JPH10274336A - グランドパッキン用編み糸及びグランドパッキン - Google Patents

グランドパッキン用編み糸及びグランドパッキン

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JPH10274336A
JPH10274336A JP9522197A JP9522197A JPH10274336A JP H10274336 A JPH10274336 A JP H10274336A JP 9522197 A JP9522197 A JP 9522197A JP 9522197 A JP9522197 A JP 9522197A JP H10274336 A JPH10274336 A JP H10274336A
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JP
Japan
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fiber
lubricant
expanded graphite
packing
tape
Prior art date
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JP9522197A
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English (en)
Inventor
Hideshi Shibata
秀史 柴田
Katsumi Watanabe
勝美 渡辺
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Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摺動抵抗が小さくかつシール性の良好な膨張
黒鉛系グランドパッキン用編み糸及びグランドパッキン
を提供することである。 【解決手段】 膨張黒鉛製テープ1と潤滑剤を含浸させ
るための繊維2を組み合わせ、その周囲を補強繊維3で
被覆して編み糸4とする。この編み糸で編組または所定
の中芯材の外周をこの編み糸で袋編みして潤滑剤を含浸
させて紐状とするか、更にはリング状に圧縮成形加工し
てグランドパッキンを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バルブ等の機器の
スタフィングボックス内に装填し、バルブステムからの
流体の漏れを防止するグランドパッキン用編み糸及びグ
ランドパッキンの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、バルブステムあるいは回転軸(以
下、軸と称する)からの漏れを防止するために使用する
パッキンとしては、石綿繊維やカーボン繊維等の耐熱繊
維を八編み、袋編みあるいは格子編み等に編組し、潤滑
剤などを含浸させるか表面処理を行った、いわゆる編組
パッキンが多く使用されていた。かかるパッキンは耐熱
性・耐薬品性・耐摩耗性等が優れているために現在でも
広く使用されているが、近時、環境問題に対する意識の
高まり等から微少な漏れも問題とされるようになり、シ
ール性の高い膨張黒鉛を主原料として用いるパッキン
(以下、膨張黒鉛系パッキンと称する)が使用されるよ
うになってきた。
【0003】前記膨張黒鉛系パッキンには種々のタイプ
があるが、最も一般的なものは膨張黒鉛製シートを所定
の幅にスリットして得たテープ状素材を成形用金型内に
渦巻き状または同心円状に配置した後、押し金型で縦方
向に加圧成形して得られたリング状のパッキンである。
ところが、このタイプのパッキンはあらかじめ用いる軸
径に合わせて個々にリング状に成形するために汎用性に
乏しく、軸径の異なるものには使用することができなか
った。また膨張黒鉛は脆い性質を有するために曲げやひ
ねり、また引張り等により簡単に亀裂や破断などを起こ
してしまうことから、一度装着したものを交換のために
取り出す作業が極めて困難であった。
【0004】また、別の構造の膨張黒鉛系パッキンとし
ては、膨張黒鉛製シートを所定の幅にスリットして得た
テープ状素材にテープ状の金網を一緒に渦巻き状に巻き
込み加圧成形したタイプや、膨張黒鉛製シートを所定の
幅にスリットして得たテープ状素材を積層した後周囲を
金属線で被覆したタイプ等、パッキンの取り出し性や補
強性を高めたものもあるが、何れも様々な軸径に対応で
きる汎用性を持ったものではなかった。
【0005】そこで、さらに別の構造の膨張黒鉛系パッ
キンとしては、膨張黒鉛製シートを所定の幅にスリット
して得たテープ状素材の周囲を補強繊維で袋編みにする
などの方法で膨張黒鉛と補強繊維とを複合させた編み糸
を作り、これを八編み、袋編みあるいは格子編み等に編
組して紐状体を構成することで、様々な軸径に合わせて
所定の長さに切断して使用できるようなタイプが考案さ
れた。
