JPH10231110A - 膨張黒鉛シート及びそれを用いたグランドパッキン - Google Patents
膨張黒鉛シート及びそれを用いたグランドパッキンInfo
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- JPH10231110A JPH10231110A JP9039029A JP3902997A JPH10231110A JP H10231110 A JPH10231110 A JP H10231110A JP 9039029 A JP9039029 A JP 9039029A JP 3902997 A JP3902997 A JP 3902997A JP H10231110 A JPH10231110 A JP H10231110A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 潤滑剤として機能する水の含有率が高くて摩
擦係数および摺動抵抗の著しい低減を図れるとともに、
その低減機能を長時間に亘って保持することができ、ま
た非常に優れたシール性能を確保できるようにする。 【解決手段】 膨張黒鉛粒子２ａを加圧して互いに一体
化してなる膨張黒鉛基材１Ａに、密度１に対して１〜３
０重量％の水を含有させて膨張黒鉛シート１を形成す
る。そして、この膨張黒鉛シート１を素材としてリング
状のグランドパッキン５１を構成する、あるいは紐状で
その内外いずれかを繊維や金属線で補強してなる複合シ
ール材をつくり、これを編組もしくはひねり加工してグ
ランドパッキン５３〜５５を構成する。
擦係数および摺動抵抗の著しい低減を図れるとともに、
その低減機能を長時間に亘って保持することができ、ま
た非常に優れたシール性能を確保できるようにする。 【解決手段】 膨張黒鉛粒子２ａを加圧して互いに一体
化してなる膨張黒鉛基材１Ａに、密度１に対して１〜３
０重量％の水を含有させて膨張黒鉛シート１を形成す
る。そして、この膨張黒鉛シート１を素材としてリング
状のグランドパッキン５１を構成する、あるいは紐状で
その内外いずれかを繊維や金属線で補強してなる複合シ
ール材をつくり、これを編組もしくはひねり加工してグ
ランドパッキン５３〜５５を構成する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばガスケッ
ト、Ｖリング、バルブシート等の各種シール材、ベアリ
ング等の摺動材、さらには高温用断熱材、農業用資材お
よび土木工事用資材などとして使用される膨張黒鉛シー
ト及びその膨張黒鉛シートを素材として構成され各種流
体機器の軸封、主として水や蒸気の潤滑条件下で使用さ
れるグランドパッキンに関するものである。
ト、Ｖリング、バルブシート等の各種シール材、ベアリ
ング等の摺動材、さらには高温用断熱材、農業用資材お
よび土木工事用資材などとして使用される膨張黒鉛シー
ト及びその膨張黒鉛シートを素材として構成され各種流
体機器の軸封、主として水や蒸気の潤滑条件下で使用さ
れるグランドパッキンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】膨張黒鉛は、各種シール材等の構成材料
として一般的に用いられていた四弗化エチレン樹脂（Ｐ
ＴＦＥ、ＰＴＡ等）やゴムなどに比べて耐熱性に優れて
いることから近年各種シール材等として多用されてい
る。ところで、従来から一般に使用されている膨張黒鉛
シートは、その含有水分率が０．１〜０．５％程度と低
く、また、この膨張黒鉛シートは膨張させた黒鉛粒子を
プレス成形やロール成形により加圧して拡開した蛇腹状
の層間を再び密着させることで、膨張黒鉛粒子を相互に
自己接着してシート状に製造されるものであるから、そ
の表層は稠密でかつ撥水性を有し、使用態様において表
層から吸水、吸湿することもない。そのために、このよ
うな膨張黒鉛シートから構成される各種シール材等は乾
燥（ドライ）状態で使用されることが多く、表１でも明
らかなように、ＰＴＦＥなどと比べても高い摩擦係数を
呈する。それゆえに、特に、膨張黒鉛シートを素材とす
る流体機器の軸封用グランドパッキンの場合は摺動抵抗
が非常に大きく、これが動力ロスやパッキン寿命の低下
につながる。これを避けるために、従来から一般に使用
されている膨張黒鉛シートを素材とするグランドパッキ
ンにおいては、油や固体潤滑剤を含浸したり、その内周
面あるいは軸表面に油や固体潤滑剤を塗布したりして、
摺動抵抗を低減させる手段が採用されていた。
として一般的に用いられていた四弗化エチレン樹脂（Ｐ
ＴＦＥ、ＰＴＡ等）やゴムなどに比べて耐熱性に優れて
いることから近年各種シール材等として多用されてい
る。ところで、従来から一般に使用されている膨張黒鉛
シートは、その含有水分率が０．１〜０．５％程度と低
く、また、この膨張黒鉛シートは膨張させた黒鉛粒子を
プレス成形やロール成形により加圧して拡開した蛇腹状
の層間を再び密着させることで、膨張黒鉛粒子を相互に
自己接着してシート状に製造されるものであるから、そ
の表層は稠密でかつ撥水性を有し、使用態様において表
層から吸水、吸湿することもない。そのために、このよ
うな膨張黒鉛シートから構成される各種シール材等は乾
燥（ドライ）状態で使用されることが多く、表１でも明
らかなように、ＰＴＦＥなどと比べても高い摩擦係数を
