WO1998001389A1 - Pate obturatrice a base de graphite expanse et procede de fabrication associe - Google Patents

Description

明 細 書 膨張黒鉛製シール素材およびその製造方法 技術分野

本発明は、 た とえばパッ キ ン、 ガスケ ッ ト、 V リ ン グおよ びバルブシー ト な どの各種高温用 シール材、 さ らに、 ベア リ ン グのよ う な摺動材、 あるいは高温真空炉用の断熱材な どに 使用 される膨張黒鉛製シール素材およ びその製造方法に関す る ものである。 背景技術

一般に、 各種シール材な どは、 ゴムや四弗化工チ レ ン樹脂 ( テ フ ロ ン） な どで構成されていたが、 最近では、 耐熱性な どの点で優れた膨張黒鉛を用いた ものが多 く 開発されている 上記膨張黒鉛は、 図 1 2 に示すよ う に、 黒鉛結晶 1 a が積 層状態とな つている厚さ H 0 の酸処理黒鉛 1 Aを加熱して膨 張処理する こ とによ り 、 図 1 3 に示すよ う に、 上記積層方向

(矢印 a 方向） に拡開されて黒鉛結晶 1 a の各間にすき ま G を有する厚さ H ( 5 m n！〜 1 O m m程度） の蛇腹状の構造体

1 カヽ らな る。

上記のよ う な蛇腹状の構造体を呈する膨張黒鉛を使用 して 、 例えばガスケ ッ ト用シー トな どのシー ト状の膨張黒鉛製シ ール素材を製造する場合は、 図 1 4 に示すよ う に、 加熱によ り膨張され厚いマ ツ ト状とされた表層部、 内層部と もに均一 組成の膨張黒鉛マ ツ ト状体 2 0 0 を図示省略したベル ト コ ン ベアな どを介して上下一対の加圧ロール 2 0 1 , 2 0 1 に供 給しかつ通過させる こ とによ り、 膨張黒鉛結晶 1 a を加圧し て互いに一体化してシー ト状の膨張黒鉛製シール素材 2 0 2 を製造する。 こ の製造時において、 上記マ ツ ト状体 2 0 0 の 表層部 （これはマ ツ ト状体 2 0 0 の表裏両層部を指し、 以下 、 単に表層部と称する） に存在している低密度で蛇腹状の膨 張黒鉛 1 (図 1 3 参照） は、 上記一対の加圧ロール 2 0 1 , 2 0 1 の通過時に強い圧縮力 と剪断力を受けるために、 図 1 5 に示すよ う に、 面積が大き く 、 かつ厚さ t 1 の小さい薄葉 状の圧縮体 2 0 3 に形態変化する一方、 上記マ ツ ト伏体 2 0 0 の内層部に存在する蛇腹状の膨張黒鉛 1 がー対の加圧口一 ル 2 0 1 , 2 0 1 の通過時に受ける圧縮力および剪断力は上 記表層部のものよ り小さいために、 図 1 6 に示すよ う に、 表 層部における上記薄葉状圧縮体 2 0 3 に比して面積が小さ く 、 かつ厚み t 2 が大きい圧縮体 2 0 4 に形態変化する。

図 1 7 は上記のよ う に して製造された従来のシー ト状の膨 張黒鉛製シール素材 2 0 2 の一部を階段状に切除して示す斜 視図であ り、 その表層部には図 1 5 に示すよ う な薄葉状の圧 縮体 2 0 3 がその長手方向をシー ト長手方向に対して直交す る方向に沿わせて規則性のある状態で高密度に高配向されて いる一方、 内層部には図 1 6 に示すよ う な厚みの大きい圧縮 体 2 0 4 が規則性な く ラ ンダムに配置されている。 発明の開示

上記したよ うな構成の従来の膨張黒鉛製シール素材は、 も と も と機械的強度が低い上に、 基材が膨張黒鉛を加圧しただ けの ものであって、 その表層部には薄葉状の圧縮体 2 0 3 が 高密度で高配向されているので、 引張り力が作用 した場合、

