【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、流体を封止するパツキンに係り、い
わゆるプラスチツク（可塑化）パツキンに関する
ものである。
従来、例えば、汎用バルブ等のパツキンには、
プラスチツクパツキンが多く用いられてきてい
る。係るパツキンの構成材は、繊維基材、粉体充
填材、結合材に大別される。そして繊維基材とし
ては、パツキン自体の強度向上と復元性保持に寄
与し得る繊維が好ましく通常、石綿が用いられて
いる。また粉体充填材としては、パツキンの目詰
め材として浸透漏れを防止する役と例えば弁棒と
の摺動抵抗を減少せしめるために用いられ、黒
鉛、雲母、タルク等の粉体が用いられている。さ
らに結合材としては、パツキンの成形性の向上と
可撓性とを与えて封止性能の向上に寄与し得るも
のがよく、一般にゴム等が用いられる。ところ
が、係るパツキンには、通常、基本的に具備すべ
き特性として、封止機能に優れている（低締付
面圧にて流体を密封できる）こと。ステムトル
クが低くかつ安定していること。応力緩和が少
ないこと。等がある。しかしながら、前述した従
来パツキンにあつては、○イ可塑化することによ
り、封止機能を向上させれば、熱間時のパツキン
のハミ出しや応力緩和の低下を誘発しやすくな
り、かえつて漏れの発生を導く欠点があつた。ま
た○ロ応力緩和を少なくしようとすれば、パツキン
自体を硬くしてしまい封止機能を劣らし、ステム
トルクを高める欠点がある。さらに○ハパツキン自
体の表面に弗素樹脂等の軟質材コーテイングを施
こすことによつて封止性能を向上させた手段もあ
るが、係る手段では、弗素樹脂の流出等による耐
久性の面で難点を残し、また製造上繁雑化する欠
点があつた。このように、従来パツキンでは、封
止機能の向上と応力緩和の減少という相反する機
能を充分に満足するものはなかつた。本発明は、
係る事情に基づきなされたものであり、優れた封
止機能と応力緩和を生じないパツキンであつて、
しかも繁雑な製法を一切用いることのないパツキ
ンを提供するものである。
即ち、本発明は、繊維を基材となすパツキンに
おいて、この基材の結合材として配合されるゴム
が過酸化物の加硫剤にて加熱空気雰囲気中で加硫
せしめたゴムを配合させることによつて、パツキ
ン表層部のみが可塑化されていることを要旨とす
る可塑化パツキンに係るものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明では、前述したように、優れた封
止機能を持ち、同時に応力緩和の生じないパツキ
ンを得るためには、如何なる構成のパツキンとな
せば良いのかという模索から始まつた。そして
種々検討を加えた結果、パツキンの構成上から
は、パツキンの表層部のみを可塑化せしめること
が出来れば、前述の相反する機能を満足できるも
のと推量された。しかしながら、パツキンの表層
部のみを可塑化し得る具体的手段については、数
種の案を考えられたけれども、何れも、そのため
に繁雑な製造上の工程が増え、産業経済面より実
現し難い手段に思えた。そこで、さらに検討を加
えた結果、従来パツキンで用いられているゴムか
らなる結合材に着目した。通常、繊維基材、例え
ば、石綿繊維の間に均一にしかも充分に結合材と
してのゴム材が分散され、かつゴム材の加硫を完
全に行うことが常識化されている。このためゴム
材の加硫にはイオウ加硫している。ところが本発
明では、前述した目的をもつて、パツキンの表層
部のみを可塑化するために、パツキンの結合材と
してのゴム材の加硫剤に過酸化物を用いるもので
ある。
この過酸化物による加硫を施こしたゴム材は、
圧縮氷久歪が小さく熱劣化の少ない長所をもつ反
面、空気中の酸素存在下における加硫、例えば、
熱空気加硫や水蒸気加硫が全く困難である欠点を
持つ。しかしながら、本発明においては、この過
酸化物加硫のもつ欠点を逆利用するものであり、
繊維を基材となすパツキンにおいて、この基材間
に均一分散配合され、加硫されるゴム材からなる
結合材の加硫剤として、過酸化物を配合し、通常
の熱空気加硫にて得たパツキンは、その表層部の
み可塑化されたものとなる。このようにして得ら
れた本発明に係るパツキンは、後述する実施例か
ら確認されるように、優れた封止機能を発揮でき
るだけでなく、応力緩和がなく、しかも過酸化物
加硫本来の長所とも相埃つて耐久封止機能を備え
たものを得た。
なお、本発明の意図する過酸化物とは、特に有
機過酸化物が好ましく、例えば、ジクミルパーオ
キサイド、ベンゾイールペルオキシド、ジクミル
ペルキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジ
アルキルパーオキサイド等が好ましい。また結合
材としてのゴム材には、ポリイソプレン、ブタジ
エン・スチレン共重合体、ポリブタジエン、ポリ
シロキサン、６フツ化プロピレン・フツ化ビニリ
デン共重体、ブタジエン・アクリロニトリル共重
体等のエラストマーが好ましい。さらに、繊維基
材としては、石綿以外に、炭素繊維、フエノール
系繊維、ポリフルオロカーボン系繊維、芳香族系
ポイアミド繊維、等が好ましいが、特に繊維基材
を限定するものではない。次に本発明に係るパツ
キンの一実施例を示す。
実施例
下表に示すパツキンを作つた。
The present invention relates to a gasket for sealing fluid, and more particularly to a so-called plastic gasket. Conventionally, for example, the packing of general-purpose valves, etc.
