JPH1060411A - パッキン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的高温高圧となる汎用バルブで使用可能
なプラスチックパッキンを提供することである。 【解決手段】 繊維、充填材及びバインダーからなり、
押出しによって製造されるプラスチックパッキンにおい
て、前記バインダーとしてフッ素ゴム、前記繊維として
石綿以外のフィブリル化した繊維を用いる。上記フッ素
ゴムと、上記フィブリル化した繊維との重量比は１０：
２〜１０：７、その合計量は全体の配合中の５〜２０重
量％である。

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繊維、ゴム、充填材からなり、押
出し後にリング状に成形したプラスチックパッキンの改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】青銅弁や鋳鉄弁等の汎用バルブには、生
産性が高く、比較的安価なプラスチックパッキンと称さ
れるタイプのパッキンが一般的に使用される。例えば従
来このタイプのパッキンとしては、石綿繊維と黒鉛と溶
剤で膨潤させたゴムをヘンシェルミキサー等を用いて混
練させたものをエクストルーダーを用いて円筒状に押出
し、この円筒状成形体を切断し溶剤の乾燥、加硫工程を
経た後、所望形状に金型成形するものなどがよく知られ
ていた。

【０００３】ここで用いられる石綿繊維は無機物であり
ながら非常に柔軟で高度にフィブリル化しているため、
ミキサーでの混練性が良く押し出される円筒状成形体の
グリーン強度が大きく、次工程の作業性も良好であっ
た。また性能的にも優れた耐熱性を利用して熱油、熱水
や蒸気等のラインにも使用されてきた。

【０００４】また別のタイプのパッキンとしては、いわ
ゆる編組パッキンと言われる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、潤滑剤等を含浸させるか表面処理を行ったパッキン
が使用されていた。かかるパッキンは、耐熱性、耐薬品
性、耐摩耗性等がプラスチックパッキンに比べて優れて
いるため、特に鋳鉄弁等のより厳しい使用条件で用いら
れるバルブで広く使用されており、特に近年では環境問
題に対する意識の高まり等から微小な漏れも問題とされ
るようになり、さらにシール性の高い膨張黒鉛を加工し
た後、編組するタイプも使用されるようになってきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来プラスチ
ックパッキンに用いられてきた石綿繊維は天然鉱物であ
り資源の枯渇が心配されることや、石綿繊維が原因と推
測されている健康障害が社会的問題となって世界的に石
綿の使用が制限される傾向となってきた。そこで最近、
石綿の代替材料としてフィブリル化したアラミド繊維が
使用されるようになってきたが、アラミド繊維は耐蒸気
性が良くないことやバインダーとして用いられるＮＢＲ
の耐熱性が低いことなどから、石綿を用いないプラスチ
ックパッキンは青銅弁等の比較的温度が低く低圧の蒸気
ラインへの使用に限定されていることが現状である。ま
た編組パッキンは編組した後に潤滑剤を含浸、乾燥させ
リング成形する工程があるために価格が高くなるという
ことに加えて、比較的高温で使用していると含浸してい
る潤滑剤が流出し易く、増締め等を行わなければならな
いという問題があった。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するため、鋳
鉄弁等の比較的高温高圧となる汎用バルブで使用可能な
プラスチックパッキンを提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【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の発明は、繊維と充填材とバインダーから
なるパッキンにおいて、上記バインダーとして用いるフ
ッ素ゴムと、上記繊維として用いる石綿以外のフィブリ
ル化した繊維の重量比が１０：２〜１０：７、フィブリ
ル化した繊維とフッ素ゴムの合計量が全体の配合中の５
〜２０重量％であることを要旨とする。

【０００８】請求項２の発明のパッキンは、請求項１の
発明において、前記充填材が鱗状黒鉛および／または土
状黒鉛を含み、その合計量が充填材全体の５０重量％以
上で、なおかつ鱗状黒鉛が土状黒鉛より多いことを要旨
とする。

