JP4210496B2 - グランドパッキン材料およびグランドパッキン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料と、このグランドパッキン材料によって製造されたグランドパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料として、図１８または図１９に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。図１８のグランドパッキン材料５０は、炭素繊維５１の表面に接着剤によって膨張黒鉛５２を接着して被覆した内補強構造のもので、図１９のグランドパッキン材料５０は、複数本の炭素繊維５１の両面に接着剤によって膨張黒鉛５２を接着して被覆した内補強構造のものである。
【０００３】
グランドパッキン材料５０には、前記炭素繊維５１によって高い引張り強さが付与されるので、編組またはひねり加工することができる。したがって、このグランドパッキン材料５０を複数本集束して、編組またはひねり加工することによりグラントパッキンを製造することできる。たとえば、グランドパッキン材料５０を８本集束して８打角編みすることで、図２０（ａ），（ｂ）に示すように編組したグラントパッキン５３を製造することができ、また、グランドパッキン材料５０を６本集束してひねり加工することで、図２１（ａ），（ｂ）に示すようにひねり加工したグラントパッキン５３を製造することができる。
図２０および図２１のグラントパッキン５３には、膨張黒鉛５２によってパッキンとして不可欠な圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので、高い封止性を有して流体機器の軸封部を封止することができるとされている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１０１９１６号公報（図２ 図８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の内補強構造のグランドパッキン材料５０では、炭素繊維５１の表面または両面を被覆している膨張黒鉛５２に高い保形性を期待することができない。すなわち、従来の内補強構造のグランドパッキン材料５０では、高い封止性が得られる反面、保形性に劣る欠点を有している。このように、保形性に劣るグランドパッキン材料５０を複数本集束して、編組またはひねり加工によってグラントパッキン５３を製造すると、編組時またはひねり加工時に膨張黒鉛５２に脱落が生じることになる。このため、グラントパッキン５３の弾力性が低下し、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が失われて、グラントパッキン５３の封止性が低下することになる。
【０００６】
また、多量の接着剤によって炭素繊維５１と膨張黒鉛５２とを接着しているので、接着剤硬化を生じて膨張黒鉛５２の親和性や圧縮復元率などが低下し、シール性に悪影響をおよぼすとともに、このようなグランドパッキン材料５０でグラントパッキン５３が製造されると、高温条件下で使用した場合に、接着剤が焼失して浸透漏れが多くなり、シール性が低下することになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、内補強された炭素繊維により高い引張り強さが付与されて、容易に編組またはひねり加工することができ、内補強構造本来の高い封止性が損なわれず、しかも高い保形性を得ることができるとともに、接着剤硬化や接着剤の焼失などを回避できるグランドパッキン材料およびこのグランドパッキン材料を用いて製造されたグランドパッキンを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記補強材を内側にして撚られており、この撚られた補強材には炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴ととしている。
【０００９】
請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記補強材を内側にして巻かれており、この巻かれた補強材には炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記炭素繊維よりなる補強材を内側にして巻かれて撚られており、この巻かれて撚られた補強材には炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を設けることが好ましい。
【００１２】
請求項５に記載の発明のように、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材の両面に帯状膨張黒鉛を設けてもよい。
【００１３】
請求項６に記載の発明に係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いて編組していることを特徴としている。
【００１４】
請求項７に記載の発明にに係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工していることを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、炭素繊維は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材は折損されることなく内補強材として該炭素繊維を帯状膨張黒鉛で被覆したグランドパッキン材料が得られる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで膨張黒鉛が炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材に備えられた炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零にしても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零にできることで接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、帯状膨張黒鉛によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造になって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、炭素繊維は、巻いても折損し難い特性を有しているので、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材は折損されることなく内補強材として該炭素繊維を帯状膨張黒鉛で被覆したグランドパッキン材料が得られる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで膨張黒鉛が炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材に備えられた炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零にしても