JPH0222171A - 可撓性黒鉛環状シールリングとその製造方法 - 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、往復動弁軸およびポンプ軸回りのシールを成
す可撓性炭素シールリングに関するものである。

（従来技術と問題点） ポンプおよび弁などの流体操作装置において往復動輪が
装置の中に入る箇所のシールを成すパツキン材料として
可撓性黒鉛が効果的に使用されている。一般に可撓性黒
鉛は予形成された環状リングを成し、これらのリングが
パツキン（スタッフィング）ボックスの中において軸の
周囲に配置されて圧縮される。米国特許第４，１９０．
２５７号は可撓性黒鉛粒子をシールリング状に相互に圧
着して得られるパツキンリングを開示している。

又可撓性黒鉛のパツキンシールリングは、可撓性黒鉛テ
ープを軸の回りに巻き付けて環状製品を形成しこの製品
を金型の中で圧縮する事によって製造する事もできる。

可撓性黒鉛シールリングは本質的に純粋炭素であるから
、化学的に不活性であり、高温で安定である。さらに可
撓性黒鉛はその弾性の故に非常に効果的なシールを成す
。これらの特性の故に、可撓性黒鉛は高温−腐食性環境
において好ましいパッキン材料である。

しかし、可撓性黒鉛シールリングを備えたパツキンは、
往復動弁軸のシールとして使用された場合に、特に約１
１００丁（６００℃）以下の温度において、「がたつき
」　（チャックリング）を生じる傾向がある。チャック
リングは、軸がパツキンの中を通過する際の不安定な滑
り一固着運動である。これはパツキン中を軸を移動させ
るために点応力が使用される場合、または正確な制御が
必要とされる場合に一般的な現象である。このような用
途は、ダイヤフラムまたはピストンが往復動軸を作動す
る方式の空気制御弁を含む。このような弁の正確な制御
はチャツタリングの故に困難または不可能である。

軸の表面に、水、石油誘導体などの潤滑性物質を被告す
る事によってチャックリングを低減させる事ができる。

しかしこれらの物質は、特に弁に対して高温と高圧が加
えられる時に揮発しまたは劣化するので、−時的解決法
に過ぎない。その場合、潤滑物質が欠乏すると、再び軸
のチャツタリングを生じる。

〔発明の目的および効果〕

本発明の目的は、通常のパツキンボックス中において使
用された時に効果的にチャックリングを減少させる可撓
性黒鉛シールリングを提供するにある。

本発明の他の目的は、通常のパツキンボックス中におい
て使用した時にチャックリングを減少させ高温において
劣化または揮発しない永久面をシールリングに備えるに
ある。

本発明の他の目的は、シールリングの化学的不活性と高
温安定性が妥協できない通常型のパツキンボックスの中
においてチャツタリングを減少させる可撓性黒鉛シール
リングを提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明の１つの実施態様は、表面に連続無定形炭素相を
備えた可撓性黒鉛からなる製品であって、無定形炭素相
が前記表面から製品内部まで延在する製品に関するもの
である。無定形炭素相面、すなわち無定形炭素相を備え
た面がチャツタリングなしのシールを形成するために可
動軸に当接する。

好ましい実施態様において、無定形炭素相面の上に潤滑
剤が被告される。

本発明の他の実施態様は、無定形炭素相面を有する可撓
性黒鉛製品の製造方法において、（ａ）剥離された黒鉛
片を０．０５ｇ／ｃＩｉ乃至２．０ｇ／ｃｉＪ、好まし
くは０．０５〜１．５に／ｃｒｄ　ｓさらに好ましくは
０．１〜０．５ｇ／ｃｒｔＪの密度を有する製品状に圧
縮する段階と、 （ｂ）前記製品の面上にコークス形成有機材料を被着す
る段階と、 （ｃ）前記有機材料をコークス化するに十分な温度を前
記製品に加えて、製品表面上に無定形炭無定形炭素相は
その表面が連続的である。すなわち無定形炭素相の表面
全体が中断されない通路を成す。しかし連続無定形炭素
相は、その表面全体に分散された単数または複数の圧縮
された可撓性黒鉛片の小島を含む事ができる。従ってそ
の表面は連続無定形炭素相と可撓性黒鉛とを含み、また
は可撓性黒鉛を含まない連続無定形炭素相とする事がで
きる。簡１１１に言えば、「無定形炭素相面」とは、そ
の面上に可撓性黒鉛が存在するかいなかに関わらず、表
面に無定形炭素相を有する本発明の製品面を言う。