呈する。それゆえに、特に、膨張黒鉛シートを素材とす
る流体機器の軸封用グランドパッキンの場合は摺動抵抗
が非常に大きく、これが動力ロスやパッキン寿命の低下
につながる。これを避けるために、従来から一般に使用
されている膨張黒鉛シートを素材とするグランドパッキ
ンにおいては、油や固体潤滑剤を含浸したり、その内周
面あるいは軸表面に油や固体潤滑剤を塗布したりして、
摺動抵抗を低減させる手段が採用されていた。
【０００３】
【表１】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように油や固体潤滑剤の含浸、あるいは、塗布手段を採
用する場合は、高温条件下では油の分解による摩擦係数
および摺動抵抗の増加、油の流出による環境汚染、グラ
ンドパッキンの強度低下を招くという問題があった。
ように油や固体潤滑剤の含浸、あるいは、塗布手段を採
用する場合は、高温条件下では油の分解による摩擦係数
および摺動抵抗の増加、油の流出による環境汚染、グラ
ンドパッキンの強度低下を招くという問題があった。
【０００５】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、潤滑剤として機能する水の含有率が高くて摩
擦係数および摺動抵抗の著しい低減を図ることができと
ともに、その低減機能を長時間に亘って保持することが
でき、また非常に優れたシール性能を確保することがで
きる膨張黒鉛シート及びそれを用いたグランドパッキン
を提供することを目的としている。
たもので、潤滑剤として機能する水の含有率が高くて摩
擦係数および摺動抵抗の著しい低減を図ることができと
ともに、その低減機能を長時間に亘って保持することが
でき、また非常に優れたシール性能を確保することがで
きる膨張黒鉛シート及びそれを用いたグランドパッキン
を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明に係る膨張黒鉛シートは、膨
張させた黒鉛粒子を加圧して互いに一体化してなる膨張
黒鉛基材に、密度１に対して１〜３０重量％の水が含ま
れていることを特徴とするものであり、好ましくは、請
求項２に記載のように、膨張黒鉛基材の含有水分率を１
〜２０重量％としたものである。
に、請求項１に記載の発明に係る膨張黒鉛シートは、膨
張させた黒鉛粒子を加圧して互いに一体化してなる膨張
黒鉛基材に、密度１に対して１〜３０重量％の水が含ま
れていることを特徴とするものであり、好ましくは、請
求項２に記載のように、膨張黒鉛基材の含有水分率を１
〜２０重量％としたものである。
【０００７】上記請求項１，２に記載の発明によれば、
膨張黒鉛基材自体が潤滑剤として機能する水を多く含有
しているので、この膨張黒鉛シートから構成される各種
シール材等の使用態様においてその内部の含有水により
境界潤滑に近い摩擦状態が作り出されることになり、表
１から明らかなように、その摩擦係数を従来の乾燥（ド
ライ）状態の摩擦係数よりも一桁程度低減させることが
可能となり、従来の油等の含浸や塗布手段の場合にみら
れる高温条件下で使用時における油分解に伴う特性劣化
や油汚染などの問題を全く発生することがない。また、
含有水分率が高いことによる膨張黒鉛基材自体の膨潤作
用によってシール面圧も高く、低い締付け圧力によって
も優れたシール性能を確保することが可能となる。
膨張黒鉛基材自体が潤滑剤として機能する水を多く含有
しているので、この膨張黒鉛シートから構成される各種
シール材等の使用態様においてその内部の含有水により
境界潤滑に近い摩擦状態が作り出されることになり、表
１から明らかなように、その摩擦係数を従来の乾燥（ド
ライ）状態の摩擦係数よりも一桁程度低減させることが
可能となり、従来の油等の含浸や塗布手段の場合にみら
れる高温条件下で使用時における油分解に伴う特性劣化
や油汚染などの問題を全く発生することがない。また、
含有水分率が高いことによる膨張黒鉛基材自体の膨潤作
用によってシール面圧も高く、低い締付け圧力によって
も優れたシール性能を確保することが可能となる。
【０００８】上記請求項１または２に記載の発明に係る
膨張黒鉛シートにおいて、請求項３に記載のように、上
記膨張黒鉛基材に水と共に親水性樹脂や界面活性剤など
の親水性を有する物質を１０重量％以下含有させる場合
は、高温条件下での使用においても初期の含有水分率を
保持させることが可能で、上述の摩擦係数低減機能を長
時間に亘って確保することができるとともに、耐水圧特
性の向上も図ることができる。
膨張黒鉛シートにおいて、請求項３に記載のように、上
記膨張黒鉛基材に水と共に親水性樹脂や界面活性剤など
の親水性を有する物質を１０重量％以下含有させる場合
は、高温条件下での使用においても初期の含有水分率を
保持させることが可能で、上述の摩擦係数低減機能を長
時間に亘って確保することができるとともに、耐水圧特
性の向上も図ることができる。
【０００９】また、請求項４に記載の発明に係るグラン
ドパッキンは、膨張させた黒鉛粒子を加圧して互いに一
体化してなる膨張黒鉛基材に、密度１に対して１〜３０
重量％の水が含まれている膨張黒鉛シートを素材として
構成されていることを特徴とするものであり、好ましく
は、請求項５に記載のように、膨張黒鉛シートの含有水
分率を１〜２０重量％としたものである。