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零にできることで接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、帯状膨張黒鉛によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造になって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、炭素繊維は、巻いて撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材は折損されることなく内補強材として該炭素繊維を帯状膨張黒鉛で被覆したグランドパッキン材料が得られる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで膨張黒鉛が炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材に備えられた炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零にしても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零にできることで接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、帯状膨張黒鉛によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造になって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を設けても、炭素繊維をグランドパッキン材料の内部に巻き込んで内補強することができるので、帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材の両面に帯状膨張黒鉛を配した帯状膨張黒鉛の二重構造になるので、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性がさらに向上し、より一層高い封止性を得ることができる。また、補強材を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって、内補強することができるので、グランドパッキン材料の引っ張り強度がより向上する。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組しているグランドパッキンであるので、編組時における膨張黒鉛の脱落を防止して保形性を向上させることができる。このため、グラントパッキンの弾力性が低下せず、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性を保持して、グラントパッキンの封止性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工しているグランドパッキンであるので、編組時における膨張黒鉛の脱落を防止して保形性を向上させることができる。このため、グラントパッキンの弾力性が低下せず、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性を保持して、グラントパッキンの封止性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本のシート状の炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記シート状の炭素繊維２が内向きになるように、端から長手方向に順次に撚りをかけて、帯状膨張黒鉛３でシート状の炭素繊維２を被覆し、この撚られた補強材２０に備えられかつ膨張黒鉛を臨ませる図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、炭素繊維２の全てと帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、帯状膨張黒鉛３の間にシート状の炭素繊維２を介在させた内補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う炭素繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって備える。
【００２３】
シート状の炭素繊維２は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、折損されることなく帯状膨張黒鉛３によって被覆された内補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３が炭素繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、シート状の炭素繊維２の全てと帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれていることによっても、後述するグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時にシート状の炭素繊維２が分離し難くなり、内補強効果を有効に発揮することができるとともに、帯状膨張黒鉛３によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛３がサンドイッチ構造なって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００２４】
図４は、請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本のシート状の炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記シート状の炭素繊維２が内向きになるように、帯状膨張黒鉛３でシート状の炭素繊維２を被覆し、かつシート状の炭素繊維２の全てと帯状膨張黒鉛３の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、この巻かれた補強材２０に備えられている図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、帯状膨張黒鉛３の間にシート状の炭素繊維２を介在させた内補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う炭素繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって備える。
【００２５】