無定形炭素相は表面から可撓性黒鉛製品の内部まで延在
する。表面において無定形炭素相の割合が最大であり、
無定形炭素相が製品内部に入るに従って減少し、無定形
炭素相と可撓性黒鉛との間には明確な相界は存在しない
。代表的には無定形炭素相は可撓性黒鉛製品内部に約５
ミル（０，１３ｍｍ）延在するが、その程度はコークス
形成有機材料の滲透度に依存し、この滲透度はコークス
形成有機物質の湿潤特性および粘性、可撓性黒鉛の密度
およびその他のファクタによって影響される。

製品内部への無定形炭素相の浸透の故に、無定形炭素相
表面が摩耗または摩損しても、表面に新しい無定形炭素
相を提出するので、表面上には常に無定形炭素相が存在
しつづける。従って本発明の製品は、使用によって急速
に摩耗しまたは劣化する事のない無定形炭素相面を提供
する。往復動軸周のシールリングの場合、表面上の無定
形炭素相は使用中に剥離または顕著に劣化する事なく、
また従来のシールリングよりはるかに長い期間、チャッ
クリングなしの動作を生じる。無定形炭素相は往復動輪
に対して本質的にチャツタリングなしの耐摩耗性軸支面
を与えるが、可撓性黒鉛の弾性は流体通過に対するシー
ルを形成する。

無定形炭素相は有機材料の炭化またはコークス化によっ
て形成された実質的に非結晶質の炭素である。しかし、
無定形炭素相は部分的に結晶質であって、部分的に秩序
構造または黒鉛質の分子構造を有すると理解されている
。

無定形炭素相面を有する本発明の製品を形成するには、
まず剥離された黒鉛片を可撓性黒鉛製品状に、好ましく
はシート状に、０．０５〜２．０ｇ　／　ｃｌｌの密度
に圧縮する。この密度は、製品の操作に適当な強度を与
えるが、好ましくは何機材料を被着した時にその浸透を
助長する程度に低くなければならない。好ましい密度範
囲は１．５ｇ／ｃｄ以下、さらに好ましくは０．１〜０
．５　ｚ　／　Ｃｌ１１とする。

本発明の可撓性黒鉛製品の製造材料としての剥離黒鉛片
は、硫酸と硝酸の混合物などのインターカレーション剤
によって処理され、例えば１０００℃の高温に露出され
てＣ一方向に膨張された黒鉛片である。可撓性黒鉛は、
剥離黒鉛片を一体的形状または製品状に、好ましくはシ
ート状に圧縮する事によって形成された黒鉛から成る材
料である。剥離黒鉛片の製造法とこれから可撓性黒鉛を
製造する方法は米国特許第３，４０４゜０６１号に開示
され、これを引例として加える。。

可撓性黒鉛製品の製造後に、その表面にコークス形成有
機材料を被着する。「コークス形成」とは、高温処理さ
れた時に無定形炭素相を形成する性能を言う。この有機
材料が表面に被着された時に、表面から製品内部に浸透
しなければならない。

つぎにこの有機材料がコークス化される時、表面から物
体内部まで延在する無定形炭素相が形成され、無定形炭
素相の連続相を備えた表面を成す。

可撓性黒鉛製品の表面の内部まで有機材料を滲透させる
事は、有機材料を十分に低い粘度の液体として被着する
事によって達成される。あるいは有機材料を固体または
粘性液として被着し、加熱しまたは溶媒処理して有機材
料を軟化または液化させ、表面内部に浸透させる事がで
きる。

有機材料が熱硬化性材料である場合、この有機材料を硬
化させる条件を加える。有機材料の炭化の結果として満
足な無定形炭素相が得られるならば、硬化処理は必要な
い。

有機材料の被着の後に、製品をさらに高密度まで圧縮し
て製品強度を増大し、製品の操作を容易にする事ができ
る。

つぎにこの製品を有機材料のコークス化と無定形炭素相
の形成に十分な温度まで加熱する。多くの用途において
、有機材料は製品が使用中にうける温度より高い温度で
炭化されなければならない。

多くの有機材料の場合、非酸化性ガス中での４５０℃乃
至１０００℃の炭化温度が適当である。

本発明の好ましい実施態様において、無定形炭素相の上
に潤滑剤が被着される。潤滑剤は、可撓性黒鉛および無
定形炭素相と相容性の潤滑特性を有する任意物質とする
事ができる。はとんどすべての液体がある程度の潤滑性
を示すが、好ましい潤滑剤は製品の受ける周囲条件のも
とに安定なものである。又潤滑剤は使用中に著しく劣化
しないものが好ましい。適当な潤滑剤は液状の有機およ
び無機潤滑剤を含む。