( 1 ) 表層部の薄葉状圧縮体 2 0 3 に形成されている亀裂が 成長する、 （ 2 ) 高密度で高配向の表層部は少量の曲げ応力 負荷時に亀裂を発生するなどの挙動を示し、 その亀裂が内層 部に急速に進行して破断する といつたよ う に、 伸びがほ とん ど零に等し く 、 引張り強度が非常に小さい。 そのために、 当 該膨張黒鉛製シール素材の取扱い時や各種シール材な どの加 ェ時に不用意に曲げや引張りな どが加わらないよ う に慎重を 期する必要があり、 したがって、 この膨張黒鉛製シール素材 による シール材な どの加工品の適用範囲が狭 く なるばかりで な く 、 加工手段に も 自ずと制約があって、 加工品の生産性が 低レ、ものになる とレ、う問題があった。

また、 従来の膨張黒鉛製シール素材は、 可撓性が小さ く て 、 少数回の繰り返し曲げを受けるだけて破断しやすい。 また 、 その表層部には薄葉状の圧縮体 2 0 3 が高密度で高配向さ れているので、 小さい曲率半径で曲げたとき、 表層部の薄葉 状圧縮体 2 0 3 にひび割れや部分剝離な どシール性を低下す る現象を発生しやすく 、 巻き付けや折り畳み等の曲げを伴う 加工が非常に困難であり、 したがって、 こ の膨張黒鉛製シ一 ル素材による シール材な どの加工品の適用範囲が狭 く なるば かりでな く 、 加工手段にも制約があって、 加工品の生産性向 上には自ずと制限を受ける という問題があった。

本発明の目的は、 上記した実情に鑑みてなされた もので、 簡単な手段によ って伸び率を付与し、 可撓性を改善し、 引張 り強度を高めて、 加工品の適用範困の拡大を図る こ とができ るよ う にする こ とにある。

本発明の他の目的は、 可挽性を向上でき る こ と と相俟って 加工品の生産性向上を達成する こ とができ る よ う にする こ と である。

上記目的を達成するため、 本発明に係る膨張黒鉛製シール 素材は、 膨張させた黒鉛粒子を加圧して互いに一体化してな る膨張黒鉛基材の表層部を （好ま し く は表裏双方の表層部で かつ全域を） 、 該膨張黒鉛基材の重量が 0 . 5 〜 3 %の範囲 で減量されるべ く 除去処理する という ものである。

この発明のよ う に、 加圧に伴い薄葉状の圧縮体が高密度で 高配向されて伸びをほ とんど期待する こ とのできない表層部 を除去処理する こ とによ って、 比較的厚さの大きい圧縮体が ラ ンダム配向されている内層部のもつ伸び特性および引張り 強度を活用 して該シール素材の伸び率および引張り強度を増 大する こ とが可能となる。 その結果、 該シール素材による加 ェ品の適用範囲の拡大が図れる と と もに、 加工手段の制約も 少な く なつて、 加工品の生産性の向上も図れる。

本発明に係る膨張黒鉛製シール素材においては、 上記露出 する膨張黒鉛基材の表面の X線回折による回折ピー ク値 （ 2 0角度） 力 2 6 . 5 2 ° 〜 2 6 . 4 8 ° の範囲にある こ とが 望ま し く 、 要はこ の膨張黒鉛基材の表層部をこ の回折ピー ク 値の範囲になるよう に作ればよい。

本発明に係る他の膨張黒鉛製シール素材は、 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の表層 部を （好ま し く は表裏双方の表層部でかつ全域を） 、 その露 出する表面の X線回折による回折ピーク値が 2 6 . 5 3 ° 〜 2 6 . 4 5 。 の範囲にあるよ う に した ものである。

