JPH01307570A - グラファイトヤーン及びその織物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、耐熱性、耐摩耗性に優れたグラファイトヤー
ン及びその織物に関するものである。

グラファイトヤーンとは、グラファイト（黒鉛）を主原
料とする糸をいう。

［従来の技術］ 従来から、グラファイトヤーンは、耐熱、耐薬品性等を
要求されるパツキンの素材等として用いられてきた。

パツキンは気密、液密を必要とする接合面に挟んだり、
或いは回転や抜き差しする軸の周りにつめて、接合面或
いはすべり部から液体や気体が漏れるのを防ぐものであ
る。

これは、使用する箇所、環境等により種々の形状、材質
のものが採用されている。例えば、高温、高圧用のパル
プやフランジ等に使用されるものはまず耐熱性が要求さ
れる。かつ、直径の大きいものは打抜きガスケット等は
製造の問題及び取り扱いの問題から使用が困難であるた
め、通常は紐状のものが用いら・れている。

このような高温高圧用のパツキンは、その本質からして
弾性を有することは必須であり、かつ高い耐熱性、耐薬
品性を要求されるとその材質の選定が困難である。

以上の要望に応えるものとして、ケブラー等の耐熱性の
高い化学繊維とステンレスを糸として断面を角形に袋編
し、その表面に黒鉛を焼付処理したものもある。これは
、黒鉛を焼付たちのであるため、耐熱性及び耐薬品性が
高く、かつ編んだ紐状のものであるため大口径にも使用
でき、弾性にも冨み且つ摺動性、気密性も良好というも
のである。

しかしながら、この従来の紐状パツキンでは、焼き付け
た黒鉛が薄いフィルム状であるため、引張応力がかかる
と切れやすく、その切れた部分については、耐熱性及び
耐薬品性が著しく減少するため、パンキンとしての機能
を失う等の欠点があった。

また、グラファイトヤーンを編組した紐状体も考案され
使用されている。これは耐熱性、体薬品性には優れてい
るが、グラファイトのみであるため強度が小さく、長い
紐状にすると折れたり、変形することが多い。

そこで、最近金属線（ステンレス）を補強材としてグラ
ファイトヤーンに挿入したものが出現してきている。こ
れは、表面はグラファイトであるため前記のグラファイ
トヤーンの持つ利点を有しかつ金属線が挿入されている
ため、強度的に優れたものとなっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の金属線入グラファイトヤーンでは
、金属線とグラファイトとの密着性が悪く、剥離や欠落
が生じるばかりでなく、中心部分にしか金属が存在せず
、金属とグラファイトが完全に分離した状態で接着され
ているため、糸（ヤーン）自身の保形性が劣ることとな
っていた。

そこで、本業界では種々の応力がかかった場合において
も、パツキンとしての能力が減少しない耐熱性、耐圧性
、体薬品性の優れたグラファイトヤーンが要望されてい
た。

さらに、本業界では、アルミや鉛等の低融点金属の溶融
炉（容器）の内側に溶融金属が密着してその清掃や金属
除去が困難である現状から、そのような欠点のない耐熱
性のある部材が要望されていた。

［課題を解決するための手段］ 以上のような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果、
本発明グラファイトヤーン及びその織物を完成させたも
のでありその特徴とするところはそれぞれ、シート状の
膨張黒鉛と金属箔を貼り合わせたものを裁断し帯状体と
なし、該帯状体を金属箔を内側として縦長のロール状と
した点、シート状の膨張黒鉛と金属箔を貼り合わせたも
のを裁断し帯状体となし、該帯状体を金属箔を内側とし
て縦長のロール状としたものを圧縮した点、及びこれら
のグラファイトヤーンを織った点にある。

ここで、膨張黒鉛とは、次のような製法によって得られ
るものである。

天然黒鉛、熱分解黒鉛、キッシュ黒鉛等を硫酸や硝酸ナ
トリウム、過マンガン酸カリウム又は臭素やハロゲン化
物等で処理すると眉間化合物が得られる。この眉間化合
物は、黒鉛の層状構造の眉間に他の反応物質が浸入して
、炭素平面と結合を持ち、炭素の層状構造を維持したま
まの結晶化合物をいう。これを、高温で熱処理すること
によって、眉間化合物がガスを発生し、それにより黒鉛
層間は拡張される。通常、炭素平面と直角の方向にＩＯ
倍程度拡張する。この拡張された黒鉛が膨張黒鉛である
。

この膨張黒鉛には、バインダーとして酢酸セルロースや
フェノール樹脂等の合成樹脂を混合しても良い。また、
酸化黒鉛を配合したものを用いても良い。酸化黒鉛とは
、黒鉛酸とも呼ばれるものであり、炭素の結合環平面に
酸素等が共有結合している構造のものをいう。