シート状の炭素繊維２は、巻いても折損しないので、折損されることなく帯状膨張黒鉛３によって被覆された内補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３が炭素繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、シート状の炭素繊維２の全てと帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれていることによっても、後述するグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時にシート状の炭素繊維２が分離し難くなり、内補強効果を有効に発揮することができるとともに、帯状膨張黒鉛３によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛３がサンドイッチ構造なって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料のように、シート状の炭素繊維２を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記シート状の炭素繊維２が内向きになるように、巻かれて撚られている内補強構造であっても、図１の請求項１または図４の請求項２の発明に係るグランドパッキン材料１と同様の作用・効果を奏することができる。このように構成されたグランドパッキン材料１の外観は図１と略同じであるので図示は省略する。
【００２７】
グランドパッキン材料１は、たとえば、以下の手順によって構成することができる。
【００２８】
まず、図５に示すように、１本の直径が７μｍの炭素繊維２を１２，０００本集束したマルチフィラメント糸を使用して、幅Ｗ＝４．００ｍｍ、厚さＴ＝０．２０ｍｍの偏平状にした炭素繊維束２Ａを設ける。
【００２９】
この炭素繊維束２Ａを幅方向に拡展して、図６に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍの展延シート２Ｂを形成する。
【００３０】
図７に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍのシート状の炭素繊維２に膨張黒鉛粉末３Ａを重ねて、これを圧縮成形することで、図８に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍに圧縮された帯状膨張黒鉛３の片面にシート状の炭素繊維２を設けて基材４を形成する。
【００３１】
なお、図９に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭のシート状の炭素繊維２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００３２】
また、図１０に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広のシート状の炭素繊維２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００３３】
このように、帯状膨張黒鉛３の上面に前記シート状の炭素繊維２を重ね、炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成し、この時に、補強材２０の多数の部位で隣接し合う炭素繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、予め局部的な裂け目を形成することによって多数の開口２０Ａを備わせて、ここに帯状膨張黒鉛３を臨ませる手法、あるいは基材４に撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかける時に備わる多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３が臨むことによって、アンカー作用が生じることになる。
【００３４】
炭素繊維２としては、１本の直径が３μｍ〜１５μｍのものが好ましい。直径が３μｍ未満であると撚りをかける時に折損するおそれがあり、直径が１５μｍを超えると撚りをかけ難くなる。ただし、炭素繊維２の直径が小さいほどシール性がよくなるので、５μｍ〜９μｍの範囲が最適である。
【００３５】
また、シート状の炭素繊維２の厚さＴ１は、１０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましい。さらに好ましくは３０μｍ〜１００μｍの範囲である。厚さＴ１が１０μｍ未満であると、内補強効果が低下し、しかも均一なシート製作が難しい。また、厚さＴ１が３００μｍを超えると、内補強効果を高めることができる反面撚りをかけ難くなり、しかも、補強材部分からの漏れが発生する。
【００３６】
図１１に示すように、シート状の炭素繊維２の両面に該シート状の炭素繊維２と同じ幅寸法の帯状膨張黒鉛３を設けて基材４を形成し、この基材４に撚りをかけるかあるいは巻いて撚りをかけることで、図１２（ａ）のグランドパッキン材料１が構成され、図１１の基材４をのり巻き状に巻き込むことで、図１２（ｂ）のグランドパッキン材料１が構成される。このようなランドパッキン材料１では、シート状の炭素繊維２の両面に帯状膨張黒鉛３を配した帯状膨張黒鉛３の二重構造になるので、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性がさらに向上し、より一層高い封止性を得ることができる。なお、図１３に示すような、シート状の炭素繊維２の両面に該シート状の炭素繊維２よりも幅寸法の大きい帯状膨張黒鉛３を設けた基材４であってもよい。また、図１４に示すような、シート状の炭素繊維２の両面に該シート状の炭素繊維２よりも幅寸法の小さい帯状膨張黒鉛３を設けた基材４であってもよい。さらに、図１５に示すような、帯状膨張黒鉛３の両面に該帯状膨張黒鉛３よりも幅寸法の小さいシート状の炭素繊維２を設けた基材４であってもよい。
【００３７】
以上説明した実施の形態のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を編組機により集束して編組することで、たとえば、図１６のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図１６では、８本のグランドパッキン材料１を集束して、８打角編みしたグランドパッキン８を示している。
【００３８】
前記のグランドパッキン材料１を複数本用いて編組しているグランドパッキンであるので、編組時における膨張黒鉛の脱落を防止して保形性を向上させることができる。このため、グラントパッキン８の弾力性が低下せず、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性を保持して、グラントパッキン８の封止性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。このことによっても、優れたシール性を得ることができる。
【００３９】