Plastic packaging has been widely used. The constituent materials of such packing are broadly classified into fiber base materials, powder fillers, and binding materials. The fiber base material is preferably a fiber that can contribute to improving the strength and maintaining the resilience of the packing itself, and usually asbestos is used. In addition, powder fillers such as graphite, mica, and talc are used as packing materials for seals to prevent seepage and leakage, and to reduce sliding resistance with, for example, valve stems. There is. Further, as the bonding material, it is preferable to use a material that can contribute to improving the sealing performance by improving moldability and flexibility of the packing, and rubber or the like is generally used. However, such packings usually have an excellent sealing function (capable of sealing fluid with low tightening surface pressure) as a basic characteristic. Stem torque must be low and stable. Less stress relaxation. etc. However, in the case of the conventional gaskets mentioned above, if the sealing function is improved by plasticizing, the gaskets are more likely to protrude during hot operation and the stress relaxation is reduced, which can lead to leakage. There were shortcomings that led to the occurrence of Furthermore, if an attempt is made to reduce the stress relaxation, the packing itself becomes hard, which deteriorates the sealing function and increases the stem torque. Furthermore, there is a method to improve the sealing performance by coating the surface of the hapatsukin itself with a soft material such as fluororesin, but such means have problems in terms of durability due to leakage of the fluororesin, etc. However, it also had the disadvantage of complicating manufacturing. As described above, none of the conventional packings satisfactorily satisfies the conflicting functions of improving the sealing function and reducing stress relaxation. The present invention
This was made based on the above circumstances, and the packing has an excellent sealing function and does not cause stress relaxation.
Moreover, it provides a packaged skin that does not require any complicated manufacturing methods. That is, the present invention provides a packing made of fiber as a base material, in which the rubber compounded as a binder for the base material is compounded with rubber vulcanized in a heated air atmosphere with a peroxide vulcanizing agent. This invention relates to a plasticized packing in which only the surface layer of the packing is plasticized. The present invention will be explained in detail below. First, as mentioned above, the present invention began with the search for what kind of structure the packing should have in order to obtain a packing that has an excellent sealing function and at the same time does not cause stress relaxation. As a result of various studies, it was surmised that from the viewpoint of the structure of the packing, if only the surface layer of the packing could be plasticized, the contradictory functions mentioned above could be satisfied. However, although several ideas have been devised regarding specific means for plasticizing only the surface layer of the packing, all of them require more complicated manufacturing steps and are difficult to implement from an industrial and economic perspective. I thought so. Therefore, after further investigation, we focused on a bonding material made of rubber, which is conventionally used in packing. Normally, it is common knowledge that a rubber material as a binder is uniformly and sufficiently dispersed between fiber base materials, such as asbestos fibers, and that the rubber material is completely vulcanized. For this reason, sulfur vulcanization is used to vulcanize rubber materials. However, in the present invention, in order to plasticize only the surface layer of the packing, peroxide is used as a vulcanizing agent for the rubber material used as the binding material for the packing. Rubber material vulcanized with this peroxide is
Although it has the advantage of low compressive ice strain and little thermal deterioration, vulcanization in the presence of oxygen in air, e.g.
It has the disadvantage that hot air vulcanization or steam vulcanization is completely difficult. However, the present invention takes advantage of this disadvantage of peroxide vulcanization,
In packings with fiber as a base material, peroxide is blended as a vulcanizing agent for the binder made of rubber material, which is uniformly dispersed between the base materials and vulcanized. The obtained packing is plasticized only in its surface layer. The packing according to the present invention obtained in this way not only exhibits an excellent sealing function, but also has no stress relaxation, and has the inherent advantages of peroxide vulcanization, as will be confirmed from the examples described below. We obtained a product with a durable sealing function. The peroxide intended in the present invention is particularly preferably an organic peroxide, such as dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, dialkyl peroxide, etc. preferable. The rubber material used as the binder is preferably an elastomer such as polyisoprene, butadiene/styrene copolymer, polybutadiene, polysiloxane, propylene hexafluoride/vinylidene fluoride copolymer, or butadiene/acrylonitrile copolymer. In addition to asbestos, the fiber base material is preferably carbon fiber, phenol fiber, polyfluorocarbon fiber, aromatic polyamide fiber, etc., but the fiber base material is not particularly limited. Next, an embodiment of the packing according to the present invention will be shown. Example The packing shown in the table below was made.