ドパッキンは、膨張させた黒鉛粒子を加圧して互いに一
体化してなる膨張黒鉛基材に、密度１に対して１〜３０
重量％の水が含まれている膨張黒鉛シートを素材として
構成されていることを特徴とするものであり、好ましく
は、請求項５に記載のように、膨張黒鉛シートの含有水
分率を１〜２０重量％としたものである。
【００１０】上記請求項４，５に記載の発明によれば、
素材となる膨張黒鉛シートの基材自体が潤滑剤として機
能する水を多く含有しているので、この膨張黒鉛シート
から構成されるグランドパッキンの使用態様において軸
との間に境界潤滑に近い摩擦状態が作り出されることに
なり、含有水分率の低い（０．１〜０．５％程度）膨張
黒鉛シートを素材として構成されていた従来のグランド
パッキンに比べて摩擦係数を因子とする摺動抵抗係数を
著しく低減させて軸摺動特性の向上を図ることが可能と
なる。また、含有水分率が高いことによる膨張黒鉛シー
ト自体の膨潤作用によってシール面圧も高くなり、低い
締付け圧力によっても優れたシール性能を確保すること
が可能となる。
素材となる膨張黒鉛シートの基材自体が潤滑剤として機
能する水を多く含有しているので、この膨張黒鉛シート
から構成されるグランドパッキンの使用態様において軸
との間に境界潤滑に近い摩擦状態が作り出されることに
なり、含有水分率の低い（０．１〜０．５％程度）膨張
黒鉛シートを素材として構成されていた従来のグランド
パッキンに比べて摩擦係数を因子とする摺動抵抗係数を
著しく低減させて軸摺動特性の向上を図ることが可能と
なる。また、含有水分率が高いことによる膨張黒鉛シー
ト自体の膨潤作用によってシール面圧も高くなり、低い
締付け圧力によっても優れたシール性能を確保すること
が可能となる。
【００１１】上記請求項４または５に記載の発明に係る
グランドパッキンにおいて、請求項６に記載のように、
上記膨張黒鉛シートに水と共に親水性樹脂や界面活性剤
などの親水性を有する物質を１０重量％以下含有させる
場合は、高温条件下での使用においても初期の含有水分
率を保持させることが可能で、上述のような優れた軸摺
動特性を長時間に亘って確保することができるととも
に、耐水圧特性の向上も図ることができる。
グランドパッキンにおいて、請求項６に記載のように、
上記膨張黒鉛シートに水と共に親水性樹脂や界面活性剤
などの親水性を有する物質を１０重量％以下含有させる
場合は、高温条件下での使用においても初期の含有水分
率を保持させることが可能で、上述のような優れた軸摺
動特性を長時間に亘って確保することができるととも
に、耐水圧特性の向上も図ることができる。
【００１２】上記請求項４ないし６のいずれかに記載の
発明に係るグランドパッキンにおいて、請求項７に記載
のように、膨張黒鉛シートを適当幅のテープ状に形成
し、このテープ状膨張黒鉛シートを渦巻き状に巻き重ね
てリング状の形態に成形する場合は、プレス成形手段の
採用によって多種寸法のものを簡単に作成することが可
能であり、また、ここで、請求項８に記載のように、上
記テープ状膨張黒鉛シートを軸との摺動部となる内周部
にのみ使用し、その他の外周部には含有水分率の低いテ
ープ状膨張黒鉛シートを使用することにより、グランド
パッキン全体として高い強度を保ちつつ、摺動抵抗係数
を低減することが可能となる。
発明に係るグランドパッキンにおいて、請求項７に記載
のように、膨張黒鉛シートを適当幅のテープ状に形成
し、このテープ状膨張黒鉛シートを渦巻き状に巻き重ね
てリング状の形態に成形する場合は、プレス成形手段の
採用によって多種寸法のものを簡単に作成することが可
能であり、また、ここで、請求項８に記載のように、上
記テープ状膨張黒鉛シートを軸との摺動部となる内周部
にのみ使用し、その他の外周部には含有水分率の低いテ
ープ状膨張黒鉛シートを使用することにより、グランド
パッキン全体として高い強度を保ちつつ、摺動抵抗係数
を低減することが可能となる。
【００１３】さらに、上記請求項４ないし６のいずれか
に記載の発明に係るグランドパッキンにおいて、請求項
９に記載のように、上記膨張黒鉛シートの内部または外
周部の少なくとも一方が繊維もしくは金属線で補強され
ている紐状体を編組もしくはひねり加工して形成する場
合は、摺動抵抗係数の低減機能のほかに、特に繊維もし
くは金属線による内部補強構造を採用することで、親水
性を有する物質が接着作用を奏することになり、ひねり
強度を向上して編組もしくはひねり加工時に作用する複
雑な応力に対しても紐状体が不測に破断されることがな
く、所定の編組グランドパッキンを確実に作製すること
ができる。
に記載の発明に係るグランドパッキンにおいて、請求項
９に記載のように、上記膨張黒鉛シートの内部または外
周部の少なくとも一方が繊維もしくは金属線で補強され
ている紐状体を編組もしくはひねり加工して形成する場
合は、摺動抵抗係数の低減機能のほかに、特に繊維もし
くは金属線による内部補強構造を採用することで、親水
性を有する物質が接着作用を奏することになり、ひねり
強度を向上して編組もしくはひねり加工時に作用する複
雑な応力に対しても紐状体が不測に破断されることがな
く、所定の編組グランドパッキンを確実に作製すること
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は膨張黒鉛シートの一部断