これによ り、 可撓性を改善して折り曲げ可能回数の増大が 図れる と と もに、 表層部に高配向されている面積が大き く 、 かつ厚さの小さい薄葉状圧縮体の全ても し く は大部分が除か れているので、 巻き付けや折り畳みなどの曲げを伴う加工時 における表層部のひび割れや部分剝離な どの発生を防いで、 小さな曲率半径の加工品であっても、 シール性に優れた加工 品に製作する こ とが可能である。 つま り、 該シール素材によ る加工品の適用範囲の拡大が図れる と と もに、 加工手段の制 約も少な く な つて、 加工品の生産性の向上も図れる。 こ こで、 上記膨張黒鉛基材は、 その厚さの 1 0 %未満で、 好ま し く は 1 〜 6 %表層部を除去する こ とで簡単に上記回折 ピー ク値に設定する こ とができ、 しか も、 大きな材料ロ ス に つながらない。

上記のよ う な膨張黒鉛製シール素材の形態と しては、 シー ト状、 プ レ ス成形品、 あるいは糸状体のいずれを採用 して も よ く 、 シー ト状の場合は、 これを適当な大き さ に切断する こ とで様々 な用途に応 じる こ とができ、 ま た、 プ レス成形品の 場合は、 リ ン グ状のパ ッ キ ンや軸受を簡単に作成する こ とが でき、 さ らに糸状体の場合は、 パッ キ ンな どと して実装する 際の寸法調整が容易である。

本発明に係る膨張黒鉛製シール素材の製造方法は、 膨張さ せた黒鉛粒子を加圧 して互いに一体化 して膨張黒鉛基材を形 成 した後、 この基材における表層部 （好ま し く は表裏双方の 表層部） の全域を、 マイ ク πブラ ス 卜加工、 レ ーザ一加工お よ びスパ ッ タ リ ン グ加工の う ちの少な く と も一種の加工手段 によ り、 膨張黒鉛基材の重量が 0 . 5 〜 3 %の範囲で減量さ れるべ く 除去処理する こ とを特徴とする ものである。

こ のよ う な製造方法によれば、 上記した表層部の除去処理 を能率良 く 行える と と も に、 その除去量 も任意に調整する こ とができ る。

さ らに、 上記の製造方法において、 膨張黒鉛基材における 表層部の除去処理手段と してマイ ク ロ ブラ ス ト加工を用い、 そのブラ ス ト用粒子と して、 粒子径が 5 0 〜 1 0 O z mのク ル ミ 粉を使用する場合は、 ブラ ス ト加工時に粒子の一部が除 去表面に残留 した と して も、 その粒子が柔らかい ク ル ミ 粒子 であるから、 使用態様において、 相手側ステムな どを傷つけ るおそれがない。

本発明に係る別の製造方法は、 膨張させた黒鉛粒子を加圧 して互いに一体化して膨張黒鉛基材を形成 した後、 こ の基材 における表層部 （好ま し く は表裏双方の表層部） の全域を、 マイ ク ロブラ ス ト加工、 レ ーザ一加工およびスパ ッ タ リ ン グ 加工の う ちの少な く と も一種の加工手段によ り 、 その露出す る表面の X線回折によ る回折ピー ク値が 2 6 . 5 3 ° 〜 2 6 . 4 5 ° の範囲にある よ う に除去処理する こ とを特徴とする ものであ り、 こ のよ う な製造方法によれば、 上記 した表層部 の除去処理を能率良 く 行える と と も に、 その除去量の微妙な 調整も可能で品質の向上を図る こ とができ る。

さ らに、 上記の製造方法において、 膨張黒鉛基材における 表層部の除去処理手段と して、 粒子径 5 0 〜 1 0 O z mの ク ル ミ 粉をブラ ス 卜用粒子と して使用するブラ ス 卜加工とする 場合は、 ブラス ト加工時に粒子の一部が除去後の表面に残留 した と して も、 その粒子が柔 らかい ク ル ミ 粒子であるか ら、 使用態様において、 相手側ステムな どを傷つけるおそれがな い。

なお、 上記表層部の除去処理手段は、 マイ ク ロブラ ス ト加 ェに限定される ものでないが、 このブラ ス ト加工を採用する には、 以下の条件を満足させる とよい。