好ましくは本発明の製品は、可撓性黒鉛の環状シールリ
ングであって、その円筒形内側面に無定形炭素相を備え
、この無定形炭素相面が軸に当接して流体漏れ防止シー
ルを成す。シールリングは任意適当な方法によって製造
され、例えば可撓性黒鉛シートの無定形炭素相面を軸の
方に向けて軸の回りに巻き付け、得られた環状製品を軸
の方に圧縮する事によって製造される。

本発明のシールリングを使用する際に、チャツタリング
が大幅に低下しまたは防止される。潤滑剤で処理された
無定形炭素相面を有する本発明のシールリングは、チャ
ツタリングの低下にもっとも有効であり、すり合わせ運
転期間を゛必要としない。通常、潤滑剤によって処理さ
れていない無定形炭素相面は、すり合わせ運転期間後に
チャツタリングが完全には除去されていないが、チャッ
クリングを著しく低下させる。

本発明のシールリングの無定形炭素相面は可撓性黒鉛と
同様に炭素であるから、高温においてもそのチャックリ
ング防止特性を保持する。従って本発明のシールリング
は、防火用水弁、すなわち高温をうけた後に作動する弁
に使用する事ができる。無定形炭素相面にオプションと
して被着される潤滑剤は一般に高温で消失するので、潤
滑剤で処理された無定形炭素相面の場合、高温でチャツ
タリング防１１−特性が少し失われる。一般に潤滑剤は
、その降伏温度すなわち揮発温度まで、ステアリン酸第
２鉄の場合は約２２５℃まで、ポリテトラフルオロエチ
レンの場合は約２５０℃までチャックリングの防止に役
立つ。無定形炭素相面は、空気中で４５０℃、非酸化性
ガス中で３０００℃の温度に露出された後にもチャツタ
リング減少特性を有する。

製品が潤滑剤を消失させる温度を受ける場合にも、無定
形炭素相面を潤滑剤によって処理する事が好ましい。潤
滑剤による無定形炭素相面の処理は表面のすり合わせ時
間を著しく減少させる事が発見された。潤滑剤によって
処理されていない本発明のシールリングの新製品は、軽
度のチャツタリングを生じ、このチャックリングは消失
するまで数１００サイクル継続する。これと対照的に、
潤滑剤によって処理された新製品の無定形炭素相面は第
１サイクルからチャツタリングが防止される。約１００
サイクルのすり合わせ後に、潤滑剤が揮発して無定形炭
素相面のみが残されていてもシールリングは一般にチャ
ツタリングを生じない。

無定形炭素相面を備えた本発明の製品は、チャツタリン
グまたは関連の現象が問題となる場合に使用する事がで
きる。その可能な用途は、制御弁、往復動計量ポンプな
ど、正確な制御を必要とするパツキン中のシールリング
である。

（実施例） 無定形炭素相の前駆体として適当なコークス形成有機材
料はコークス化されつる有機材料、または高温処理をう
けた時に無定形炭素を形成する事のできる材料である。

その例は、フェノール樹脂、千重合されたフルフリルア
ルコールおよびピッチなどの熱硬化性および熱可塑性樹
脂である。好ましい材料は、下記の実施例において使用
されるフェノールベース熱可塑性樹脂および多核炭化水
素を含有するピッチなど、約４０重量％以上の高コーク
ス収率を示す材料である。一般に、有機材料は可撓性黒
鉛材料の表面上に任意適当な方法で被着できこの表面に
浸透できるものでなければならない。又有機材料は液体
として被着され、あるいは浸透のために加熱によりまた
は溶媒によって軟化または液化される固体粒子として被
着され、あるいは液体溶媒中に溶解して被着された後に
溶媒を蒸発させる事ができる。

有機材料を被着する好ましい方法は、フェノール樹脂な
どの固体粒子を表面上に振りかけつぎに溶媒を噴霧して
固体粒子を軟化し部分的に液化させる方法である。好ま
しくは、可撓性黒鉛製品の表面は、この表面上の固体粒
子の分散を助長するため小くぼみを備える。これは可撓
性黒鉛製品の製造中に、粗い織布面を有する圧縮装置に
よって、剥落した黒鉛薄片を圧縮して黒鉛表面に均一な
くぼみを形成する事によって実施される。

有機材料が熱硬化性物質であれば、場合によってはコー
クス化段階前に樹脂を硬化処理する事ができる。しかし
満足な無定形炭素を得るためには硬化処理は必ずしも必
要でない。