【０００９】請求項３の発明のパッキンは、請求項１ま
たは２の発明において、カーボンブラックおよび／また
はホワイトカーボンを添加したことを要旨とする。

【００１０】請求項４の発明のパッキンは、請求項１ま
たは２の発明において、粘着付与剤を添加したことを要
旨とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としては、繊
維と充填材とバインダーからなり、押出しによって製造
されるいわゆるプラスチックパッキンに対し好適に適用
される。即ち上記バインダーとして用いるフッ素ゴム
と、繊維として用いる石綿以外のフィブリル化した繊維
との重量比が１０：２〜１０：７、フィブリル化した繊
維とフッ素ゴムの合計量が全体の配合中の５〜２０重量
％とし、特にフィブリル化した繊維が２〜８％、フッ素
ゴムが８〜１６％の範囲にあればさらに望ましい。

【００１２】また本発明で用いられるフィブリル化した
繊維としてはアラミド繊維、ポリオレフィン繊維、ポリ
アクリロニトリル系繊維、セルロース系繊維等のパルプ
状の繊維が挙げられる。またこれ以外に、ロックウー
ル、カーボン繊維、ガラス繊維、セピオライト、セラミ
ック繊維、溶融石英繊維、化学処理高シリカ繊維、溶融
珪酸アルミナ繊維、アルミナ連続繊維、安定化ジルコニ
ア繊維、窒化ホウ素繊維、チタン酸アルカリ繊維、ウォ
ラストナイト、ウィスカー、ボロン繊維、金属繊維等の
無機繊維や、芳香族ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊
維、ポリエステル繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、
ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、
ポリ尿素系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリフルオロカ
ーボン系繊維、フェノール系繊維、セルロース系繊維等
のパルプ状をしていない有機繊維を併用して用いること
もできる。

【００１３】ゴムはフッ素ゴム以外に、アクリロニトリ
ルブタジエンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエン
ゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレ
ンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴ
ム、ブチルゴム、シリコーンゴム、クロロスルフォン化
ポリエチレン、エチレン酢ビゴム、塩化ポリエチレン、
塩化ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルイ
ソプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムを一
部ブレンドして用いても差し支えない。

【００１４】ゴム薬品としては、過酸化物、ポリアミン
系化合物、ポリオール系化合物等の加硫剤、ホスホニウ
ム塩、第４級アンモニウム塩等の加硫促進剤や、酸化亜
鉛、酸化マグネシウム、ステアリン酸等の加硫促進助
剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、可塑剤、着色剤等の
従来のフッ素ゴムあるいはその他のゴム用として公知の
ゴム薬品が広く用いられる。

【００１５】充填材としては、鱗状黒鉛、土状黒鉛等の
黒鉛系充填材量が全充填材量の５０重量％以上、望まし
くは７０重量％以上であり、そのうち鱗状黒鉛が半分以
上すなわち、鱗状黒鉛が２５重量％以上、望ましくは３
５重量％以上含まれるようにすることがよい。さらに、
このとき充填材として補強効果のあるカーボンブラッ
ク、ホワイトカーボンを使用し、その添加量が０．５〜
１０％とするシール性が良好となる。これら以外の充填
材としては、クレー、タルク、硫酸バリウム、重炭酸ナ
トリウム、マイカ、カオリナイト、セリサイト、ウォラ
ストナイト、焼成クレー等を加えることができる。

【００１６】またこれに加えて、アルキルフェノールア
セチレン系樹脂、クマロンインデン樹脂、ロジン、ロジ
ン誘導体、石油樹脂、ポリブテン、ポリテルペン、ゴム
等の粘着付与剤を添加すると混練、押出し性が良好とな
る。さらに通常パッキンに使われるシリコングリース、
シリコン油、ジエステル油等の潤滑剤、二硫化モリブテ
ン、窒化ホウ素、銅粉末、ポリエチレングリコール等の
焼き付き防止剤、難燃剤等を用いてもよい。