【0006】そして、このタイプの膨張黒鉛系パッキン
の編み糸としては、膨張黒鉛製テープの幅を5mm以下に
して積層したものや、膨張黒鉛製テープを山折り、谷折
りにしたものの周囲を補強繊維で被覆するもの、あるい
は膨張黒鉛製テープを補強繊維で被覆した後V字形に曲
げるものや、厚さが0.38mm以上で幅が厚さの3〜2
5倍の範囲にある膨張黒鉛製テープの周囲を補強繊維で
被覆するものなど種々のタイプが知られており、また繊
維の被覆方法も周囲を被覆するだけではなく、補強繊維
を膨張黒鉛製テープと積層させた後周囲を被覆するもの
や、補強繊維が膨張黒鉛内部に含まれるものなど多くの
ものが考案されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の膨張黒鉛系パッキンは石綿等の編組パッキンに比
べ、シール性は格段に優れているものの、鱗片状の膨張
黒鉛粒子が金属からなる相手軸材に対して付着し易い傾
向があり、使用中に軸の摺動荷重が増加するという問題
があった。このため、既存のプラントで使用されている
バルブのパッキンを編組パッキンから膨張黒鉛系パッキ
ンに変更しようとする際に、摺動荷重が増加し軸が回ら
なくなるのを防ぐために、金属製のスリーブを用いて膨
張黒鉛系パッキンの使用量を少なくする必要があり、操
作が煩雑であることが指摘されていた。
【0008】この対策として、膨張黒鉛系パッキンにオ
イルあるいは固体潤滑剤などを含浸させるか表面処理を
行なうことが試みられてはいるが、潤滑剤の量が少ない
と効果がなく、潤滑剤の量が多いとパッキンがフローし
て隙間からはみ出し応力緩和が大きくなるという問題が
あり充分に解消するには至っていない。
【0009】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたもので、摺動抵抗が小さくシール性の高い膨張
黒鉛系グランドパッキン用編み糸及びグランドパッキン
を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明のグランドパッキン用編み糸は、膨
張黒鉛製テープと潤滑剤を含浸させるための繊維を組み
合わせ、それらの外周を補強繊維で被覆する編み糸を要
旨とする。
【0011】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、上記潤滑剤を含浸させるための繊維の膨張黒鉛製テ
ープに対する比率が20重量%以上であることを要旨と
する。
【0012】請求項3の発明は請求項1または2の発明
において、前記繊維に予め潤滑剤を含浸させたことを要
旨とする。
【0013】請求項4の発明のグランドパッキンは、膨
張黒鉛製テープと潤滑剤を含浸させるための繊維を組み
合わせ、それらの外周を補強繊維で被覆して編み糸を形
成し、この編み糸で編組または所定の中芯材の外周を該
編み糸で袋編みし、潤滑剤を含浸させて紐状としたこと
を要旨とする。
【0014】請求項5の発明のグランドパッキンは、膨
張黒鉛製テープと潤滑剤を含浸させるための繊維を組み
合わせ、それらの外周を補強繊維で被覆して編み糸を形
成し、この編み糸で編組または所定の中芯材の外周を該
編み糸で袋編みし、潤滑剤を含浸させて紐状としたもの
を、リング状に圧縮成形加工したことを要旨とする。
【0015】請求項6の発明は請求項4または5の発明
において、前記潤滑剤を含浸させるための繊維の膨張黒
鉛製テープに対する比率が20重量%以上であることを
要旨とする。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としては、例
えば、図2に示すように、厚さ0.60mmの膨張黒鉛製
シートを5.2mm幅にスリットして膨張黒鉛製テープ1
を形成し、これに潤滑剤を含浸させるための繊維とし
て、単繊維の直径が7μmのフィラメントを12,00
0本束ねた炭素繊維2を重ね合わせて、それらの外周を
直径0.08mmのステンレス線3で袋編みした図1に示
すような断面のグランドパッキン用編み糸4を得る。こ
の編み糸4を図3に示すように八編み、格子編み等に編
組した後、潤滑剤を含浸させ紐状グランドパッキン8を
得る。あるいは図4に示すように中芯材10の周囲を袋
編みした後、潤滑剤を含浸させ紐状のグランドパッキン
9にする。更にはこれをリング状に圧縮成形加工してグ
ランドパッキンにする。
【0017】ここで潤滑剤を含浸させるための繊維2と
しては、炭素繊維、耐炎化繊維、セラミック繊維、芳香
族ポリアミド繊維、ガラス繊維等を単独あるいは併用し
て用いることができるが、耐熱性等の理由から炭素繊
維、耐炎化繊維、セラミック繊維が好ましく、その繊維
2の比率は、断面積が膨張黒鉛製シートの約1/3以上
すなわち20重量%以上となることが必要である。
【0018】また繊維2に含浸させる潤滑剤としては、
タービン油等の鉱油系潤滑剤、シリコンオイル、フッ素
オイル、パラフィンワックス等の通常パッキンに使われ