可撓性黒鉛製品は、その処理のために強度を増大するた
め、有機材料の被着後にまた熱硬化性樹脂を使用する場
合には硬化処理後に、好ましくは２．０ｇ／ａｄの密度
まで圧縮する事ができる。つぎに有機材料をコークス化
処理し任意の潤滑材を被着した後に、好ましくはこめ可
撓性製品をさらに約０．　５　ｇ／ｃｉ　〜２．　　Ｏ
ｔ／ａｉ好ましくは約０、８ｔｃ／ｃｄ　〜１．　５ｇ
／ａｊの最終密度まで圧縮する。

本発明の製品中において、無定形炭素相は、可撓性黒鉛
と無定形炭素との合計量の約０．１重量％〜７５重量％
の量存在する。正確な重量は、製品の厚さと、無定形炭
素面と製品の全表面積の比率とに依存している。無定形
炭素相の量が少なすぎれば、適度のチャツタリング防止
特性を生じるに十分な無定形炭素相を備える事ができな
い。無定形炭素相の量が過大であれば、シールに適した
弾性を有する製品を成すには可撓性黒鉛の量が不十分と
なる。無定形炭素相の量は、有機材料の量と型を変更す
る事によって変動させる事ができる。

１層の無定形炭素相を有し厚さ約２０ミル（０，５ｍｍ
）以下の複数の可撓性黒鉛層から成る製品の場合、可撓
性黒鉛の量は代表的には全重量の１０〜２５重量％の範
囲内にある。

適当な潤滑剤は、有機潤滑剤、特に水酸基含有重合体な
どの潤滑特性を有する材料とする事ができる。適当な潤
滑剤の例は、ドデカノールなどの長鎖アルコール、脂肪
酸およびその鉄誘導体、例えばステアリン酸、アラキン
酸、ステアリン酸第２鉄およびアラキン酸鉄、ポリエー
テル、ポリエチレングリコール、シリコーン浦（すなわ
ちシリコーン）、例えばポリジメチルジフェニルシロキ
サン、およびフッ素化炭化水素重合体、例えばポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。

好ましい潤滑剤はＰ　’ｒ　Ｆ　Ｅおよびステアリン酸
第２鉄である。

液状潤滑剤は塗装、噴霧、または任意適当な技術によっ
て被着する市ができる。固体潤滑剤は粉末として製品表
面上に吹きかけ加熱して溶融または融解する事により、
あるいは固体潤滑剤を溶媒中に溶解し、噴霧または塗装
し溶媒を揮発させる事により被着する事ができる。例え
ば、ステアリン酸第２鉄は、表面上に振りかけ、１００
℃またはこれ以上に加熱して溶融し、あるいはステアリ
ン酸第２鉄をトルエンまたは四塩化炭素の中に溶解しこ
の溶液を表面上に塗装または噴霧する事によって被着す
る事ができる。一般に適度に均一な層を生じる事のでき
る任意の被覆法を使用する事ができる。

本発明による製品は、好ましくは環状シールリングであ
って、軸と接触するその内側面が無定形炭素相の面であ
る。シールリングは、本発明により少なくとも片面に無
定形炭素相を配備した可撓性黒鉛シートから形成する事
ができる。好ましくはこの而を潤滑剤によって処理する
。シールリングの製造に際して、シートからテープを切
り田しこのテープを軸の周囲に螺旋状に巻き付けて環状
のリングを成す。テープの巻付けを容易にするため、好
ましくはシートを予め約１５ミル（０，３８ｍｍ）また
はこれ以下の厚さに圧縮する。

リングの内側面が無定形炭素相面を成すように無定形炭
素相を備えたテープ面を軸に当接させる。

このリングを金型の中に配置し、圧縮して好ましくは１
．３ｇ／ｃｒ！　〜１．６ｇ／ｃｍ３の密度のシールリ
ングを得る。

第１ａ図と第１ｂ図は前記のようにして得られた本発明
のシールリングを示す。第１ａ図において、可撓性黒鉛
テープ１１を軸１３上に螺旋状に巻き付けて環状製品１
４を成す。可撓性黒鉛テープ１１は無定形炭素相面１５
を備え、この無定形炭素相面が軸１３に隣接するように
軸１３に巻き付けられる。可撓性黒鉛テープ１１の無定
形炭素相面１５は軸１３に隣接する部分にのみ配置され
る事ができ、あるいは無定形炭素相面１５がテープの全
長に沿って延在し、この無定形炭素相面が図示のように
環状製品１４仝体に螺旋１７状に延在する事ができる。