一方、前記のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を集束してひねり加工することで、たとえば、図１７のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図１７では、６本のグランドパッキン材料１を集束してひねり加工を施しながらロール成形を行なったものである。このように、ひねり加工されたグランドパッキン８であっても、ひねり加工時における膨張黒鉛の脱落を防止して保形性を向上させることができる。このため、グラントパッキン８の弾力性が低下せず、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性を保持して、グラントパッキン８の封止性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。このことによっても、優れたシール性を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、グランドパッキン材料およびグランドパッキンは構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００４１】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の発明によれば、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維を内補強材として該炭素繊維を帯状膨張黒鉛で被覆したグランドパッキン材料を得ることができる。また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで膨張黒鉛が炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材に備えられた炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零にしても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用量を零にできることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、炭素繊維の全てと帯状膨張黒鉛の一部が内部に巻き込まれていることによっても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に炭素繊維が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり、内補強効果を有効に発揮することができるとともに、帯状膨張黒鉛によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造になって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００４２】
請求項４に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と炭素繊維の両者を分離させることなく撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、炭素繊維を内部に巻き込んだ内補強構造のグランドパッキン材料を容易に得ることができる。
【００４３】
請求項５に記載の発明によれば、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材の両面に帯状膨張黒鉛を配した帯状膨張黒鉛の二重構造になるので、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性がさらに向上し、より一層高い封止性を得ることができる。
【００４４】
請求項６または請求項７に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組またはひねり加工しているので、編組時における膨張黒鉛の脱落を防止して保形性を向上させることができる。このため、グラントパッキンの弾力性が低下せず、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性を保持して、グラントパッキンの封止性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】 炭素繊維よりなる補強材の多数の開口に帯状膨張黒鉛が臨んでいる状態の一例を拡大して部分的に示す平面図である。
【図３】 図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】 請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】 炭素繊維束の一例を示す斜視図である。
【図６】 シート炭素繊維の一例を示す斜視図である。
【図７】シート状の炭素繊維に膨張黒鉛粉末を重ねた状態を示す断面図である。
【図８】 基材の他の例を示す断面図である。
【図９】 図７、図８に示す基材の変形例を示す断面図である。
【図１０】 図７、図８に示す基材の他の変形例を示す断面図である。
【図１１】 基材の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】 請求項５に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図１３】 図１１に示す基材の変形例を示す断面図である。
【図１４】 図１１に示す基材の他の変形例を示す断面図である。
【図１５】 基材のさらに異なる変形例を示す断面図である。
【図１６】 請求項６に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図１７】 請求項７に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図１８】 従来のグランドパッキン材料の一例を示す斜視図である。
【図１９】 従来のグランドパッキン材料の他の例を示す斜視図である。
【図２０】 従来のグランドパッキンの一例を示す斜視図である。
【図２１】 従来のグランドパッキンの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ グランドパッキン材料
２ シート状の炭素繊維（炭素繊維）
３ 帯状膨張黒鉛
４ 基材
８ グランドパッキン
２０ 炭素繊維よりなる補強材
２０Ａ 多数の開口
【発明の属する技術分野】
本発明は、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料と、このグランドパッキン材料によって製造されたグランドパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、グランドパッキンの製造に用いられるグランドパッキン材料として、図１８または図１９に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。図１８のグランドパッキン材料５０は、炭素繊維５１の表面に接着剤によって膨張黒鉛５２を接着して被覆した内補強構造のもので、図１９のグランドパッキン材料５０は、複数本の炭素繊維５１の両面に接着剤によって膨張黒鉛５２を接着して被覆した内補強構造のものである。
【０００３】
グランドパッキン材料５０には、前記炭素繊維５１によって高い引張り強さが付与されるので、編組またはひねり加工することができる。したがって、このグランドパッキン材料５０を複数本集束して、編組またはひねり加工することによりグラントパッキンを製造することできる。たとえば、グランドパッキン材料５０を８本集束して８打角編みすることで、図２０（ａ），（ｂ）に示すように編組したグラントパッキン５３を製造することができ、また、グランドパッキン材料５０を６本集束してひねり加工することで、図２１（ａ），（ｂ）に示すようにひねり加工したグラントパッキン５３を製造することができる。
