JPH078661U

JPH078661U - 密封材料

Info

Publication number: JPH078661U
Application number: JP4201593U
Authority: JP
Inventors: 勝朗塚本
Original assignee: 新素材販売株式会社
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-02-07
Anticipated expiration: 2008-06-30
Also published as: JP2600887Y2

Abstract

(57)【要約】【構成】高強度材料からなる線材束（２）に膨張黒鉛
からなるテープ材料（３）が巻回される。前記テープ材
料（３）としては可撓性膨張黒鉛シート単独により形成
されたものでも、或いは可撓性膨張黒鉛シート（３１）
と補強シート（３２）との積層体に形成されたものであ
ってもよい。【効果】極めて優れた機械的強度を備える反面、良好
な密封性や摺動性を示し、剛性と撓曲性とを同時に兼ね
備え、且つ相手金属面を傷つけることがない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この発明は密封材料に係り、その目的は極めて優れた機械的強度を示す反面、密封性や摺動性が優れ、しかも密封に際しては他の金属表面を傷つけることがないなど、撓曲性と剛性とを同時に兼ね備え、高温高圧下での密封に際して好適に使用される密封材料の提供にある。

【０００２】

【従来の技術】

パッキング、ガスケット等の密封材料は、気密、液密を必要とする接合面に挟んだり、或いは回転又往復する軸の周囲に詰めて、摺動部から液体や気体が漏れるのを防止するために用いられている。このような密封材料は、使用箇所やその環境等に応じて種々の形状のものが採用されるが、一般的に摺動による磨耗が少なく、摩擦係数が小さく、相手金属面を腐食させないこと、及び流体に対して化学的に安定であること、また耐熱、耐圧性に優れていることなどが、密封材料の具備すべき条件とされている。このような密封材料としては、高温度に強いアスベスト又は耐熱ゴムが素材として古くから使用されていたが、近年、自己潤滑特性、熱伝導性、耐薬品性等に優れた膨張黒鉛が主として使用されるようになってきている。

【０００３】ところが、膨張黒鉛は前記したような優れた特性を示す反面、引張り強さが弱く、脆いという欠点があるために、単独で使用されることはなく、通常、補強材とともに編組みされたものが使用されている場合が多い。この一例として、図１４の断面図に示すような編組み状のグランドパッキンを例示することができる。このグランドパッキン（Ｐ）は、２０本の編み糸（ａ）の格子編みによって形成された編組体（ｂ）と、この編組体（ｂ）の端面に現れた各編み糸（ａ）間のすべての空隙にそれぞれ編組体（ｂ）の長手方向に沿って挿通充填した複数の膨張黒鉛シート（ｃ）から構成されているものであった。

【０００４】編み糸（ａ）としては、金属繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリ四フッ化エチレン繊維、石綿繊維、炭素繊維、セラミックファイバー繊維等の高強度繊維が使用されており、膨張黒鉛の備える特性を生かし、且つ引張り強さが弱く、脆いという欠点を高強度繊維によって補うことのできるシール機能に優れた密封材料の一つであった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記した高強度繊維の編組体からなるグランドパッキン（Ｐ）においては、高温、高圧等の苛酷条件下で使用される際には、高強度繊維の使用量が多くなるために、使用箇所によっては、表面に現れる高強度繊維の摺動によって、相手金属面を傷つけてしまう場合が生じてくるという課題が存在した。そこで、業界では、特に高温、高圧下において使用できる優れた機械的強度を備えるとともに、単位面積当たりに使用される高強度繊維が多くなっても、摺動によって相手金属面を傷つけたりすることがなく、且つシーリング特性に優れた密封材料の創出が望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案では、高強度材料からなる線材束に膨張黒鉛からなるテープ材料が巻回されてなることを特徴とする密封材料を提供することにより前記従来の課題を悉く解消する。

【０００７】

【実施例】

以下、この考案に係る密封材料の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、この考案の一実施例に係る密封材料（１）の外観説明図である。図示するように、この考案においては、高強度材料からなる線材束（２）の表面に、膨張黒鉛からなるテープ材料（３）が巻回されて密封材料（１）が形成される。

【０００８】高強度材料としては、潤滑油を含浸させたアラミド繊維、ポリ四フッ化エチレン繊維等の合成樹脂製繊維、或いはモネルメタル、インコネル、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックファイバー繊維等の密封材料として必要な強度を有する材料であれば、特に限定されることなくいずれのものも好適に使用することができる。以上のような高強度材料から線材束（２）が形成されるが、この線材束（２）は複数本の線材（２０）が束ねられて形成される。この線材（２０）は、前記高強度材料から形成されるものであればいずれのものでも好適に使用できるが、望ましくは直径が３ｍｍ以下とされるのが、製造面から好ましい。また、この考案において線材束（２）としては、複数本の線材（２０）を束ねたもの、或いは一本の高強度材料からなる線材（２０）を編んで一本の紐体としたもの、さらには複数本の線材（２０）を束ねて、編む又は組む等を行なって紐体としたものが好適に使用される。

