JPH03281592A - 膨脹黒鉛製グランドパッキンの製造方法 - 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】 本発明は、流体機器、装置の回転軸あるいはバルブシス
テムの密封に使用される膨脹黒鉛製グランドパッキンの
製造方法に関する。

発明の技術的背景 上記グランドパツキンには、膨脹黒鉛を基材とするもの
が知られている。このような膨脹黒鉛テープなどから形
成された膨脹黒鉛製グランドパッキンは、石綿製グラン
ドパツキンと比較して、応力緩和特性、耐熱性、耐薬品
性などの物性面で優れているため、一般に広く使用され
ている。

この種の膨脹黒鉛製グランドパッキンは、従来、例えば
膨脹黒鉛の粉体やテープを金型内に入れ、圧縮成形して
リング状に成形することによって製造されていた。

しかしながら、この製造方法では、金型の所定形状に限
られたリング状のグランドパツキンを成形することがで
きるものの、例えば内径や外径の異なるグランドパツキ
ンを成形しようとすると、当然にこの形状に合った金型
を準備して使用しなくてはならず、金型の取扱いや在庫
管理等が非常に複雑となってしまうといった問題点があ
った。

また、このような圧縮成形によって製造されたグランド
パツキンは、一般に機械的強度に欠け、脆いため、−度
装着したものを交換のために取り出す作業がかなり困難
であるといった問題点もあった。

このような問題点を解消するため、例えば金属箔又はア
ラミツド繊維のペーパーを中芯とし、これに可撓性黒鉛
シートを積層し、これを裁断してテープ状体とし、この
テープ状体を複数本加熱して撚り糸となし、この撚り糸
を編み紐として編組した可撓性黒鉛編組パツキンか知ら
れている（例えば、特開昭６１−１４３．４８３号公報
参照）。

この可撓性黒鉛編組パツキンは、グランドパツキンを紐
状に保管でき、使用時に所定長に切断して使用でき、利
便性のあるものである。

しかしながら、この方法により形成されたグランドパツ
キンは、次のような欠点がある。

このグランドパツキンにおいては、前記可撓性黒鉛シー
トのみては強度的に不足するので、金属箔及びペーパー
を補強材として使用しているが、中芯か金属箔の場合に
は、強度が不足して十分な補強ができず、編組機にかけ
て編組した場合に切断する虞がある。また、中芯が有機
繊維を繊維質とするペーパーの場合には、グランドパツ
キンが高温状態（約３００℃以上）下で使用されると強
度が低下し、この高温状態では十分な補強ができないと
いう欠点がある。しかも、前記中芯が金属箔及びペーパ
ーの場合には高温時に強度が低下するので、グランドパ
ツキンの取換え時に取り出し作業が困難になるという欠
点がある。

また、中芯がガラス繊維、セラミック繊維を繊維質とす
るペーパーの場合には、この繊維間には通孔があり、こ
のため、これをグランドパツキンとして使用した場合に
は、この通孔に流体が通る、いわゆるパツキンの浸透漏
洩の懸念があり、また、流体がアルカリの場合には、中
芯が劣化し、強度低下を起こす虞もある。

発明の目的 本発明は、上記のような従来の膨脹黒鉛製グランドパッ
キンに伴う問題点を解消しようとするものであって、高
温流体の密封に使用しても強度が維持され、密度か大き
く浸透漏洩のない、取換え作業か容易な、優れた物性を
有する膨脹黒鉛製グランドパッキンの製造方法を提供す
ることを目的としている。

発明の概要 本発明に係る膨脹黒鉛製グランドパッキンの製造方法は
、金属箔の片面に膨張黒鉛シートを貼着して積層した金
属箔と膨張黒鉛シートとの積層体からなる長尺の細帯を
膨張黒鉛シートを外側にして金属線に巻き付けた編み糸
を形成し、しかる後、この編み糸を組編みして膨脹黒鉛
製グランドパッキンを製造することを特徴としている。

また、前記膨脹黒鉛製グランドパッキンは、前記編み糸
の複数本を束ねて撚って膨脹黒鉛製グランドパッキンを
製造することもできる。

このように片面に膨張黒鉛シートを貼着して積層した金
属箔からなる長尺の細帯を金属線に巻き付けた編み糸を
形成し、この編み糸を組編みすることにより、機械的強
度に優れ、高温下で使用しても強度不足の生しることの
ない膨脹黒鉛製グランドパッキンが得られる。ここで片
面に膨張黒鉛シートを貼着して積層した金属箔からなる
長尺の細帯を使用するのは、膨張黒鉛シートを直接金属
線に巻き付けると膨張黒鉛シートが折れて破損してしま
うことによるもので、金属箔に膨張黒鉛シートを貼着積
層することにより細帯の強度を増加して膨張黒鉛シート
が折れて破損することなく金属線に巻き付けることがで
きるようにしたものである。