図２０および図２１のグラントパッキン５３には、膨張黒鉛５２によってパッキンとして不可欠な圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので、高い封止性を有して流体機器の軸封部を封止することができるとされている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１０１９１６号公報（図２ 図８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の内補強構造のグランドパッキン材料５０では、炭素繊維５１の表面または両面を被覆している膨張黒鉛５２に高い保形性を期待することができない。すなわち、従来の内補強構造のグランドパッキン材料５０では、高い封止性が得られる反面、保形性に劣る欠点を有している。このように、保形性に劣るグランドパッキン材料５０を複数本集束して、編組またはひねり加工によってグラントパッキン５３を製造すると、編組時またはひねり加工時に膨張黒鉛５２に脱落が生じることになる。このため、グラントパッキン５３の弾力性が低下し、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が失われて、グラントパッキン５３の封止性が低下することになる。
【０００６】
また、多量の接着剤によって炭素繊維５１と膨張黒鉛５２とを接着しているので、接着剤硬化を生じて膨張黒鉛５２の親和性や圧縮復元率などが低下し、シール性に悪影響をおよぼすとともに、このようなグランドパッキン材料５０でグラントパッキン５３が製造されると、高温条件下で使用した場合に、接着剤が焼失して浸透漏れが多くなり、シール性が低下することになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、内補強された炭素繊維により高い引張り強さが付与されて、容易に編組またはひねり加工することができ、内補強構造本来の高い封止性が損なわれず、しかも高い保形性を得ることができるとともに、接着剤硬化や接着剤の焼失などを回避できるグランドパッキン材料およびこのグランドパッキン材料を用いて製造されたグランドパッキンを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記補強材を内側にして撚られており、この撚られた補強材には炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴ととしている。
【０００９】
請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記補強材を内側にして巻かれており、この巻かれた補強材には炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料は、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記炭素繊維よりなる補強材を内側にして巻かれて撚られており、この巻かれて撚られた補強材には炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を設けることが好ましい。
【００１２】
請求項５に記載の発明のように、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材の両面に帯状膨張黒鉛を設けてもよい。
【００１３】
請求項６に記載の発明に係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いて編組していることを特徴としている。
【００１４】
請求項７に記載の発明にに係るグランドパッキンは、請求項１，２，３，４，５のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工していることを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、炭素繊維は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材は折損されることなく内補強材として該炭素繊維を帯状膨張黒鉛で被覆したグランドパッキン材料が得られる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで膨張黒鉛が炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材に備えられた炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零にしても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零にできることで接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、帯状膨張黒鉛によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造になって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、炭素繊維は、巻いても折損し難い特性を有しているので、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材は折損されることなく内補強材として該炭素繊維を帯状膨張黒鉛で被覆したグランドパッキン材料が得られる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで膨張黒鉛が炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材に備えられた炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零にしても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零にできることで接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、帯状膨張黒鉛によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造になって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、炭素繊維は、巻いて撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材は折損されることなく内補強材として該炭素繊維を帯状膨張黒鉛で被覆したグランドパッキン材料が得られる。
また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで膨張黒鉛が炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材に備えられた炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零にしても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。