面斜視図であり、この膨張黒鉛シート１は、図２に示す
ように、鱗片状の黒鉛粒子２ａが積層状態となっている
厚さＨo の酸処理黒鉛２Ａを膨張処理することにより、
図３に示すように、上記積層方向（矢印ａ方向）に拡開
されて黒鉛粒子２ａの各間にすきまＧを有する厚さＨ
（５ｍｍ〜１０ｍｍ程度）の蛇腹状の構造体をプレス成
形やロール成形により加圧して拡開した蛇腹状の層間を
再び密着させることで膨張黒鉛粒子２ａを相互に自己接
着によりシート状に一体化させた基材１Ａの表裏両面１
Ｂの全域を、例えば粒径が１０〜２０μｍのＳｉＣなど
の研磨材を用いたマイクロブラスト加工等によって水に
対する接触角が８０°以下になるまで除去処理した後、
その表裏両面１Ｂから水、または、水とポリエチレング
リコール等の親水性樹脂あるいは珪酸ソーダ等の親水性
無機物の水溶液とを密度１に対して１〜３０重量％、好
ましくは、１〜２０重量％含浸させてなるものである。
にもとづいて説明する。図１は膨張黒鉛シートの一部断
面斜視図であり、この膨張黒鉛シート１は、図２に示す
ように、鱗片状の黒鉛粒子２ａが積層状態となっている
厚さＨo の酸処理黒鉛２Ａを膨張処理することにより、
図３に示すように、上記積層方向（矢印ａ方向）に拡開
されて黒鉛粒子２ａの各間にすきまＧを有する厚さＨ
（５ｍｍ〜１０ｍｍ程度）の蛇腹状の構造体をプレス成
形やロール成形により加圧して拡開した蛇腹状の層間を
再び密着させることで膨張黒鉛粒子２ａを相互に自己接
着によりシート状に一体化させた基材１Ａの表裏両面１
Ｂの全域を、例えば粒径が１０〜２０μｍのＳｉＣなど
の研磨材を用いたマイクロブラスト加工等によって水に
対する接触角が８０°以下になるまで除去処理した後、
その表裏両面１Ｂから水、または、水とポリエチレング
リコール等の親水性樹脂あるいは珪酸ソーダ等の親水性
無機物の水溶液とを密度１に対して１〜３０重量％、好
ましくは、１〜２０重量％含浸させてなるものである。
【００１５】なお、膨張黒鉛シート１の水分含有率は、
シート１全体に対する水の重量比であり、一般に次式で
表される。 水分含有率＝（水の含浸後重量−含浸前重量）／含浸後
重量×１００
シート１全体に対する水の重量比であり、一般に次式で
表される。 水分含有率＝（水の含浸後重量−含浸前重量）／含浸後
重量×１００
【００１６】次に、上記のように作製された膨張黒鉛シ
ート１を素材として構成されるグランドパッキンの実施
例ついて説明する。 実施例１：このグランドパッキン５１は、図４に示すよ
うに、水を２０重量％含有させて適当幅のテープ状に形
成された膨張黒鉛シート１を内周の２巻分として使用
し、その他の外周巻き部分は水を０．２重量％含有させ
て上記テープ状膨張黒鉛シート１と同幅のテープ状に形
成された膨張黒鉛シート４を使用し、これら内外のテー
プ状膨張黒鉛シート１，４を重合し渦巻状に巻き重ねた
後、リング状にプレス成形したものである。
ート１を素材として構成されるグランドパッキンの実施
例ついて説明する。 実施例１：このグランドパッキン５１は、図４に示すよ
うに、水を２０重量％含有させて適当幅のテープ状に形
成された膨張黒鉛シート１を内周の２巻分として使用
し、その他の外周巻き部分は水を０．２重量％含有させ
て上記テープ状膨張黒鉛シート１と同幅のテープ状に形
成された膨張黒鉛シート４を使用し、これら内外のテー
プ状膨張黒鉛シート１，４を重合し渦巻状に巻き重ねた
後、リング状にプレス成形したものである。
【００１７】上記実施例１のグランドパッキン５１の摺
動抵抗係数Ｋμを測定した試験結果を従来品と比較して
表２に示す。ここで、比較例となる従来品は、水を０．
５重量％含有する膨張黒鉛シートを用いて本実施例１と
同様にリング状に成形したグランドパッキンを試料とし
ている。上記の試験条件は表３に示すとおりであり、ま
た、表２に記した摺動抵抗係数Ｋμ値はグランドパッキ
ンの締付圧が２００ｋｇｆ／ｃｍ2 〜５００ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 での平均値である。
動抵抗係数Ｋμを測定した試験結果を従来品と比較して
表２に示す。ここで、比較例となる従来品は、水を０．
５重量％含有する膨張黒鉛シートを用いて本実施例１と
同様にリング状に成形したグランドパッキンを試料とし
ている。上記の試験条件は表３に示すとおりであり、ま
た、表２に記した摺動抵抗係数Ｋμ値はグランドパッキ
ンの締付圧が２００ｋｇｆ／ｃｍ2 〜５００ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 での平均値である。
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】なお、上記の摺動抵抗係数Ｋμは、単位面
積当りの摺動抵抗を初期締付圧で除した値で、グランド
パッキンの側圧係数Ｋ（応力変換係数）と摩擦係数μに
関するグランドパッキン固有の値であり、次式で定義さ
れるものである。 Ｋμ＝Ｒ／（π×ｄ×Ｌ×Ｐｇ） ここで、Ｒ：単位面積当りの摺動抵抗（ｋｇｆ） ｄ：弁棒径（ｃｍ） Ｌ：グランドパッキン接触長さ（ｃｍ） Ｐｇ：グランドパッキン締付圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）