る潤滑剤を用いるが、これ以外に二硫化モリブデン、窒
化硼素等の固体潤滑剤や難燃剤等も使用目的に応じて用
いられる。そして潤滑剤の含浸は紐状にした後含浸させ
る方法以外に、繊維2に予め潤滑剤を含浸させ、これを
用いて編み糸を形成する方法でも良いことは言うまでも
ない。
【0019】本発明者らは、摺動抵抗の少ないパッキン
を開発するために鋭意検討を行ない、まずはじめに従来
の膨張黒鉛製テープの周囲を補強繊維で被覆して編み糸
を形成し、これを編組したタイプのパッキンに潤滑剤を
含浸させることを検討したが、潤滑剤の量が少ないと摺
動抵抗を減らす効果が少なく、多くするとパッキンを締
め付けた時にパッキンがフローして応力緩和が大きくな
るという不具合が発生し、また加熱すると潤滑剤が流れ
出し、パッキンの摺動抵抗が使用していくうちに大きく
なるという問題があることが判った。そこで膨張黒鉛製
テープと潤滑剤を含浸させるための繊維とを組み合わせ
て、この周囲を補強繊維で被覆したところ、パッキンに
反発弾性が生まれ、さらに、潤滑剤の保持性も著しく改
善されることが判明した。このとき、潤滑剤を含浸させ
るための繊維の量が少ないと効果が少なく、その断面積
が膨張黒鉛製シートの約1/3以上すなわち20重量%
以上となることが好適である。また、多すぎるとパッキ
ンをリング状に成形したときに形状保持性が低下する問
題があるので、最も好ましい範囲としては潤滑剤を含浸
させるための繊維の断面積が膨張黒鉛製テープの断面積
の1〜2倍のとき、すなわち繊維の膨張黒鉛製テープに
対する比率が60重量%〜120重量%であり、このと
きにパッキンのシール性、摺動抵抗と形状保持性のバラ
ンスが優れていることが判った。
【0020】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 [実施例1] 厚さ0.60mmの膨張黒鉛製シートを
5.2mm幅にスリットしたテープを用い、潤滑剤を含浸
させるための繊維として炭素繊維(東邦レーヨン(株)
製ベスファイトHTA−12K)を膨張黒鉛製テープに
対する比率で72重量%用い、これらを補強繊維として
0.08mmのステンレス線で袋編みしたものを編み糸と
し、この編み糸を16本用いて棒状成形物からなる中芯
材の外周を袋編みして紐状体を形成し、この紐状体にパ
ッキン重量に対して10重量%のタービン油(昭和シェ
ル石油(株)製#32)を含浸させた後、所定の寸法に
切断して圧縮成形加工し、リング状(内径26mm、外径
42mm、高さ8mm)のパッキンを得た。 [実施例2] 厚さ0.60mmの膨張黒鉛製シートを
5.2mm幅にスリットしたテープを用い、潤滑剤を含浸
させるための繊維として耐炎化繊維(東邦レーヨン
(株)製パイロメックスロービングヤーン1/1.2)
を膨張黒鉛製テープに対する比率で72重量%用い、こ
れらを0.08mmのステンレス線で袋編みしたものを編
み糸とし、この編み糸を16本用いて棒状成形物からな
る中芯材の外周を袋編みして紐状体を形成し、この紐状
体にパッキン重量に対して10重量%のタービン油を含
浸させた後、所定の寸法に切断して圧縮成形加工し、リ
ング状(内径26mm、外径42mm、高さ8mm)のパッキ
ンを得た。 [実施例3] 厚さ0.60mmの膨張黒鉛製シートを
5.2mm幅にスリットしたテープを用い、潤滑剤を含浸
させるための繊維としてセラミック繊維(ニチアス
(株)製ファインフレックスヤーン)を膨張黒鉛製テー
プに対する比率で48重量%用い、これらを0.08mm
のステンレス線で袋編みしたものを編み糸とし、この編
み糸を16本用いて棒状成形物からなる中芯材の外周を
袋編みして紐状体を形成し、この紐状体にパッキン重量
に対して15重量%のタービン油を含浸させた後、所定
の寸法に切断して圧縮成形加工し、リング状(内径26
mm、外径42mm、高さ8mm)のパッキンを得た。
【0021】[比較例1] 厚さ0.60mmの膨張黒鉛
製シートを5.2mm幅にスリットしたテープを用い、こ
れを0.08mmのステンレス線で袋編みした公知の構造
のものを編み糸とし、この編み糸を16本用いて棒状成
形物からなる中芯材の外周を袋編みして紐状体を形成
し、この紐状体にパッキン重量に対して10重量%のタ
ービン油を含浸させた後、所定の寸法に切断して圧縮成
形加工し、リング状(内径26mm、外径42mm、高さ8
mm)のパッキンを得た。 [比較例2] 公知の構造ではないが膨張黒鉛製テープ
の比率が20重量%以下とする。すなわち、実施例1に
おける潤滑剤を含浸させるための繊維として炭素繊維を
膨張黒鉛製テープに対する比率で10重量%を用い、こ
れらを0.08mmのステンレス線で袋編みしたものを編
み糸とし、この編み糸を16本用いて棒状成形物からな
る中芯材の外周を袋編みして紐状体を形成し、この紐状
体にパッキン重量に対して10重量%のタービン油を含
浸させた後、所定の寸法に切断して圧縮成形加工し、リ