結局、本発明でいう膨張黒鉛は、主剤として前記した膨
張黒鉛が含まれておれば良く、その他のものを混合する
ことは自由である。

そしてこの膨張黒鉛は、黒鉛一般の特長に加えて、軽量
である、変形しやすい、等々の利点があり、パツキン材
料としての条件を好適に充たしていると言える。

ここで「シート状」とは、前述した膨張黒鉛を０．２〜
０．６ｍｍ程度に薄くシート状に成型することをいう。

勿論、厚みはこれに限定するものではないが０．２ｍｍ
以下では成型が困難であり、０．６ｍｍ以上では厚すぎ
てヤーンにすることが困難なためである。

金属箔とは、金属の展延物であり一般に箔と称されてい
るものである。金属の種類は、アルミニウム、ステンレ
ス、チタン等が好適であるが、特に限定すのではない。

厚みは、２０〜１００μ程度が好適である。２０μ以下
は製造が困難であり、１００以上ではヤーンが堅くなり
すぎるためである。

貼り合わせは、接着剤で行なうことが好適であるが、接
着材なしでも可能である。

裁断とは、張り合わせたシート状物をスリット状にカッ
トすることをいう。この時の幅は、２．０ｍｍ〜１０Ｉ
ＩＩＩ１１が好適である。

ロール状とは、金属箔を内側として巻き寿司のように縦
長に巻くこと、及び巻貝のようにスパイラル状に巻くこ
とをいう。

さらに、このロール状にしたものを圧縮して膨脹黒鉛シ
ートと金属箔との密着性を良くすることもできる。例え
ば、ロール状体を狭い空隙に通過させるか、２本のロー
ル間を通過させた後、それと直交する方向に圧縮する２
本のロール間を通過させる等の方法である。

圧縮は、膨脹黒鉛シートと金属箔とをランダムに押し縮
めることとなる。

以上のようなグラファイトヤーンは、それを編組して種
々の用途に使用することができる。例え　　　−ば、パ
ツキンやクツション材等である。編組とは編むことと組
むことを指すが、ここでは撚ることも含めた概念として
使用する。編み方は、袋編、八ツ編、格子績等があり、
組み方は種々の組紐にする方法がある。また、縄のよう
に撚ッたものでもよい。！／ｌＪだ紐状物の断面形状は
円に限らず矩形、その他のものでもよい。

本発明のさらに別の態様として、前記のグラファイトヤ
ーンを織って布状にしたものでもよい。

勿論、この場合には紐状体はある程度細いものとなる。

この布状に織ったものとしては、面状パツキン（クロス
状）として使用することも、また打ち抜いて使用するこ
ともできるが、前記した溶融金属の内貼材としては最適
である。即ち、クロス状としたものを容器の内側に貼る
のであるが、布であるため、ある程度伸縮するため簡単
に貼ることができる。このような場合には、織目の間隙
をなくするために、織った後にロール間を通過させても
よい。

織る場合には、本発明グラファイトヤーンを縦糸及び緯
糸の両方に用いるのが好適であるが、その片方のみにグ
ラファイトヤーンを用い、他方はステンレスやピアノ線
等を用いることもできる。

片方にのみ用いる場合には、織る工程が簡単となり、織
機等にかかりやすいという利点がある。

［実施例］ 以下図面に示す実施例に基づいて本発明を更に詳細に説
明する。

第１図は、本発明に係るグラファイトヤーン１の拡大概
略図であり、金属箔２とシート状膨張黒鉛３が張り合わ
され、ロール状に巻かれているところを示している。シ
ート状膨張黒鉛としては、ＳＧレシート住友金属工業■
製）の厚み０．４ｍｍのものを用い、金属箔はステンレ
ス製の８０μのものを使用している。この例では、金属
箔及びシート状膨張黒鉛ともに１枚づつであるが、どち
から又は両者とも複数枚であってもよい。

第２図は、第１図に示すグラファイトヤーン１を組んで
紐状体４としたものである。

第３図は、第１図に示すグラファイトヤーン１を圧縮し
たものを示す斜視図である。金属箔２と膨張黒鉛がラン
ダムに集束しているのが分かる。

第３図に示すグラファイトヤーンを第２のような紐状体
に組み、パツキンとして使用したところシール性、耐熱
性は従来のグラファイト製のものとまったく変わらず、
強度が非常に優れていた。

即ち、紐状体の保形性が従来のものと比較して大きく優
れていた。

第４図は、第３図に示すグラファイトヤーンを縦糸及び
緯糸として、クロス状に織ったもの５を示す斜視図であ
る。これをアルミの溶融容器の内側として使用したとこ
ろ金属の付着や立ち上がり現象（金属が凝固して析出す
ること）が生じなか［発明の効果１ 以上詳細に説明したように本発明に係るグラファイトヤ
ーン及びその織物には次のような利点がある。

■　ヤーン１本、１本に金属箔が挟持されているため、
黒鉛が剥離、欠落することが非常に少ない。

■　また、パツキン自体のシール性についても、糸１本
１本が膨張するため非常に高いものとなっている。

■　グラファイトヤーンを織ったものは、従来にはまっ
たくなかったものであるため、従来品とは比較し難いが
、通常の布等とは異なり、耐熱性、体薬品性に優れ、熔
融金属の付着も非常に少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明グラファイトヤーンの１実施例を示す斜
視図である。第２図は第１図に示すグラファイトヤーン
を用いた紐状体を示す斜視図、第３図は本発明の他の実
施例を示す斜視図、第４図は本発明織物の１実施例を示
す斜視図である。 １・・−グラファイトヤーン ２・・・金属箔 ３・・・腫脹黒鉛 ４・・・紐状体 ５・・・織物 第４図　７，７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シート状の膨脹黒鉛と金属箔を貼り合わせたものを
   裁断し帯状体となし、該帯状体を金属箔を内側として縦
   長のロール状としたことを特徴とするグラファイトヤー
   ン。 ２、シート状の膨脹黒鉛と金属箔を貼り合わせたものを
   裁断し帯状体となし、該帯状体を金属箔を内側として縦
   長のロール状としたものを圧縮したことを特徴とするグ
   ラファイトヤーン。 ３、請求項１又は２記載のグラファイトヤーンを織った
   ことを特徴とするグラファイトヤーン織物。