることができる。   The yarn in the present embodiment is made of a mixture containing PTFE and graphite, but the mixture may contain carbon fibers, glass fibers, and the like. Thereby, the mechanical strength and wear resistance of the gland packing can be further improved.

また、本実施形態におけるヤーンの編み方は、特に限定されないが、例えば、八編み、格子編み、袋編み等の編み方を使用することができる。   Moreover, although the method of knitting the yarn in the present embodiment is not particularly limited, for example, a knitting method such as eight knitting, lattice knitting, bag knitting, or the like can be used.

また、本実施形態において、PTFEに混合する黒鉛の粒径は特に限定されないが、黒鉛の平均粒径が、PTFEの平均粒径よりも小さいことが好ましい。これにより、PTFEと黒鉛との混合物において、より大きなアンカー効果を得ることができる。また、黒鉛の平均粒径は、典型的には、10〜100μmの範囲にあることが好ましい。   In the present embodiment, the particle size of graphite mixed with PTFE is not particularly limited, but the average particle size of graphite is preferably smaller than the average particle size of PTFE. Thereby, a larger anchor effect can be obtained in the mixture of PTFE and graphite. Moreover, it is preferable that the average particle diameter of graphite is typically in the range of 10 to 100 μm.

また、本実施形態において、PTFEに混合する黒鉛の種類は限定されないが、例えば、人造黒鉛や天然黒鉛等を用いることができる。なお、これらの黒鉛の円形度は、一定の分布を有するため、本実施形態において用いる黒鉛は、平均円形度が0.5〜0.7の範囲にある黒鉛を選別して用いればよい。   Moreover, in this embodiment, the kind of graphite mixed with PTFE is not limited, but artificial graphite, natural graphite, etc. can be used, for example. In addition, since the circularity of these graphite has a fixed distribution, the graphite used in this embodiment should just select and use the graphite which has an average circularity in the range of 0.5-0.7.

また、本実施形態におけるヤーンは、PTFEと黒鉛とを含む混合物を押出してフィラメントを形成した後、このフィラメントの束を延伸することによって形成されるが、その後、圧縮成形することにより、任意の断面形状(例えば、矩形)に成形してもよい。   In addition, the yarn in this embodiment is formed by extruding a mixture containing PTFE and graphite to form a filament, and then stretching the bundle of filaments. You may shape | mold to a shape (for example, rectangle).

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、流体機器の回転軸の軸封部に、グランドパッキンを適用する例を説明したが、これに限定されず、軸方向に往復運動する軸体の軸封部にも、勿論、本実施形態におけるグランドパッキンを適用することができる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and of course various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, an example in which the gland packing is applied to the shaft seal portion of the rotating shaft of the fluid device has been described, but the present invention is not limited to this. Of course, the gland packing in this embodiment can be applied.

1 回転軸
2 パッキンボックス
3 グランドパッキン
4 パッキン押さえ
5 ボルト
1 Rotating shaft
2 Packing box
3 Gland packing 4 Packing retainer 5 Bolt

Claims (2)

ヤーンを編組してなるグランドパッキンであって、
前記ヤーンは、PTFEと黒鉛との混合物からなり、
前記黒鉛の円形度は、0.5〜0.7の範囲にあり、
前記混合物は、PTFE100質量部に対して、5〜60質量部の黒鉛が含有されている、グランドパッキン。
A gland packing made of braided yarn,
The yarn is made of a mixture of PTFE and graphite,
The circularity of the graphite is in the range of 0.5 to 0.7,
The mixture is a gland packing containing 5 to 60 parts by mass of graphite with respect to 100 parts by mass of PTFE.
ヤーンを編組してなるグランドパッキンに用いるヤーンの製造方法であって、
PTFEと黒鉛とを含む混合物を作製する工程と、
前記混合物を押出してフィラメントを形成する工程と、
前記フィラメントの束を延伸してヤーンを形成する工程と
を含み、
前記黒鉛の円形度は、0.5〜0.7の範囲にあり、
前記混合物は、PTFE100質量部に対して、5〜60質量部の黒鉛が含有されている、グランドパッキン用ヤーンの製造方法。
A method for producing a yarn for use in a gland packing formed by braiding a yarn,
Producing a mixture comprising PTFE and graphite;
Extruding the mixture to form a filament;
Stretching the bundle of filaments to form a yarn,
The circularity of the graphite is in the range of 0.5 to 0.7,
The method for producing a yarn for gland packing, wherein the mixture contains 5 to 60 parts by mass of graphite with respect to 100 parts by mass of PTFE.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023063210A1 (en) * 2021-10-14 2023-04-20 日本ピラー工業株式会社 Gland packing

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