【００１７】本発明者らは従来のフィブリル化したアラ
ミド繊維とＮＢＲとからなるプラスチックパッキンの耐
熱性を上げるために、ゴムの種類をＮＢＲからフッ素ゴ
ムに変更することを検討したが、フッ素ゴムは溶剤に膨
潤しにくく、溶解力の高い溶剤を用いた場合でもフッ素
ゴムの粘着性が低いため、ミキシングした後の混練物が
柔らかく、押出しの円筒状成形体のグリーン強度が弱
く、作業性が悪い上に製品のシール性も良くなかった。
そこで本発明者らは鋭意検討を行った結果、フィブリル
化した繊維の配合量が少ないとグリーン強度が低く、多
いと耐蒸気性に問題があり、ゴムの量が少なければグリ
ーン強度が低く、多いと加熱後の漏洩量が増加するとい
うことが判明し、フィブリル化した繊維とフッ素ゴムの
合計量が全体の配合中の５〜２０重量％のときにパッキ
ンの生産性とシール性のバランスが優れていることが判
った。またこのとき配合剤に前記粘着付与剤を加える
と、円筒状成形体のグリーン強度が向上し、生産性が一
層良くなることが判明した。

【００１８】そして、このような配合中の充填材として
は鱗状黒鉛や土状黒鉛を用いると他の充填材を用いたと
きに比べて、著しく混練状態が良好になり、特に鱗状黒
鉛を多く添加した配合は同じパッキン締付面圧でもステ
ムトルクが小さくなることが判った。また通常ゴム用補
強材として用いられるカーボンブラック、ホワイトカー
ボンを加えて、プラスチックパッキンとして成形する
と、得られたパッキンのシール性が著しく向上すること
も見出した。

【００１９】

【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］ゴム素練りロールにより薄出し処理したフ
ッ素ゴムを所定量計量した後、メチルエチルケトン中で
膨潤させ、表１の実施例１に示すアラミド繊維、鱗状黒
鉛、ゴム薬品とともにヘンシェルミキサーにて３０分間
混練した。これによって得られた混練材料物を、エクス
トルーダーでチューブ状に押出し、風乾、切断して得ら
れたリングをオーブンにより１７０℃で３０分間加硫し
た。これをクランクプレスにて加圧成形し、リング状
（内径２０mm、外径３０mm、高さ５mm）のパッキンを得
た。 ［実施例２，３］表１の実施例２，３に示す配合の材料
で実施例１と同様に製造し、リング状（内径２０mm、外
径３０mm、高さ５mm）のパッキンを得た。 ［比較例１〜３］表１の比較例１〜３に示す配合の材料
で実施例１と同様に製造し、リング状（内径２０mm、外
径３０mm、高さ５mm）のパッキンを得た。

【００２０】そしてこれらのパッキン５リングを用い
て、ＪＩＳ鋳鉄弁製１０Ｋ用ねじ込み玉形弁の弁棒用パ
ッキンとして組み込み、弁の開放時のハンドルトルク
（kgf・cm）を測定することによって摺動特性を調べた。
また、この弁の両端を閉じ、窒素ガス７kgf／cm²を１０
分間負荷したときの弁棒部分からの漏れを水上置換で測
定することにより漏れ量を調べた。これを常温時と２０
０℃の飽和蒸気の通気後について測定した。表２より判
るように、実施例は何れも比較例と比べて、加熱後のシ
ール性が優れていることが判る。

【００２１】

【表１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によるパッキ
ンは、従来のプラスチックパッキンと比較して比較的高
温高圧となる汎用バルブに使用する場合に優れたパッキ
ン性能を発揮するものである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維と充填材とバインダーからなるパッ
   キンにおいて、上記バインダーとして用いるフッ素ゴム
   と、上記繊維として用いる石綿以外のフィブリル化した
   繊維の重量比が１０：２〜１０：７、フィブリル化した
   繊維とフッ素ゴムの合計量が全体の配合中の５〜２０重
   量％であることを特徴とするパッキン。
2. 【請求項２】 前記充填材が鱗状黒鉛および／または土
   状黒鉛を含み、その合計量が充填材全体の５０重量％以
   上で、なおかつ鱗状黒鉛が土状黒鉛より多いことを特徴
   とする請求項１記載のパッキン。
3. 【請求項３】 カーボンブラックおよび／またはホワイ
   トカーボンを添加したことを特徴とする請求項１または
   ２記載のパッキン。
4. 【請求項４】 粘着付与剤を添加したことを特徴とする
   請求項１または２記載のパッキン。