ング状(内径26mm、外径42mm、高さ8mm)のパッキ
ンを得た。
【0022】上記実施例1〜3及び比較例1〜2のリン
グ状パッキンを、当社独自の試験機A(ステム径26m
m、スタフィングボックス内径42mm、スタフィングボ
ックス深さ150mm)に6リングを装着して、パッキン
を面圧500kgf/cm2で締め付け、この試験機を常温に
て7日間、さらに400℃で16時間加熱した後、常温
まで放冷するサイクルを7日間行ったときの軸トルク及
び21kgf/cm2のN2ガスを負荷したときの漏洩量を測
定した。常温時及び加熱サイクル時における7日間の平
均の軸トルク及び漏洩量を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】表1に示す如く、本発明による実施例1〜
3で得られた膨張黒鉛系パッキンは、比較例1のパッキ
ンに比べて軸トルクが低く、常温は漏れが見られない上
に、加熱後のシール性も良好であり、潤滑剤の目止め効
果が持続していることが確認された。また潤滑剤を含浸
させるための繊維の比率を減少した比較例2のパッキン
は、潤滑剤を保持する繊維の量が少ないため、膨張黒鉛
に対する潤滑剤の比率が高く、比較例1と同様にパッキ
ンがフローした。なお、今回の実施例はいずれも編み糸
をそのままの形状で使用しているが、編組する前にひね
りを加えたりしても同様な効果が得られることは言うま
でもない。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による膨張黒
鉛系パッキンは、従来の膨張黒鉛系パッキンと比較して
軸トルクが小さく、かつ膨張黒鉛の特性である良好なシ
ール性を保持したものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の編み糸の一実施例の概略断面図であ
る。
【図2】本発明の編み糸を製造する装置の概略図であ
る。
【図3】本発明の紐状グランドパッキンの一実施例を示
す斜視図である。
【図4】本発明の紐状グランドパッキンの他の実施例を
示す斜視図である。
【符号の説明】
1 膨張黒鉛製テープ 2 潤滑剤を含浸させるための繊維 3 補強繊維 4 編み糸

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膨張黒鉛製テープと潤滑剤を含浸させる
    ための繊維を組み合わせ、それらの外周を補強繊維で被
    覆したことを特徴とするグランドパッキン用編み糸。
  2. 【請求項2】 上記潤滑剤を含浸させるための繊維の膨
    張黒鉛製テープに対する比率が20重量%以上であるこ
    とを特徴とする請求項1記載のグランドパッキン用編み
    糸。
  3. 【請求項3】 前記繊維に予め潤滑剤を含浸させたこと
    を特徴とする請求項1または2記載のグランドパッキン
    用編み糸。
  4. 【請求項4】 膨張黒鉛製テープと潤滑剤を含浸させる
    ための繊維を組み合わせ、それらの外周を補強繊維で被
    覆して編み糸を形成し、この編み糸で編組または所定の
    中芯材の外周を該編み糸で袋編みし、潤滑剤を含浸させ
    て紐状としたことを特徴とするグランドパッキン。
  5. 【請求項5】 膨張黒鉛製テープと潤滑剤を含浸させる
    ための繊維を組み合わせ、それらの外周を補強繊維で被
    覆して編み糸を形成し、この編み糸で編組または所定の
    中芯材の外周を該編み糸で袋編みし、潤滑剤を含浸させ
    て紐状としたものを、リング状に圧縮成形加工したこと
    を特徴とするグランドパッキン。
  6. 【請求項6】 前記潤滑剤を含浸させるための繊維の膨
    張黒鉛製テープに対する比率が20重量%以上であるこ
    とを特徴とする請求項4または5記載のグランドパッキ
    ン。
JP9522197A 1997-03-28 1997-03-28 グランドパッキン用編み糸及びグランドパッキン Pending JPH10274336A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002129440A (ja) * 2000-10-19 2002-05-09 Japan Matekkusu Kk 膨張黒鉛からなるパッキン材料およびこの材料からなる膨張黒鉛製グランドパッキン並びにその膨張黒鉛製グランドパッキンの製造方法

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JP2002129440A (ja) * 2000-10-19 2002-05-09 Japan Matekkusu Kk 膨張黒鉛からなるパッキン材料およびこの材料からなる膨張黒鉛製グランドパッキン並びにその膨張黒鉛製グランドパッキンの製造方法

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