さらに、接着剤の使用量を零にできることで接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
また、帯状膨張黒鉛によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造になって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明のように、帯状膨張黒鉛の片面に炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を設けても、炭素繊維をグランドパッキン材料の内部に巻き込んで内補強することができるので、帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材の両面に帯状膨張黒鉛を配した帯状膨張黒鉛の二重構造になるので、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性がさらに向上し、より一層高い封止性を得ることができる。また、補強材を内部に巻き込む巻き込み量が多くなって、内補強することができるので、グランドパッキン材料の引っ張り強度がより向上する。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組しているグランドパッキンであるので、編組時における膨張黒鉛の脱落を防止して保形性を向上させることができる。このため、グラントパッキンの弾力性が低下せず、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性を保持して、グラントパッキンの封止性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工しているグランドパッキンであるので、編組時における膨張黒鉛の脱落を防止して保形性を向上させることができる。このため、グラントパッキンの弾力性が低下せず、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性を保持して、グラントパッキンの封止性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本のシート状の炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記シート状の炭素繊維２が内向きになるように、端から長手方向に順次に撚りをかけて、帯状膨張黒鉛３でシート状の炭素繊維２を被覆し、この撚られた補強材２０に備えられかつ膨張黒鉛を臨ませる図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、炭素繊維２の全てと帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、帯状膨張黒鉛３の間にシート状の炭素繊維２を介在させた内補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う炭素繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって備える。
【００２３】
シート状の炭素繊維２は、撚りをかけても折損し難い特性を有しているので、折損されることなく帯状膨張黒鉛３によって被覆された内補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３が炭素繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、シート状の炭素繊維２の全てと帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれていることによっても、後述するグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時にシート状の炭素繊維２が分離し難くなり、内補強効果を有効に発揮することができるとともに、帯状膨張黒鉛３によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛３がサンドイッチ構造なって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００２４】
図４は、請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図であり、この図において、グランドパッキン材料１は、極細で長尺の多数本のシート状の炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記シート状の炭素繊維２が内向きになるように、帯状膨張黒鉛３でシート状の炭素繊維２を被覆し、かつシート状の炭素繊維２の全てと帯状膨張黒鉛３の一端部５をのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込んで、この巻かれた補強材２０に備えられている図２，図３に示す多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３を臨ませるようにして、帯状膨張黒鉛３の間にシート状の炭素繊維２を介在させた内補強構造に構成されている。なお、前記多数の開口２０Ａは、極細で長尺の多数本の炭素繊維２よりなる補強材２０の多数の部位で隣接し合う炭素繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、撚る前に予め局部的な裂け目を形成することによって備える。
【００２５】
シート状の炭素繊維２は、巻いても折損しないので、折損されることなく帯状膨張黒鉛３によって被覆された内補強構造のグランドパッキン材料１を得ることができる。また、帯状膨張黒鉛３が炭素繊維２よりなる補強材２０に備えられた多数の開口２０Ａに臨んで補強材２０に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛３と補強材２０との結合力が高められるので接着剤の使用を省略できる。つまり、接着剤を使用しなくても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材２０が帯状膨張黒鉛３と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用を省略することで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛３の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、シート状の炭素繊維２の全てと帯状膨張黒鉛３の幅方向の一端部５がのり巻き状にグランドパッキン材料１の内部に巻き込まれていることによっても、後述するグランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時にシート状の炭素繊維２が分離し難くなり、内補強効果を有効に発揮することができるとともに、帯状膨張黒鉛３によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛３がサンドイッチ構造なって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明に係るグランドパッキン材料のように、シート状の炭素繊維２を帯状膨張黒鉛３の片面に設け、このようにした基材４を前記シート状の炭素繊維２が内向きになるように、巻かれて撚られている内補強構造であっても、図１の請求項１または図４の請求項２の発明に係るグランドパッキン材料１と同様の作用・効果を奏することができる。このように構成されたグランドパッキン材料１の外観は図１と略同じであるので図示は省略する。