【０００９】複数本の線材（２０）を束ねて紐体（２）とする場合には、、通常の編紐、打紐、組紐等が特に限定されることなく好適に使用される。具体的には、例えば図２乃至図３に示すように複数本の線材（２０）により形成された丸編紐、或いは図４乃至図５に示すような角編紐等の編紐や、同じく丸打紐、角打紐等が好適に例示される。尚、前記打紐においても、四つ打ち、八つ打ち、十六打ちなど任意の打ち方が採用できる。さらに、前記以外の袋状紐や固着紐等も限定されることなく採用することができる。或いは、図６に示すように、複数本の線材（２０）をそのまま束ねてねじったもの等も好適に使用することができる。

【００１０】前記したような線材束（２）の表面に、膨張黒鉛からなるテープ材料（３）が巻回される。テープ材料（３）としては、図７に示すような可撓性膨張黒鉛シート（３１）単独から形成されるものでも、或いは図８に示すように補強基材（３２）と可撓性膨張黒鉛シート（３１）との積層体によって形成されるものでも、いずれのものでも好適に使用することができる。ここで、可撓性膨張黒鉛シート（３１）としては、天然黒鉛、熱分解黒鉛、キッシュ黒鉛等の黒鉛粉末を、濃硫酸、濃硝酸等と反応させて一端層間化合物とした後、水洗などによって残留分解させて残留化合物とし、これを急熱して膨張させて得られる膨張可撓性黒鉛そのものをロール材等により圧縮成形したシート状のものが使用される。

【００１１】テープ材料（３）として積層体構造のものを使用する場合には、補強基材（３２）としては、良好な潤滑性や耐腐食性、適度な機械的強度及び流体に対する化学的安定性を有するものであれば特に限定はされず、いずれのものでも好適に使用することができる。具体的には、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、パーフルオロアルコキシ・フッ素樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂からなる薄膜、或いは紙、布等が好適に使用することができる、使用箇所や使用条件等に応じて適宜任意に、例えば電気絶縁性を有するもの等が適宜選択して使用できる。中でも直径０．０５〜１５μｍ程度の微細孔を有する多孔質状のポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）製の薄膜は、膨張黒鉛シート（３１）との積層が良好であるため、より好ましく使用できる。この多孔質状のポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）製の薄膜は、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）のモールディングパウダを押し固めた後、急速に延伸させて得られる、空孔率２５〜９５％程度のものが好適に使用できる。

【００１２】さらに、積層体構造を採用する場合には、前記図８に示すような補強基材（３２）の片面に膨張黒鉛シート（３１）を積層するもの以外に、図９に示すように補強基材（３２）の両面に膨張黒鉛シート（３１）を積層させる構成のものも、テープ材料（３）として好適に使用できる。尚、テープ材料（３）として、前記したような積層体構造のものを採用する場合には、膨張黒鉛シート（３１）としては、その密度が０．８０〜２．２ｇ／ｃｍの範囲内のもので、且つ表面に結晶レベルの凹凸が存在するものを使用することが好ましい。この理由は、膨張黒鉛シート（３１）の密度が２．２ｇ／ｃｍを超えると、組織が緻密になりすぎて、補強基材（３２）との積層が良好に行なわれず、しかもアンカー効果が生じにくくなるため、好ましくないからである。また、この膨張黒鉛シート（３１）の厚みとしては、特に限定はされないが、０．１〜１．５ｍｍ程度とされるのが好ましい。この理由は、膨張黒鉛シート（３１）の厚みが０．１ｍｍ未満であると、膨張黒鉛の有する優れた耐熱性や耐食性、耐磨耗性を充分に発現させることができず、一方、厚みが１．５ｍｍを超えると逆に膨張黒鉛の欠点である脆さが現れてしまうため、いずれの場合も好ましくないからである。さらに、補強基材（３２）の厚みとしては、特に限定はされないが、０．００１〜０．１５ｍｍ程度とされるのが、製造面より好ましい。以上のような補強基材（３２）と膨張黒鉛シート（３１）との積層は、適宜任意の接着剤等を介して行なわれればよく、例えばポリエチレンフィルム、オレフィン系フィルム、ウレタン系フィルムなどの熱融着フィルムを用いて加熱融着させる方法等により積層体とし、テープ材料（３）を形成させればよく、特に限定はされない。

【００１３】以上のような膨張黒鉛シート（３１）単独、又は膨張黒鉛シート（３１）と補強基材（３２）との積層体からなるテープ材料（３）を前記線材束（２）に巻回させてこの考案に係る密封材料（１）とされる。テープ材料（３）の巻回方法としては、特に限定はされず、紐体（２）表面に一重又は二重以上に順次巻回させていってもよく、或いは線材束（２）の表面にテープ材料（３）を被覆させ、テープ材料（３）と線材束（２）との両方をねじりながら撚っていき、線材束（２）表面にテープ材料（３）を巻回させていくなど、適宜任意の方法が好適に採用できる。尚、後者の巻回方法では、線材束（２）及びテープ材料（３）とが共にねじられた状態の密封材料（１）が得られる。