第１ｂ図に図示のように、環状リングが金型の中で圧縮
されて、無定形炭素相の円筒面１５３を有する環状シー
ルリング１５１を形成する。

第２図は、往復動軸のパツキンとして本発明のシールリ
ングを利用する場合を示す。往復動軸１０１（矢印１０
３方向に移動）が制御弁などの流体制御装置１０７の外
側壁体１０５の第１アパチユア１１１を通して、格納手
段またはパツキンボックス１０９の中に入り、第２アパ
チユア１１３を通してパツキンボックス１０９から出る
。

パツキンボックス１０９は本発明による単数または複数
のシールリングを含むパツキン１１５を収容している。

ネジを切られたパツキン押えナツト１１９として構成さ
れた圧縮手段がねじ込まれてパツキン材料１１５を圧縮
しパツキンボックス１０９の内部スペースと一致させる
。またこの圧縮力がシールリングの無定形炭素相面１２
１を軸１０１の面に対して圧着して、流体通過に対する
シールを成す。パツキン１１５の圧縮の結果として軸１
０１とアパチュア１１１．１１３の縁との間隙１２３を
通してシールリング１１６が押し出される事を防止する
ため、オプションとしてパツキン材料１１５と各アパチ
ュア１１１，１１３との間において軸１０１の周囲に環
状エンドリング１１７を配置する事ができる。これらの
エンドリングは、編組炭素繊維または黒鉛繊維のエンド
リングなど通常設計のものとし、または１９８８年２月
９日出願の米国特願第１５４．０３４号に記載のような
エンドリングとする事ができる。

実施例　Ｉ この実施例は本発明によるシールリングの製造法を示す
。

剥離された黒鉛片を通常の手法で約０．１ｇ／ｃ１１の
密度まで圧縮する事によって可撓性黒鉛シートを製造す
る。圧縮装置の表面を粗い布で被覆して、シート表面に
均一なくぼみを打ち出す。粉末フェノール樹脂をシート
の表面に加え、くぼみの中に入っていない余分の樹脂を
ゴムローラで除去する。くぼみが樹脂で満たされ、これ
はシート上の樹脂の均一な分散に役立つ。この樹脂はユ
ニオンカーバイド社、ダンベリ、ＣＴから商標ＢＲＰ５
９８０で市販されているフェノール樹脂である。

つぎに表面にイソプロピルアルコールを軽く噴霧して部
分的に樹脂を液化し樹脂を表面内部に滲透させる。つぎ
にシートを２５℃から１７５℃まで１０℃／時の速度で
加熱し、１７５℃に１時間保持する事によって樹脂を硬
化させる。つぎにシートをさらにＩｇ／ｉの密度と１６
〜１７ミル（０，４１〜０゜４’３ｍｍ）の厚さまで圧
縮する。

硬化した樹脂を窒素ガス中で５０℃から５２０℃まで６
０℃／時の速度で加熱し５２０℃に１時間保持する事に
よって炭化して無定形炭素相を形成する。このシートは
全重量の約１５重量％の無定形炭素を含有する。つぎに
このシートを１５ミル（０，３８＋＋＋＋ｓ）の厚さと
約Ｌ　　１ｇ／ｃｄの密度まで圧縮する。

前記シートをストリップ状に切断してテープを形成し、
このテープを軸の周囲に螺旋状に巻き付けてリングを形
成する。このリングの内側面が無定形炭素相面を成すよ
うに、ストリップの無定形炭素相面を軸に当接させる。

つぎにこの製品を金型中に配置し、約１．４５ｇ／ｃｄ
の密度まで圧縮してシールリングを形成する。

実施例　■ この実施例は、無定形炭素相面に対してステアリン酸第
２鉄潤滑剤を塗布する事によって本発明のシールリング
を製造する場合を示す。

剥離された黒鉛片を通常の手法で約０．１ｇ／ｄの密度
まで圧縮する事によって可撓性黒鉛シートを製造する。

圧縮装置の表面を粗い布で被覆して、シート表面に均一
なくぼみを打ち出す。粉末フェノール樹脂をシートの表
面に加え、くぼみの中に入っていない余分の樹脂をゴム
ローラで除去する。くぼみが樹脂で満たされ、これはシ
ート上ノ樹脂の均一な分散に役立つ。この樹脂はユニオ
ンカーバイド社、ダンベリ、ＣＴから商標ＢＲＰ−５９
８０で市販されているフェノール樹脂である。