積当りの摺動抵抗を初期締付圧で除した値で、グランド
パッキンの側圧係数Ｋ（応力変換係数）と摩擦係数μに
関するグランドパッキン固有の値であり、次式で定義さ
れるものである。 Ｋμ＝Ｒ／（π×ｄ×Ｌ×Ｐｇ） ここで、Ｒ：単位面積当りの摺動抵抗（ｋｇｆ） ｄ：弁棒径（ｃｍ） Ｌ：グランドパッキン接触長さ（ｃｍ） Ｐｇ：グランドパッキン締付圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）
【００２１】上記の表２からも明らかなように、実施例
１のグランドパッキン５１の摺動抵抗係数Ｋμは従来品
に比べて約（１／３）程度に低減されている。
１のグランドパッキン５１の摺動抵抗係数Ｋμは従来品
に比べて約（１／３）程度に低減されている。
【００２２】実施例２：このグランドパッキンは、水を
３重量％及び親水性樹脂としてポリエチレングリコール
を２．５重量％含有させて適当幅のテープ状に形成され
た膨張黒鉛シート１を内周の２巻分として使用し、その
他の外周巻き部分は水を０．２重量％含有させて上記テ
ープ状膨張黒鉛シート１と同幅のテープ状に形成された
膨張黒鉛シート４を使用し、これら内外のテープ状膨張
黒鉛シート１，４を重合し渦巻状に巻き重ねた後、リン
グ状にプレス成形したものである。
３重量％及び親水性樹脂としてポリエチレングリコール
を２．５重量％含有させて適当幅のテープ状に形成され
た膨張黒鉛シート１を内周の２巻分として使用し、その
他の外周巻き部分は水を０．２重量％含有させて上記テ
ープ状膨張黒鉛シート１と同幅のテープ状に形成された
膨張黒鉛シート４を使用し、これら内外のテープ状膨張
黒鉛シート１，４を重合し渦巻状に巻き重ねた後、リン
グ状にプレス成形したものである。
【００２３】上記実施例２のグランドパッキンの耐水圧
特性を測定した試験結果を従来品と比較して表４に示
す。ここで、比較例となる従来品は、水を０．５重量％
以下含有する膨張黒鉛シートを用いて本実施例２と同様
にリング状に成形したグランドパッキンを試料としてい
る。上記の試験条件は表５に示すとおりである。
特性を測定した試験結果を従来品と比較して表４に示
す。ここで、比較例となる従来品は、水を０．５重量％
以下含有する膨張黒鉛シートを用いて本実施例２と同様
にリング状に成形したグランドパッキンを試料としてい
る。上記の試験条件は表５に示すとおりである。
【００２４】
【表４】
【００２５】
【表５】
【００２６】上記の表４からも明らかなように、実施例
２のグランドパッキン５２は実用締付圧の範囲において
従来品に比べて漏出し圧力（水圧）が格段に高く、それ
だけ軸封性能に優れていることを示している。
２のグランドパッキン５２は実用締付圧の範囲において
従来品に比べて漏出し圧力（水圧）が格段に高く、それ
だけ軸封性能に優れていることを示している。
【００２７】実施例３：このグランドパッキン５３は、
水を３重量％及び親水性樹脂としてポリエチレングリコ
ールを２．５重量％含有させた膨張黒鉛シート１を細幅
に切断し、その細幅切断膨張黒鉛シート１の複数本を集
束してそれらの外周をＰＴＦＥ等の補強繊維６で被覆し
てなる図５に示すような紐状の複合シール材７を編組し
て形成されたものである。
水を３重量％及び親水性樹脂としてポリエチレングリコ
ールを２．５重量％含有させた膨張黒鉛シート１を細幅
に切断し、その細幅切断膨張黒鉛シート１の複数本を集
束してそれらの外周をＰＴＦＥ等の補強繊維６で被覆し
てなる図５に示すような紐状の複合シール材７を編組し
て形成されたものである。
【００２８】実施例４：このグランドパッキン５４は、
上記実施例３に示した膨張黒鉛シート１を波状に折畳
み、その折畳み部にステンレス線などの金属線８を挿入
して補強してなる図６に示すような紐状の複合シール材
９を編組して形成されたものである。
上記実施例３に示した膨張黒鉛シート１を波状に折畳
み、その折畳み部にステンレス線などの金属線８を挿入
して補強してなる図６に示すような紐状の複合シール材
９を編組して形成されたものである。
【００２９】実施例５：このグランドパッキン５５は、
上記実施例３に示した膨張黒鉛シート１の二枚をラミネ
ートし、その貼り合わせ部にガラス繊維などの補強繊維
１０を挟持挿入してなる図７に示すような紐状の複合シ
ール材１１を編組もしくはひねり加工して形成されたも
のである。
上記実施例３に示した膨張黒鉛シート１の二枚をラミネ
ートし、その貼り合わせ部にガラス繊維などの補強繊維
１０を挟持挿入してなる図７に示すような紐状の複合シ
ール材１１を編組もしくはひねり加工して形成されたも
のである。
【００３０】上記実施例３〜５に示したように、膨張黒
鉛シート１の内部または外周部の少なくとも一方が繊維
６，１０あるいは金属線８で補強されている紐状の複合
シール材７，９，１１を編組もしくはひねり加工して形
成されたグランドパッキンは、いずれも摺動抵抗係数の
低減機能のほかに強度が高くなる。特に繊維もしくは金
属線による内部補強構造を採用することで、含有水や含
有親水性物質が接着作用を奏することになり、ひねり強
度を向上して編組もしくはひねり加工時に作用する複雑
な応力に対しても紐状の複合シール材が不測に破断され
ることがなく、所定の編組グランドパッキンを確実に作
製することができる。
鉛シート１の内部または外周部の少なくとも一方が繊維