【００２７】
グランドパッキン材料１は、たとえば、以下の手順によって構成することができる。
【００２８】
まず、図５に示すように、１本の直径が７μｍの炭素繊維２を１２，０００本集束したマルチフィラメント糸を使用して、幅Ｗ＝４．００ｍｍ、厚さＴ＝０．２０ｍｍの偏平状にした炭素繊維束２Ａを設ける。
【００２９】
この炭素繊維束２Ａを幅方向に拡展して、図６に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍの展延シート２Ｂを形成する。
【００３０】
図７に示す幅Ｗ１＝２５．００ｍｍ、厚さＴ１＝０．０３ｍｍのシート状の炭素繊維２に膨張黒鉛粉末３Ａを重ねて、これを圧縮成形することで、図８に示すように、幅Ｗ２＝２５．００ｍｍ、厚さＴ２＝０．２５ｍｍに圧縮された帯状膨張黒鉛３の片面にシート状の炭素繊維２を設けて基材４を形成する。
【００３１】
なお、図９に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅狭のシート状の炭素繊維２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００３２】
また、図１０に示すように、帯状膨張黒鉛３の上面に帯状膨張黒鉛３よりも幅広のシート状の炭素繊維２を重ねて基材４を形成してもよい。
【００３３】
このように、帯状膨張黒鉛３の上面に前記シート状の炭素繊維２を重ね、炭素繊維２よりなる補強材２０を帯状膨張黒鉛３の片面に設けた基材４を形成し、この時に、補強材２０の多数の部位で隣接し合う炭素繊維２同士を離間させるように少し押し拡げて、予め局部的な裂け目を形成することによって多数の開口２０Ａを備わせて、ここに帯状膨張黒鉛３を臨ませる手法、あるいは基材４に撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかける時に備わる多数の開口２０Ａに帯状膨張黒鉛３が臨むことによって、アンカー作用が生じることになる。
【００３４】
炭素繊維２としては、１本の直径が３μｍ〜１５μｍのものが好ましい。直径が３μｍ未満であると撚りをかける時に折損するおそれがあり、直径が１５μｍを超えると撚りをかけ難くなる。ただし、炭素繊維２の直径が小さいほどシール性がよくなるので、５μｍ〜９μｍの範囲が最適である。
【００３５】
また、シート状の炭素繊維２の厚さＴ１は、１０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましい。さらに好ましくは３０μｍ〜１００μｍの範囲である。厚さＴ１が１０μｍ未満であると、内補強効果が低下し、しかも均一なシート製作が難しい。また、厚さＴ１が３００μｍを超えると、内補強効果を高めることができる反面撚りをかけ難くなり、しかも、補強材部分からの漏れが発生する。
【００３６】
図１１に示すように、シート状の炭素繊維２の両面に該シート状の炭素繊維２と同じ幅寸法の帯状膨張黒鉛３を設けて基材４を形成し、この基材４に撚りをかけるかあるいは巻いて撚りをかけることで、図１２（ａ）のグランドパッキン材料１が構成され、図１１の基材４をのり巻き状に巻き込むことで、図１２（ｂ）のグランドパッキン材料１が構成される。このようなランドパッキン材料１では、シート状の炭素繊維２の両面に帯状膨張黒鉛３を配した帯状膨張黒鉛３の二重構造になるので、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性がさらに向上し、より一層高い封止性を得ることができる。なお、図１３に示すような、シート状の炭素繊維２の両面に該シート状の炭素繊維２よりも幅寸法の大きい帯状膨張黒鉛３を設けた基材４であってもよい。また、図１４に示すような、シート状の炭素繊維２の両面に該シート状の炭素繊維２よりも幅寸法の小さい帯状膨張黒鉛３を設けた基材４であってもよい。さらに、図１５に示すような、帯状膨張黒鉛３の両面に該帯状膨張黒鉛３よりも幅寸法の小さいシート状の炭素繊維２を設けた基材４であってもよい。
【００３７】
以上説明した実施の形態のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を編組機により集束して編組することで、たとえば、図１６のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図１６では、８本のグランドパッキン材料１を集束して、８打角編みしたグランドパッキン８を示している。
【００３８】
前記のグランドパッキン材料１を複数本用いて編組しているグランドパッキンであるので、編組時における膨張黒鉛の脱落を防止して保形性を向上させることができる。このため、グラントパッキン８の弾力性が低下せず、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性を保持して、グラントパッキン８の封止性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。このことによっても、優れたシール性を得ることができる。
【００３９】
一方、前記のグランドパッキン材料１を複数本用意し、これら複数本を集束してひねり加工することで、たとえば、図１７のような紐状のグランドパッキン８を製造することができる。なお、図１７では、６本のグランドパッキン材料１を集束してひねり加工を施しながらロール成形を行なったものである。このように、ひねり加工されたグランドパッキン８であっても、ひねり加工時における膨張黒鉛の脱落を防止して保形性を向上させることができる。このため、グラントパッキン８の弾力性が低下せず、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性を保持して、グラントパッキン８の封止性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。このことによっても、優れたシール性を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、グランドパッキン材料およびグランドパッキンは構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００４１】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の発明によれば、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維を内補強材として該炭素繊維を帯状膨張黒鉛で被覆したグランドパッキン材料を得ることができる。