つぎに表面にイソプロピルアルコールを軽く噴霧して部
分的に樹脂を液化し樹脂を表面内部に滲透させる。つぎ
にシートを２５℃から１７５℃まで１０℃／時の速度で
加熱し、１７５℃に１時間保持する事によって樹脂を硬
化させる。つぎにシートをさらにＩｇ／ｍの密度と１６
〜１７ミル（０，４１〜０．４３ｍｍ）の厚さまで圧縮
する。

硬化した樹脂を窒素ガス中で５０”Ｃから５２０’Ｃま
で６０℃／時の速度で加熱し５２０’Ｃに１時間保持す
る事によって炭化して無定形炭素相を形成する。このシ
ートは全重量の約１５重皿％の無定形炭素を含有する。

シート重量の約０．０１〜５０重二％、重量しくは１５
重量％の量のステアリン酸第２鉄をシート表面に被着す
る。シート表面にステアリン酸第２鉄を振りかけ、１０
０℃に加熱して溶融させシート面全体に均一に拡張させ
た。

このようにして無定形炭素相の表面にステアリン酸第２
鉄層を被覆された可撓性黒鉛シートを１５ミル（０，３
ｇ＋ａｍ）の厚さと約１．１ｇ／ｃＩＩＩの密度まで圧
縮した。

これらのシートから実施例Ｉに記載のようにしてシール
リングを形成した。

実施例　■ この実施例は、無定形炭素相面に対してポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）潤滑剤を被着した本発明のシ
ールリングの製造例である。

剥離された黒鉛片を通常の手法で約０．１ｆ／ｃｍの密
度まで圧縮する事によって可撓性黒鉛シートを製造する
。圧縮装置の表面を粗い布で被覆して、シート表面に均
一なくぼみを打ち出す。粉末フェノール樹脂をシートの
表面に加え、くぼみの巾に入っていない余分の樹脂をゴ
ムローラで除去する。くぼみが樹脂で満たされ、これは
シート上の樹脂の均一な分散に役立つ。この樹脂はユニ
オンカーバイド社、ダンベリ、ＣＴから商［ＢＲＰ−５
９８０で市販されているフェノール樹脂である。

つぎに表面にイソプロピルアルコールを軽く噴霧して部
分的に樹脂を液化し樹脂を表面内部に滲透させる。つぎ
にシートを２５℃から１７５℃まで１０℃／時の速度で
加熱し、１７５℃に１時間保持する事によって樹脂を硬
化させる。つぎにシートをさらにｉｇ／ｍの密度と１６
〜１７ミル（０，４１〜０．４３＋＋＋＋ｅ）の厚さま
で圧縮する。

硬化した樹脂を窒素ガス中で５０℃から５２０℃まで６
０℃／時の速度で加熱し５２０℃に１時間保持する事に
よって炭化して無定形炭素相を形成する。このシートは
全重量の約１５重量％の無定形炭素を含有する。

ＰＴＦＥ　（デュポンドヌムール社、ウィルミングトン
、プラウエアからＴｅｆｌｏｎｆＢ）として市販）の懸
濁液をＰＴＦＥと製品の全重量に対して０．１〜５０重
量％、好ましくは５ｆｆｉ量％ＰＴＦＨの割合で噴霧す
る事によって被着する。噴霧された製品を急速に５００
丁（２６０℃）に加熱してＰＴＦＥを溶融する。

このようにして無定形炭素相層の表面にＰＴＦＥ層を被
着された可撓性黒鉛シートを１５ミル（０，３８ｍｍ）
の厚さと約１．１ｇ／ｃＩ１１の密度まで圧縮した。

実施例工と同様にしてこのシートからシールリングを製
造した。

実施例　■ シールリングを実施例Ｉ、　　ＩＩおよび■のようにし
て製造しテストした。ステアリン酸第２鉄で処理された
シールリングは１５重量％のステアリン酸第２鉄を含有
し、ＰＴＦＥで処理されたシールリングは５重量％のＰ
ＴＦＥを含有していた。未処理の通常の可撓性黒鉛シー
ト（密度１．４ｇ／ｃｉ）から切り出されたテープを軸
の周囲に巻き付は実施例Ｉと同様にして金型中で圧縮し
て対照シールリングを製造した。