６，１０あるいは金属線８で補強されている紐状の複合
シール材７，９，１１を編組もしくはひねり加工して形
成されたグランドパッキンは、いずれも摺動抵抗係数の
低減機能のほかに強度が高くなる。特に繊維もしくは金
属線による内部補強構造を採用することで、含有水や含
有親水性物質が接着作用を奏することになり、ひねり強
度を向上して編組もしくはひねり加工時に作用する複雑
な応力に対しても紐状の複合シール材が不測に破断され
ることがなく、所定の編組グランドパッキンを確実に作
製することができる。
【００３１】図８（Ａ）（Ｂ）は、密度１．０ｇ／ｃｍ
3 、厚み０．３８ｍｍ、幅１６ｍｍのテープ状の膨張黒
鉛シート１の表裏両面をブラスト加工により除去処理
（処理率４．１％）した後、１００ｍｍの長さに切断し
た各試料を表６に示すような分散剤に３０分浸し、その
後、表面の余分な含浸液をウェスで除去してリング状の
グランドパッキン（寸法：内径１９ｍｍ×外径３２×厚
み６．５ｍｍ）を成形し、この成形グランドパッキンを
試料として表７に示す試験条件のもとで水保持性の確認
試験を行なった結果を示す。
3 、厚み０．３８ｍｍ、幅１６ｍｍのテープ状の膨張黒
鉛シート１の表裏両面をブラスト加工により除去処理
（処理率４．１％）した後、１００ｍｍの長さに切断し
た各試料を表６に示すような分散剤に３０分浸し、その
後、表面の余分な含浸液をウェスで除去してリング状の
グランドパッキン（寸法：内径１９ｍｍ×外径３２×厚
み６．５ｍｍ）を成形し、この成形グランドパッキンを
試料として表７に示す試験条件のもとで水保持性の確認
試験を行なった結果を示す。
【００３２】
【表６】
【００３３】
【表７】
【００３４】上記図８の試験結果からも明らかなよう
に、本発明の膨張黒鉛シート及びそれを用いて構成され
たグランドパッキンは、高温条件下での使用においても
長時間に亘って高い水分含有率を保持していることが分
かる。
に、本発明の膨張黒鉛シート及びそれを用いて構成され
たグランドパッキンは、高温条件下での使用においても
長時間に亘って高い水分含有率を保持していることが分
かる。
【００３５】なお、上記実施形態および各実施例におい
ては、膨張黒鉛シートに１〜３０重量％（好ましくは１
〜２０重量％）の水分含有率を持たせる手段として、該
膨張黒鉛シートの表裏面を水に対する接触角が８０°以
下になるように除去処理した上、その表裏面から水また
は水および親水性物質を含浸させる手段を採用したが、
これ以外に、膨張黒鉛シートの加圧成形前に上記重量％
の水または水および親水性物質を含ませておいてもよ
い。
ては、膨張黒鉛シートに１〜３０重量％（好ましくは１
〜２０重量％）の水分含有率を持たせる手段として、該
膨張黒鉛シートの表裏面を水に対する接触角が８０°以
下になるように除去処理した上、その表裏面から水また
は水および親水性物質を含浸させる手段を採用したが、
これ以外に、膨張黒鉛シートの加圧成形前に上記重量％
の水または水および親水性物質を含ませておいてもよ
い。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、請求項１，２に記載の発
明によれば、膨張黒鉛基材自体が潤滑剤として機能する
水を多く含有しているので、この膨張黒鉛シートから構
成される各種シール材等の使用態様においてその内部の
含有水により境界潤滑に近い摩擦状態を作り出すことが
可能で、その摩擦係数を従来の乾燥（ドライ）状態の摩
擦係数よりも一桁程度低減させることができる。したが
って、従来の油等の含浸や塗布手段の場合にみられる高
温条件下で使用時における油分解に伴う特性劣化や油汚
染などの問題を解消できるとともに、含有水分率が高い
ことによる膨張黒鉛基材自体の膨潤作用によってシール
面圧も高くなり、低い締付け圧力でも優れたシール性能
を確保することができるという効果を奏する。
明によれば、膨張黒鉛基材自体が潤滑剤として機能する
水を多く含有しているので、この膨張黒鉛シートから構
成される各種シール材等の使用態様においてその内部の
含有水により境界潤滑に近い摩擦状態を作り出すことが
可能で、その摩擦係数を従来の乾燥（ドライ）状態の摩
擦係数よりも一桁程度低減させることができる。したが
って、従来の油等の含浸や塗布手段の場合にみられる高
温条件下で使用時における油分解に伴う特性劣化や油汚
染などの問題を解消できるとともに、含有水分率が高い
ことによる膨張黒鉛基材自体の膨潤作用によってシール
面圧も高くなり、低い締付け圧力でも優れたシール性能
を確保することができるという効果を奏する。
【００３７】また、上記の膨張黒鉛シートにおいて、請
求項３に記載のように、膨張黒鉛基材に水と共に親水性
樹脂や界面活性剤などの親水性を有する物質を１０重量
％以下含有させることによって、高温条件下での使用に
おいても初期の含有水分率を保持させることが可能で、
上述の摩擦係数低減機能を長時間に亘って確保すること
ができるとともに、耐水圧特性の向上も図ることができ
る。
求項３に記載のように、膨張黒鉛基材に水と共に親水性
樹脂や界面活性剤などの親水性を有する物質を１０重量
％以下含有させることによって、高温条件下での使用に
おいても初期の含有水分率を保持させることが可能で、
上述の摩擦係数低減機能を長時間に亘って確保すること
ができるとともに、耐水圧特性の向上も図ることができ