また、補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで膨張黒鉛が炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材に備えられた炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口に臨んで前記補強材に係合するアンカー作用によって、帯状膨張黒鉛と補強材との結合力が高められるので、接着剤の使用量を零にしても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に補強材が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり内補強効果を有効に発揮することができる。さらに、接着剤の使用量を零にできることで、接着剤硬化による帯状膨張黒鉛の特性（親和性、圧縮復元性など）の低下を抑制することができる。また、炭素繊維の全てと帯状膨張黒鉛の一部が内部に巻き込まれていることによっても、グランドパッキンを製造するための編組時またはひねり加工時に炭素繊維が帯状膨張黒鉛と分離し難くなり、内補強効果を有効に発揮することができるとともに、帯状膨張黒鉛によって圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性が付与されるので高い封止性を得ることができる。さらに、圧縮または圧力がかかった場合に、帯状膨張黒鉛がサンドイッチ構造になって、膨張黒鉛粒子の移動が抑制されるので保形性を向上させることができる。
【００４２】
請求項４に記載の発明によれば、帯状膨張黒鉛と炭素繊維の両者を分離させることなく撚りをかけるかまたはのり巻き状に巻くかあるいは巻いて撚りをかけて、炭素繊維を内部に巻き込んだ内補強構造のグランドパッキン材料を容易に得ることができる。
【００４３】
請求項５に記載の発明によれば、炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材の両面に帯状膨張黒鉛を配した帯状膨張黒鉛の二重構造になるので、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性がさらに向上し、より一層高い封止性を得ることができる。
【００４４】
請求項６または請求項７に記載の発明によれば、前記のグランドパッキン材料を複数本用いて編組またはひねり加工しているので、編組時における膨張黒鉛の脱落を防止して保形性を向上させることができる。このため、グラントパッキンの弾力性が低下せず、圧縮性、復元性などの封止上好ましい特性を保持して、グラントパッキンの封止性を向上させることができる。さらに、高熱条件下で使用しても、接着剤の焼失によるシール性の低下が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 請求項１に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】 炭素繊維よりなる補強材の多数の開口に帯状膨張黒鉛が臨んでいる状態の一例を拡大して部分的に示す平面図である。
【図３】 図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】 請求項２に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】 炭素繊維束の一例を示す斜視図である。
【図６】 シート炭素繊維の一例を示す斜視図である。
【図７】シート状の炭素繊維に膨張黒鉛粉末を重ねた状態を示す断面図である。
【図８】 基材の他の例を示す断面図である。
【図９】 図７、図８に示す基材の変形例を示す断面図である。
【図１０】 図７、図８に示す基材の他の変形例を示す断面図である。
【図１１】 基材の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】 請求項５に記載の発明に係るグランドパッキン材料の実施の形態を示す斜視図である。
【図１３】 図１１に示す基材の変形例を示す断面図である。
【図１４】 図１１に示す基材の他の変形例を示す断面図である。
【図１５】 基材のさらに異なる変形例を示す断面図である。
【図１６】 請求項６に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図１７】 請求項７に記載の発明に係るグランドパッキンの実施の形態を示す斜視図である。
【図１８】 従来のグランドパッキン材料の一例を示す斜視図である。
【図１９】 従来のグランドパッキン材料の他の例を示す斜視図である。
【図２０】 従来のグランドパッキンの一例を示す斜視図である。
【図２１】 従来のグランドパッキンの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ グランドパッキン材料
２ シート状の炭素繊維（炭素繊維）
３ 帯状膨張黒鉛
４ 基材
８ グランドパッキン
２０ 炭素繊維よりなる補強材
２０Ａ 多数の開口
Claims (7)
- 炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記補強材を内側にして撚られており、この撚られた補強材には炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。
- 炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記補強材を内側にして巻かれており、この巻かれた補強材には炭素繊維束中の炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。
- 炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を帯状膨張黒鉛の少なくとも片面に設けた基材が、前記補強材を内側にして巻かれて撚られており、この巻かれて撚られた補強材には炭素繊維束中の炭素繊維炭素繊維間に形成されかつ膨張黒鉛を臨ませる多数の開口が備えられていて、これら開口が備えられた補強材上に膨張黒鉛粉末を重ねて圧縮成形することで前記開口に膨膨張黒鉛を臨ませるようにしたことを特徴とするグランドパッキン材料。
- 帯状膨張黒鉛の片面に炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材を設けた請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
- 炭素繊維束を幅広く薄い状態にした多数本の炭素繊維よりなる補強材の両面に帯状膨張黒鉛を設けた請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載のグランドパッキン材料。
- 請求項１，２，３，４，５のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いて編組していることを特徴とするグランドパッキン。
- 請求項１，２，３，４，５のいずれかに記載のグランドパッキン材料を複数本用いてひねり加工していることを特徴とするグランドパッキン。
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