通常の弁組立体のようにパツキンボックス、軸および軸
アクチュエータを含むテスト装置で、これらのシールリ
ングをテストした。完全な弁組立体の代わりに、このテ
スト組立体を加圧容器に取り付けた。この加圧容器を乾
燥窒素ガスによって−７５０ｐｓ１ｇ　（５，７ｍｋｐ
ａゲージ）まで与圧し、アクチュエータが軸の一端から
パツキンを通して往復運動させ、軸の他端は加圧容器の
中に配置された。パツキンは通常にようにパツキンボッ
クスの中に配置された６リングから成る。リングの寸法
は、外径：１−５７８インチ、内径：１−１／８インチ
、また厚さ：１１４インチ（４１，３關Ｘ２８．６龍Ｘ
６．４ｍｍ）であった。各テストを５時間周期で５００
０サイクルずつ繰り返した。各テスト中に、チャツタリ
ング、きしり音または軸の回りの漏れを観察した。その
結果をド表Ａに示す。

表Ａ シールリングのチャック、リング特性 シールリング　　　　　　　観察結果 対照　　　　　　　　非常に悪いチャツタリング無定形
炭素相（ＡＣ）面　軽度のチャックリングステアリン酸
第２鉄 被着ＡＣ面　　　　　　チャックリングなしＰＴＦＥ被
着ＡＣ面　　　　チャツタリングなし前記の結果は、本
発明を実施する事によって得られた劇的なチャックリン
グ減少を示している。

実施例　Ｖ 種々の組成物を被告された可撓性黒鉛シールリングを製
造しチャツタリングの減少度についてテストした。被着
材料は潤滑面を成すと一般に認められている材料から選
定された。実施例■と同様のサイズのシールリングを製
造し、実施例■と同様にしてチャツタリングテストした
。表面材料とテスト結果を下記の表Ｂに示す。ＺｎＣ１
／ＢＮおよび熱分解黒鉛被着リング（ＡおよびＢ）は、
粉末を可撓性黒鉛シートの表面上に圧着し、このシート
のストリップを軸の回りに巻き付は前記のようにシール
リング状に圧縮する事によって形成された。

複合被覆リング（ｃ，ＤおよびＥ）は、フェノール熱硬
化性樹脂結合剤のペーストと炭素繊維、コークフラワー
、またはランプブラックの充填剤とを可撓性黒鉛シート
の表面上に被若し、樹脂を炭化する事によって形成され
る。このようにして得られた表面においては、個別の炭
素粒子が炭化したフェノール結合剤によって相互にまた
シートに対して固着され、無定形炭素相はシート内部に
わずかしか進入していない。つぎに前述のようにしてシ
ートストリップを軸の回りに巻き付け、シールリング状
に圧縮する。

表Ｂ 対照シールリング面 リング　表面材料　　　　　　　観察結果Ａ　塩化亜鉛
＆窒化ホウ素　劣悪チャツタリングＢ　熱分解黒鉛　　
　　　　劣悪チャツタリングＣ炭素繊維　　　　　　　
劣悪チャツタリングＤ　コークフラワー　　　　劣悪チ
ャツタリングＥ　ランプブラック　　　　劣悪チャツタ
リングまとめて言えば、テストされたシールリングによ
るチャックリングの減少は無視可能または不存在であっ
た。劣悪なチャックリングのほか、ＺｎＣ１／ＢＮ面（
Ａ）を有するシールリングは軸上に腐食を生じ、コーク
フラワー面（Ｄ）を有するシールリングはテスト中に漏
洩を生じた。