る。
【００３８】また、請求項４，５に記載の発明によれ
ば、グランドパッキンの素材となる膨張黒鉛シートの基
材自体が潤滑剤として機能する水を多く含有しているの
で、該グランドパッキンの使用態様において軸との間に
境界潤滑に近い摩擦状態を作り出して、摩擦係数を因子
とする摺動抵抗係数を従来の膨張黒鉛製グランドパッキ
ンに比べて著しく低減させて軸摺動特性の著しいい向上
を図ることができる。また、含有水分率が高いことによ
る膨張黒鉛シート自体の膨潤作用によってシール面圧も
高くなり、低い締付け圧力によっても優れたシール性能
を確保することができるという効果を奏する。
ば、グランドパッキンの素材となる膨張黒鉛シートの基
材自体が潤滑剤として機能する水を多く含有しているの
で、該グランドパッキンの使用態様において軸との間に
境界潤滑に近い摩擦状態を作り出して、摩擦係数を因子
とする摺動抵抗係数を従来の膨張黒鉛製グランドパッキ
ンに比べて著しく低減させて軸摺動特性の著しいい向上
を図ることができる。また、含有水分率が高いことによ
る膨張黒鉛シート自体の膨潤作用によってシール面圧も
高くなり、低い締付け圧力によっても優れたシール性能
を確保することができるという効果を奏する。
【００３９】また、上記のグランドパッキンにおいて、
請求項６に記載のように、膨張黒鉛シートに水と共に親
水性樹脂や界面活性剤などの親水性を有する物質を１０
重量％以下含有させることにより、高温条件下での使用
においても初期の含有水分率を保持させることが可能
で、上述のような優れた軸摺動特性を長時間に亘って確
保することができるとともに、耐水圧特性の向上も図る
ことができる。
請求項６に記載のように、膨張黒鉛シートに水と共に親
水性樹脂や界面活性剤などの親水性を有する物質を１０
重量％以下含有させることにより、高温条件下での使用
においても初期の含有水分率を保持させることが可能
で、上述のような優れた軸摺動特性を長時間に亘って確
保することができるとともに、耐水圧特性の向上も図る
ことができる。
【図１】本発明の実施の形態による膨張黒鉛シートの一
部断面斜視図である。
部断面斜視図である。
【図２】酸処理黒鉛粒子の膨張前の状態を示す拡大斜視
図である。
図である。
【図３】膨張黒鉛粒子を示す拡大斜視図である。
【図４】本発明の膨張黒鉛シートを用いて構成された実
施例１のグランドパッキンを示す一部切欠き斜視図であ
る。
施例１のグランドパッキンを示す一部切欠き斜視図であ
る。
【図５】本発明の膨張黒鉛シートを用いて構成された実
施例３のグランドパッキンを示す一部切欠き斜視図であ
る。
施例３のグランドパッキンを示す一部切欠き斜視図であ
る。
【図６】本発明の膨張黒鉛シートを用いて構成された実
施例４のグランドパッキンを示す一部切欠き斜視図であ
る。
施例４のグランドパッキンを示す一部切欠き斜視図であ
る。
【図７】本発明の膨張黒鉛シートを用いて構成された実
施例５のグランドパッキンを示す一部切欠き斜視図であ
る。
施例５のグランドパッキンを示す一部切欠き斜視図であ
る。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は本発明の膨張黒鉛シートを用い
て形成されるグランドバッキンを試料として水保持性の
確認試験を行なった結果を示すグラフである。
て形成されるグランドバッキンを試料として水保持性の
確認試験を行なった結果を示すグラフである。
１ 膨張黒鉛シート １Ａ 膨張黒鉛基材 ２ａ 黒鉛粒子 ６，１０ 補強繊維 ７，９，１１ 紐状複合シール材 ８ 金属線 ５１，５３，５４，５５ グランドパッキン
Claims (9)
- 【請求項１】 膨張させた黒鉛粒子を加圧して互いに一
体化してなる膨張黒鉛基材に、密度１に対して１〜３０
重量％の水が含まれていることを特徴とする膨張黒鉛シ
ート。 - 【請求項２】 上記膨張黒鉛基材の含有水分率が、密度
１に対して１〜２０重量％である請求項１に記載の膨張
黒鉛シート。 - 【請求項３】 上記膨張黒鉛基材には、水と共に親水性
樹脂や界面活性剤などの親水性を有する物質が１０重量
％以下含有されている請求項１または２に記載の膨張黒
鉛シート。 - 【請求項４】 膨張させた黒鉛粒子を加圧して互いに一
体化してなる膨張黒鉛基材に、密度１に対して１〜３０
重量％の水が含まれている膨張黒鉛シートを素材として
構成されていることを特徴とするグランドパッキン。 - 【請求項５】 上記膨張黒鉛シートの含有水分率が、密
度１に対して１〜２０重量％である請求項４に記載のグ
ランドパッキン。 - 【請求項６】 上記膨張黒鉛シートには、水と共に親水
性樹脂や界面活性剤などの親水性を有する物質が１０重
量％以下含有されている請求項４または５に記載のグラ
ンドパッキン。 - 【請求項７】 上記膨張黒鉛シートが適当幅のテープ状
に形成されており、このテープ状膨張黒鉛シートを渦巻
き状に巻き重ねてリング状の形態に成形してなる請求項
４ないし６のいずれかに記載のグランドパッキン。 - 【請求項８】 上記膨張黒鉛シートを内周部にのみ使用
してなる請求項７に記載のグランドパッキン。 - 【請求項９】 上記膨張黒鉛シートの内部または外周部
の少なくとも一方が繊維もしくは金属線で補強されてい
る紐状体を編組もしくはひねり加工して形成されている