【００１４】このように構成された密封材料（１）では、図１０の断面図にて示されるように、単位面積当たりに用いられる高強度材料からなる線材（２０）量が多くなり、機械的強度が高くなるとともに、その表面が膨張黒鉛からなるテープ材料（３）により被覆される構成となるため、膨張黒鉛の備えるシール特性などが充分に発現され、さらに摺動により相手金属表面を傷つけることがない。従って、極めて高い機械的強度が発現されるため、例えば高温、高圧環境下でのブシュ又はスペーサーの代用として使用することもできる。

【００１５】さらに、線材束（２）に巻回させるテープ材料（３）として、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の電気絶縁性を有する補強基材（３２）の片面に膨張黒鉛シート（３１）を積層させたテープ材料（３）を使用し、線材束（２）表面に巻回させて密封材料（１）を形成させる際に、図１１の断面図に示すように、密封材料（１）の表面にポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の電気絶縁性補強基材（３２）が現れる構成とすることにより、電導性がない密封材料とすることができる。このため、例えば、図１２に示すような流路（Ａ−１）を備えた球状の弁箱（Ａ）と、この弁箱（Ａ）を覆う弁蓋（Ｆ）と、弁座（Ｂ）に圧接又は離間して流路（Ａ−１）を開放又は閉鎖する弁体（Ｃ）、弁体（Ｃ）を操作するハンドル（Ｈ）、弁棒（Ｄ）から構成される玉形弁（Ｚ）の異種金属間の接合、すなわち、弁蓋（Ｆ）と弁棒（Ｄ）との間隙部分（Ｚ）に、前記図１１で示したような密封材料（１）を充填使用することにより、優れた密封性、摺動性、耐熱性、耐食性や機械的強度とともに、これら異種金属間における電気化学的防食を防止させることが可能となる。

【００１６】以上のような密封材料（１）は、特に図１３に示すようなリング状に成形されて、液密、気密を要する部分に、ガスケット、パッキングとして好適に使用される。さらに前記したリング状以外の、適宜任意の形状にも成形加工して使用することもできる。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳述した如く、この考案は高強度材料からなる線材束に膨張黒鉛からなるテープ材料が巻回されてなることを特徴とする密封材料であるから、単位面積当たりに使用される高強度繊維材料が多く、極めて優れた機械的強度を備える反面、良好な密封性や摺動性を示し、剛性と撓曲性とを同時に兼ね備え、且つ相手金属面を傷つけることがないなど、高温、高圧環境下での密封材料として優れた密封特性を示すという優れた効果を奏する。また、紐体に巻回されるテープ材料と膨張黒鉛シート単独から形成する構成とすることにより、膨張黒鉛材料の有する自己潤滑特性、熱伝導性、耐薬品性等優れた密封特性を充分に発現させることができる。さらに、テープ材料として膨張黒鉛シートと補強基材との積層体を使用することにより、異種金属間の接合部分に使用され、電気化学的防食を防止できる密封材料としたり、或いはさらに密封材料の強度を高くすることができるなど、使用箇所やその環境条件に応じた密封材料とすることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る密封材料の一実施例を示した説
明図である。

【図２】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
る線材束（紐体）の一例（丸編紐）を示した外観図であ
る。

【図３】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
る線材束（紐体）の一例（丸編紐）を示した外観図であ
る。

【図４】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
る線材束（紐体）の一例（角編紐）を示した外観図であ
る。

【図５】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
る線材束（紐体）の一例（角編紐）を示した外観図であ
る。

【図６】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
る線材束（紐体）の一例を示した外観図である。

【図７】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
るテープ材料の一例（膨張黒鉛シート）を示した断面図
である。

【図８】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
るテープ材料の一例（積層体）を示した断面図である。

【図９】この考案に係る密封材料の構成要素の一つであ
るテープ材料の一例（積層体）を示した断面図である。

【図１０】この考案に係る密封材料の一実施例における
構成を示した断面図である。

【図１１】この考案に係る密封材料の他の実施例におけ
る構成を示した断面図である。

【図１２】この考案に係る密封材料を流体機器の異種金
属接合部分に充填した状態を示す断面図である。

【図１３】この考案に係る密封材料をリング状に成形し
た状態を示す外観図である。

【図１４】従来の膨張黒鉛を用いた編組みパッキンの一
例を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１密封材料２線材束２０線材３テープ材料３１膨張黒鉛シート３２補強基材

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】高強度材料からなる線材束に膨張黒鉛か
らなるテープ材料が巻回されてなることを特徴とする密
封材料。
【請求項２】前記膨張黒鉛からなるテープ材料が可撓
性膨張黒鉛シート単独により形成されてなることを特徴
とする請求項１に記載の密封材料。
【請求項３】前記膨張黒鉛からなるテープ材料が、可
撓性膨張黒鉛シートと補強シートとの積層体により形成
されてなることを特徴とする請求項１に記載の密封材
料。