即ち、 膨張黒鉛は、 商業的に生産されている もので、 幅方 向 （図 1 3 の矢印 b方向） の寸法は l m m以下であ り、 こ の 点から上記ブラ ス ト加工に使用する粒子と しては、 粒子径が l m m以下の ものが好適である。 ま た、 ブラ ス ト加工時の粒 子と しては、 粒子径が 5 0 〜 0 0 〃 mの ク ル ミ 粉が最適で あるが、 それ以外に も、 S i C粉、 ガラ ス ビーズ、 鉄粉、 プ ラ スチ ッ ク ビーズな どを挙げる こ とができ る。 図面の簡単な説明

図 1 は本発明に係る シ一 ト状膨張黒鉛製シール素材の一部 を階段状に切除 して示す斜視図である。

図 2 はシー ト状膨張黒鉛基材の表層部に対するブラ ス ト加 ェによ る減量率と伸び率のおよび引張り 強度の関係を示すグ ラ フである。

図 3 ( a ) 〜 （ f ) は試験に供した各試料それぞれにおけ る伸び量と引張り強度との相関関係を示す特性図である。

図 4 は可撓性試験の状態を説明する斜視図である。

図 5 は巻き付け試験の状態を説明する斜視図である。

図 6 はガスシール試験の結果を示すグラ フである。

図 7 は本発明に係る膨張黒鉛製シール素材の適用例 1 を示 す斜視図である。 図 8 は本発明に係る膨張黒鉛製シー ル素材の適用例 2 を示 す斜視図である。

図 9 は本発明に係る膨張黒鉛製シール素材の適用例 3 を示 す斜視図である。

図 1 0 は本発明に係る膨張黒鉛製シー ル素材の適用例 4 を 示す斜視図である。

図 1 1 は本発明に係る膨張黒鉛製シー ル素材の適用例 5 を 示す一部破断面斜視図である。

図 1 2 は酸処理された黒鉛粒子の膨張前の状態を示す拡大 斜視図である。

図 1 3 は膨張黒鉛粒子を示す拡大斜視図である。

図 1 4 は シー ト状の膨張黒鉛製シー ル素材の製造手段を概 略的に示す要部の斜視図である。

図 1 5 は製造時に形態変化した表層部における薄葉状圧縮 体を示す拡大斜視図である。

図 1 6 は製造時に形態変化した内層部における圧縮体を示 す拡大斜視図である。

図 1 7 は従来のシー ト状膨張黒鉛製シー ル素材の一部を階 段状に切除して示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の実施の形態を図面に したがって説明する。 図 1 は本発明に係る シー ト状の膨張黒鉛製シール素材の一 部を階段状に切除して示す斜視図であ り、 同図において、 1 1 は膨張黒鉛基材で、 該基材 1 1 は、 図 1 2 に示すよ う に酸 処理された黒鉛 1 Aを図 1 3 のよう に膨張処理した後、 図 1 4 に示すよ う に、 その膨張され厚いマ ツ 卜状とされた膨張黒 鉛マ ツ ト状体 2 0 0 をベル ト コ ンベア （図示省略） な どを介 して一対の加圧ロール 2 0 1 , 2 0 1 に供給しかつ通過させ る こ と に よ り 、 膨張黒鉛粒子 1 a を加圧して互いに一体化さ せた ものである。

上記のよ うなシー ト状膨張黒鉛基材 1 1 の表裏の表層部の 全域に、 例えば粒子径が 5 0 〜 1 0 0 mのク ル ミ 粉な どの ブラ ス ト用粒子によるマイ ク ロブラ ス ト加工を施して、 該膨 張黒鉛基材 i 1 の重量が 0 . 5 〜 3 %の範囲で減量されるべ く 除去処理し、 該除去処理によ り露出する膨張黒鉛基材 1 1 の表層部の X線回折による回折ピー ク値を 2 6 . 5 2 ° 〜 2 6 . 4 8 ° の範囲とする こ と に よ り 、 表層部 1 1 a および内 層部 1 1 b と もに、 ほぼ同 じ大き さで、 図 1 6 に示すよ う な 厚みの大きい圧縮体 2 0 4 が ラ ン ダム に配置された構成と し ている。