しかもこの編み糸の強度が大きいので組編み工程での切
断もなく、膨張黒鉛がゲランドパ・ンキンの網目内に入
込んでこの網目を埋め、このためグランドパツキン表面
の膨張黒鉛密度が大きなものとなり、浸透漏洩の少ない
パツキンが得られる。

また、このグランドパツキンは金属箔及び金属線によっ
て補強されているので、強度的に優れ、グランドパツキ
ンの取換えの際に容易にこのグランドパツキンを取出す
ことができる。

発明の詳細な説明 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

先ず、第１図に示すような片面に膨張黒鉛シートエを貼
着して積層した金属箔２を準備する。

この膨張黒鉛シート１としては、 炭素含有率が９６．５重量％以上 密度が０．７〜１．０ｇ／ｍｍ３ シートの厚さが０．０５〜１．０口、特に０．２〜０．
４■ のものを使用することが好ましい。

このような上記膨張黒鉛シート１は、膨張黒鉛粒子をバ
インダーを用いずに、あるいは必要に応じて酸化黒鉛、
ホウ酸、リン酸アルミニウムおよびケイ素と炭素を主な
骨格成分とする有機ケイ素高分子化合物などのバインダ
ーとともに圧縮して得られたものであって、テープ状ま
たはシート状あるいはそれに近い形状をなしている。こ
の膨張黒鉛シート１は、このように主としてテープ状ま
たはシート状であるが、鱗片状などテープ状またはシー
ト状以外のものが含まれていてもかまわない。

また、金属箔２としては、アルミニウム箔、ステンレス
箔、銅箔などの引張り強度、耐熱性、熱伝導性に優れた
金属線に巻き易い金属箔が使用され、中でもアルミニウ
ム箔が好ましい。

その厚さは０．００６〜０．２ｍｍ、特に０．０１〜０
．０３肛が好ましく、この金属箔２の厚さが極端に薄い
と金属線に金属箔２を巻き付ける際にこの金属箔２が上
記膨張黒鉛シート１とともに切断してしまうことがあり
、逆に極端に厚いと組編みされたグランドパツキンの剛
性が大きくなり、スタフィングボックス内で装着する際
に大きな締付は力が必要となり、また、装着できたとし
ても十分なシール性能が得られない場合がある。

ここで膨張黒鉛シート１は、金属箔２の片面に、通常耐
熱性の接着剤、例えばケイ酸・ナトリウム（水ガラス）
、シリカ系接着剤、アルミナ系接着剤などの無機接着剤
により貼着され、そしてこの片面に膨張黒鉛シート１を
貼着して積層した金属箔２は例えば多数の刃付きロール
カッターで２〜１０ｍｍ、好ましくは３〜５ａ幅に裁断
されている。

次いでこのようにして得られた長尺の細帯３は、第２図
に示すように金属線４に細帯３同士がその長さ方向に沿
って一部重なり合うように螺旋状に巻き付けられ、編み
糸５が形成される。

ここで、金属線４としては、たとえばインコネル、モネ
ル、ステンレス、チタン、ニッケルなどからなる太さ０
．１５〜０．３１ｍ、特に０．１８〜０．２−の引張り
強度、耐熱性に優れた金属線が使用される。また、この
金属線４は複数本の細線を束ねた金属線であってもよい
。

最後に、前記編み糸５を編組機にかけて、格子編み、へ
打編み、あるいは袋編みなど、適宜な形態に編組された
グランドパツキンを得る。

この際、金属線４が芯材となっていて、この芯材である
金属線４によって補強され、強度的に優れたものとなっ
ているので、前記編組工程において、捩りや引張り力が
加わっても破損することはなく、スムーズな編組が可能
となる。しかも、このグランドパツキンは、通常、紐状
に製造され、この紐状のパツキンをバルブステムなどに
組込んで使用する場合には、スタフィングホックスに対
応する種々の寸法のものを簡単に形成することができる
ので、寸法が異なる種々のパツキンを準備しなくてもよ
い。また、製造時に種々の金型を使用しなくてもよいの
で、製造が容易となり、コスト的にも有利である。

このようにして得られたグランドパツキンは、バルブシ
ステムなどの密封あるいはポンプなとの高速回転する回
転軸のグランド部に装着して使用されるが、このグラン
ドパツキンがシールする流体が高温流体であっても、金
属線４によって補強された編み糸５の強度が大きく、従
ってグランドパツキンの強度が大きいので、高温下で十
分耐え、流体が漏洩することはない。