このテストは、低摩擦面と考えられる面をシールリング
に被着した場合でも、チャックリングの減少がほとんど
またはまったく存在しない事を示している。

本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その
主旨の範囲内において任意に変更実施できる。

１１・・・可撓性黒鉛テープ、１３・・・軸、１４・・
・環状体、１５・・・無定形炭素相、１０１−＝・往復
動軸、１０７・・・制御弁、１０９・・・パッキンボ・
ソ６クス、１１５・・・パツキン、１１６・・・シール
リング、１１７・・・エンドリング、１５１・・・シー
ルリング、１５３・・・無定形炭素相。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．無定形炭素相が製品の表面から製品内部まで延在す
   る事を特徴とする表面に連続無定形炭素相を備えた可撓
   性黒鉛製品。 ２．可撓性黒鉛と無定形炭素相との全重量に対して０．
   １乃至７５重量％の無定形炭素相を含む事を特徴とする
   請求項１に記載の製品。 ３．可撓性黒鉛と無定形炭素相との全重量に対して１０
   乃至２５重量％の無定形炭素相を含む事を特徴とする請
   求項１に記載の製品。 ４．０．５ｇ／ｃｍ＾３乃至２．０ｇ／ｃｍ＾３の密度
   を有する事を特徴とする請求項１に記載の製品。 ５．０．８ｇ／ｃｍ＾３乃至１．５ｇ／ｃｍ＾３の密度
   を有する事を特徴とする請求項１に記載の製品。 ６．潤滑剤が表面上に無定形炭素相と共に存在する事を
   特徴とする請求項１に記載の製品。 ７．潤滑剤は有機潤滑剤である事を特徴とする請求項６
   に記載の製品。 ８．有機潤滑剤は水酸基含有化合物である事を特徴とす
   る請求項７に記載の製品。 ９．潤滑剤が長鎖アルコール、脂肪酸、脂肪酸の鉄誘導
   体、ポリエーテル、ポリエチレングリコール、シリコー
   ン油およびフッ素化炭化水素重合体から成るグループか
   ら選定される事を特徴とする請求項６に記載の製品。 １０．潤滑剤がステアリン酸第２鉄である事を特徴とす
   る請求項６に記載の製品。 １１．潤滑剤がポリテトラフルオロエチレンである事を
   特徴とする請求項６に記載の製品。 １２．無定形炭素相面に対応する少なくとも１つの面を
   有するシート状を成す事を特徴とする請求項１に記載の
   製品。 １３．軸回りのシールを成すのに適当な円筒形内側面を
   有する環状シールリングの形状を有し、この内側面が無
   定形炭素相面に対応する事を特徴とする請求項１に記載
   の製品。 １４．無定形炭素相面を有する可撓性黒鉛製品の製造方
   法において、 （ａ）剥離された黒鉛片を０．０５ｇ／ｃｍ＾３乃至２
   ．０ｇ／ｃｍ＾３の密度を有する製品状に圧縮する段階
   と、 （ｂ）前記製品の面上にコークス形成有機材料を被着す
   る段階と、 （ｃ）前記有機材料をコークス化するに十分な温度を前
   記製品に加えて、製品表面上に無定形炭素相を形成する
   段階とを含む方法。 １５．前記段階（ａ）において、剥離された黒鉛片を０
   ．０５ｇ／ｃｍ＾３乃至１．５ｇ／ｃｍ＾３の密度に圧
   縮する事を特徴とする請求項１４に記載の方法。 １６．前記段階（ａ）において、剥離された黒鉛片を０
   ．１ｇ／ｃｍ＾３乃至０．５ｇ／ｃｍ＾３の密度に圧縮
   する事を特徴とする請求項１４に記載の方法。 １７．前記段階（ｃ）後に、さらに製品を ０．５ｇ／ｃｍ＾３乃至２．０ｇ／ｃｍ＾３の密度まで
   圧縮する事を特徴とする請求項１４に記載の方法。 １８．前記段階（ｃ）後に、さらに製品を ０．８ｇ／ｃｍ＾３乃至１．５ｇ／ｃｍ＾３の密度まで
   圧縮する事を特徴とする請求項１４に記載の方法。 １９．無定形炭素相面上に潤滑剤を被着する段階（ｄ）
   を含む事を特徴とする請求項１４に記載の方法。 ２０．潤滑剤が有機潤滑剤である事を特徴とする請求項
   １９に記載の方法。 ２１．潤滑剤が水酸基含有化合物である事を特徴とする
   請求項２０に記載の方法。 ２２．潤滑剤が長鎖アルコール、脂肪酸、脂肪酸の鉄誘
   導体、ポリエーテル、ポリエチレングリコール、シリコ
   ーン油およびフッ素化炭化水素重合体から成るグループ
   から選定される事を特徴とする請求項１９に記載の方法
   。 ２３．潤滑剤がステアリン酸第２鉄である事を特徴とす
   る請求項１９に記載の方法。 ２４．潤滑剤がポリテトラフルオロエチレンである事を
   特徴とする請求項１９に記載の方法。 ２５．段階（ａ）において前記の剥離した黒鉛片をシー
   ト状に圧縮し、段階（ｂ）において前記有機材料を前記
   シートの少なくとも１面に被着する事を特徴とする請求
   項１４に記載の方法。 ２６．無定形炭素相面の一部を軸に隣接配置した環状製
   品を形成するように前記シートを軸の回りに巻き付ける
   段階（ｄ）と、無定形炭素相を有する円筒形内側面が軸
   回りのシールを成すように環状製品を圧縮して環状シー
   ルリングを形成する段階（ｅ）とを含む事を特徴とする
   請求項２５に記載の方法。 ２７．前記（ｅ）段階において、環状製品が１．３乃至
   １．６ｇ／ｃｍ＾３の密度に圧縮される事を特徴とする
   請求項２６に記載の方法。