請求項４ないし６のいずれかに記載のグランドパッキ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9039029A JP3008343B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 膨張黒鉛シート及びそれを用いたグランドパッキン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9039029A JP3008343B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 膨張黒鉛シート及びそれを用いたグランドパッキン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10231110A true JPH10231110A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3008343B2 JP3008343B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=12541693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9039029A Expired - Fee Related JP3008343B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 膨張黒鉛シート及びそれを用いたグランドパッキン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3008343B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170674A (ja) * | 2007-02-05 | 2007-07-05 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | 膨張黒鉛製編み糸 |
| JP2007198602A (ja) * | 2007-03-12 | 2007-08-09 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | グランドパッキン |
| JP2007533841A (ja) * | 2003-07-04 | 2007-11-22 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 電気化学的半電池 |
| JP2011144929A (ja) * | 2011-02-09 | 2011-07-28 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | グランドパッキン |
| JP2013100903A (ja) * | 2012-12-26 | 2013-05-23 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | グランドパッキン |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP9039029A patent/JP3008343B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533841A (ja) * | 2003-07-04 | 2007-11-22 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 電気化学的半電池 |
| JP4729485B2 (ja) * | 2003-07-04 | 2011-07-20 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 電気化学的半電池 |
| JP2007170674A (ja) * | 2007-02-05 | 2007-07-05 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | 膨張黒鉛製編み糸 |
| JP2007198602A (ja) * | 2007-03-12 | 2007-08-09 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | グランドパッキン |
| JP2011144929A (ja) * | 2011-02-09 | 2011-07-28 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | グランドパッキン |
| JP2013100903A (ja) * | 2012-12-26 | 2013-05-23 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | グランドパッキン |
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|---|---|
| JP3008343B2 (ja) | 2000-02-14 |
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