また、長期間にわたって使用した後にグランドパツキン
を交換する場合にも、このグランドパツキン内に入って
いる金属線４が脆い膨張黒鉛シート１を補強し、使用中
にほとんど形削れが起こらないのでグランドパツキンを
容易に取出すことができ、グランドパツキンの取換え作
業が迅速容易なものとなる。

以上においては編み糸５を編組してグランドパツキンを
製造する膨脹黒鉛製グランドパッキンの製造方法を説明
してきたが、本発明においては、この編み糸５の複数本
を束ねて撚って膨脹黒鉛製グランドパッキンを製造する
こともできる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、編み
糸を構成する際に使用する細帯が金属箔に膨張黒鉛シー
トを貼着した構成となっているので、この細帯は引張り
強度、柔軟性に優れ、金属線に容易にしかも固く巻付け
て強度の編み糸、従って編み糸を編組したグランドパツ
キンを得ることができる。

また、このようにしてグランドパツキン内に金属線が入
っているので、長期間にわたって使用しても形崩れが生
じることはなく、従ってグランドパツキンの取換えの際
にパツキンツールを係合したままの状態で簡単にグラン
ドパツキンを取出すことができる。

さらに、金属箔に上述したような耐熱性、熱伝導性に優
れた素材を使用することにより、グランドパツキンの使
用時に発熱が生じても、この金属箔を通して放熱が起こ
るなどの理由により熱履歴によるグランドパツキンの変
形を抑えることができ、前記金属線による同様の作用と
併せて長期間使用しても形崩れが生してパツキンとして
の機能を失うことはなく、長期間にわたって使用するこ
とのできるグランドパツキンを提供することができる。

以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本
発明は以下の実施例によって制限されるものではない。

実施例 炭素含有率が９９．５重量％ 密度が１．０ｇ／ｎ＋ｍ’ シートの厚さが０．　４ｍｍ である膨張黒鉛シート１を片面に貼着した厚さ０．２■
のアルミニウム箔２を無機接着剤を介して貼着して金属
箔と膨張黒鉛シートとの積層体を形成し、この金属箔と
膨張黒鉛シートとの積層体をロールにより加圧した後、
刃付きロールカッターにより幅寸法５−で裁断して細帯
３を形成した。

次いで、金属線４として太さ０．１９−のインコネル線
を使用し、この金属線４に前記細帯３を膨張黒鉛シート
１が外側となり、しかも細帯３同士がその長さ方向に沿
って一部重なり合うように螺旋状に固く巻き付けて編み
糸５を形成した。

最後に、この編み糸５を格子編みしての膨脹黒鉛製グラ
ンドパッキンを得た。

比較例１ 厚さ０．４−の膨張黒鉛シートを２枚積層し、幅５肛に
裁断して網糸を得、この網糸を格子編して比較例１のグ
ランドパツキンを得た。

比較例２ 厚さ０．４ｍｍのアラミツド繊維のペーパーを中芯とし
、これに厚さ０．４−の膨張黒鉛シートを表裏両面に積
層し、幅５ｍに裁断して網糸を得、この網糸を格子編し
て比較例２のグランドパツキンを得た。

比較例３ 厚さ０．０２ｍｍのアルミニウムの箔を中芯とし、これ
に厚さ０．４ｍｍの膨張黒鉛シートを表裏両面に積層し
、幅５肛に裁断して網糸を得、この網糸を格子編して比
較例３のグランドパツキンを得た。

上記の実施例および比較例１〜３のグランドパツキンを
構成する網糸につき、下記の通りの結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る細帯を示す断面図、第２図は本発
明に係る編み糸の製造を説明するための図面である。 １・・膨張黒鉛シート、２・・・金属箔、３・・・細帯
、４・・・金属線、５・・・編み糸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）金属箔の片面に膨脹黒鉛シートを貼着して積層した
   金属箔と膨脹黒鉛シートとの積層体からなる長尺の細帯
   を膨脹黒鉛シートを外側にして金属線に巻き付けた編み
   糸を形成し、しかる後、この編み糸を組編みして膨脹黒
   鉛製グランドパッキンを製造することを特徴とする膨脹
   黒鉛製グランドパッキンの製造方法。 ２）前記編み糸の複数本を束ねて撚って膨脹黒鉛製グラ
   ンドパッキンを製造することを特徴とする請求項１記載
   の膨脹黒鉛製グランドパッキンの製造方法。