【表】
このようにして得た本発明品Ａと比較品Ｂとの
パツキンについて、各々、パツキン断面における
架橋密度の分布状態を第１図に示す。架橋密度が
低いほど、可塑化されている。この第１図をみれ
ばわかるように、本発明品Ａは、パツキンの表層
部のみ可塑化されていることがわかつた。
さらに洩れ特性とステムトルクとを測定した結
果を各々第２図と第３図とに示した。第２図の結
果は、流体として窒素ガス10Kg／cm2に負荷した状
態にて、JIS青銅10Kg／cm2用ねじ込み玉形弁に組
み込んだ条件でした。また第３図の結果も、前述
した同一条件にて行なつたものである。この第２
図と第３図とにより、本発明品Ａは、比較品Ｂに
比して、ステムトルクが抵くバルブ操作が平滑で
あり、かつ洩れ最も少なかつた。さらに、乾熱サ
イクル（温度120℃に保持、30回の弁座全開全閉
の繰返、時間15Hr／サイクル）をかけることに
よつて、洩れ量変化による応力緩和度合と耐久特
性を試みた結果、本発明品Ａは、洩れ量およびス
テムトルク共に常に安定した良好な特性を示した
が、比較品Ｂは、熱劣化によつてゴムの硬化がみ
られ、パツキンの可塑性が失なわれ、ステムトル
クの増大と洩れ量の増加を示した。この乾熱サイ
クル耐久試験におけるパツキンの性能変化は、配
合ゴムの性状変化をみるためのものである。この
ことは、乾熱サイクル耐久試験後に、本発明品Ａ
と比較品ＢとをASTM規格に基づくゴム硬度計
にて、硬度を測定した結果、DuroDにて、本発
明品Ａが42゜であつたのに対し比較品Ｂでは59゜に
もなつていた。つまり比較品Ｂは、硬化の進行が
速く、パツキンの性能上、悪い影響を与えること
がわかつた。
以上、詳述したように本発明に係るパツキン
は、パツキンとして備えるべき諸特性に極めて優
れたものである。[Table] FIG. 1 shows the distribution of crosslinking density in the cross-section of the packings of the invention product A and the comparative product B thus obtained. The lower the crosslinking density, the more plasticized it is. As can be seen from FIG. 1, it was found that in the product A of the present invention, only the surface layer of the packing was plasticized. Furthermore, the results of measuring the leakage characteristics and stem torque are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. The results shown in Figure 2 are the conditions when the valve was installed in a screw-in globe valve for JIS bronze 10Kg/cm 2 with a load of 10Kg/cm 2 of nitrogen gas as the fluid. The results shown in FIG. 3 were also obtained under the same conditions as described above. This second
As can be seen from the figure and FIG. 3, compared to comparative product B, product A of the present invention had smooth valve operation with low stem torque, and had the least amount of leakage. Furthermore, by applying a dry heat cycle (maintaining the temperature at 120℃, repeating the valve seat fully open and fully closed 30 times, time 15 hours/cycle), we tested the stress relaxation degree and durability characteristics due to changes in leakage amount. Inventive product A always exhibited stable and good characteristics in terms of leakage amount and stem torque, but in comparative product B, the rubber hardened due to thermal deterioration, the plasticity of the packing was lost, and the stem It showed an increase in torque and an increase in leakage amount. Changes in the performance of the packing during this dry heat cycle durability test are used to observe changes in the properties of the compounded rubber. This shows that after the dry heat cycle durability test, the product A of the present invention
As a result of measuring the hardness of Comparative Product B and Comparative Product B using a rubber hardness tester based on ASTM standards, the hardness of Comparative Product B was 59° while DuroD was 42° for Inventive Product A. . In other words, it was found that Comparative Product B progressed rapidly in curing, which had a negative effect on the performance of the seal. As described above in detail, the packing according to the present invention is extremely excellent in various characteristics that should be provided as a packing.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
図面は、何れも本発明に係る実施例でのパツキ
ン特性を示すグラフであり、第１図は、パツキン
断面に対する架橋密度の分布状態を示すグラフで
あり、第２図は、パツキン締付トルクに対する洩
れ量を示すグラフであり、第３図は、パツキン締
付トルクに対するステムトルクを示すグラフであ
る。
The drawings are graphs showing the packing characteristics in Examples according to the present invention. FIG. 1 is a graph showing the distribution of crosslinking density with respect to the packing cross section, and FIG. 2 is a graph showing the distribution of crosslinking density with respect to the packing tightening torque FIG. 3 is a graph showing the amount of leakage, and FIG. 3 is a graph showing the stem torque with respect to the packing tightening torque.