上記のよ う な構成のシ 一 ト状の膨張黒鉛製シール素材にお いては、 その膨張黒鉛基材 1 1 の表層部および内層部と もに 厚みの大きい圧縮体 2 0 4 がラ ン ダム配向されてなる もので あるから、 多少の引張り力が加わった と しても、 表層部から 亀裂が急速に内層部へ進行する こ とによる破断がな く な り、 該シール素材の伸び率および引張り強度を増大する こ とが可 能となる。

因みに、 上記シー ト状膨張黒鉛基材 1 1 の表裏の表層部に 対するブラス ト加工による減量率 （％ ) と伸び率 （％ ) の関 係および、 チャ ッ ク間距離を 8 O m m と した試料を 1 0 m m / i n . の速度で引張ったときの引張り強度 （ k g f /m m ) の関係について本発明者が行った試験結果は、 図 2 お よび表 1 に示す通りであった。 また、 図 3 の （ a ) 〜 （ f ) は表 1 中に示す試料 a 〜 f それぞれにおける伸び量 （ m m ) と引張り強度との相関関係を示す特性図である。

<表 1 >

上記図 2 および表 1 の試験結果から も明 らかなよ う に、 減 量率 0 . 5 〜 3 %の範囲の製品は、 伸び率の面では減量率 0 . 5 %未満および 3 %を越える ものに比べて、 いずれも増大 している と と もに、 引張り強度の面では減量率 0 . 5 %未満 のものと比べてほぼ同等も し く はそれ以上で、 かつ、 減量率 3 %を越える ものと比べる と非常に大き く 増加している こ と が分かる。 特に、 減量率が 0 . 8 〜 1 . 0 %の範囲のものが 伸び率および引張り強度の両面において非常に優れている こ とが分かる。

また、 図 3 の （ a ) 〜 （ f ) に示す特性図を検討してみる と、 減量率 0 %の試料 a では、 引張り力が加わったとき、 ま ず、 その引張り力が厚みの大きい圧縮体 2 0 4 が規則性な く ラ ンダムに配置されている内層部に作用 して強度および伸び 量が上昇し、 飽和点に達した後、 次に、 面積が大き く かつ厚 みの小さい薄葉状の圧縮体 2 0 3 がシー ト長手方向に対して 直交する方向に沿わせて規則性のある状態で高密度に高配向 されている表層部に引張り力が作用するが、 こ の表層部を形 成する薄葉状の圧縮体 2 0 3 は亀裂が人りやす く 、 一旦亀裂 が入る と、 それが急速に成長して内層部に も進行する こ とに なるため、 上記飽和点に達した以降の強度および伸び量の上 昇はほ とんど望めない。 また、 減量率 7 . 2 %の試料 e や減 量率 1 8 . 1 %の試料 f では、 薄葉状の圧縮体 2 0 3 からな る表層部が存在しないために、 強度および伸び量がと もに試 料 a の内層部のみの強度および伸び量に止ま る こ とになる。 これに対して、 減量率 0 . 5 %の試料 b、 減量率 0 . 9 % の試料 c および減量率 1 . 6 %の試料 d で示す本発明相当品 では、 内層部 1 l b およ び表層部 1 1 a と もに薄葉状の圧縮 体 2 0 3 の大部分が除去処理されているか、 も し く は薄葉状 の圧縮体 2 0 3 の全てが除去処理されて、 ほぼ同 じ大き さで 厚みの大きい圧縮体 2 0 4 がラ ン ダムに配置された構成であ るために、 引張り力に内層部 1 1 b が対抗する こ とに伴う 強 度およ び伸び量の上昇に加えて、 それとほぼ同一組成にある 表層部 1 1 a が引張り力に対抗する こ とに伴って強度および 伸び量がさ らに上昇する こ とにな つて、 上述 したよ う に シ一 ル素材全体の伸び率および引張り強度が増大する という 特性 を発揮 している こ とが分かる。

次に、 図 1 で説明 した上述の膨張黒鉛基材 1 1 の表裏の表 層部の全域に、 例えば粒子径が 5 0 〜 1 0 0 mの ク ル ミ 粉 な どのブラ ス ト用粒子によ るマイ ク ロブラ ス ト加工を施 して 、 その表層部の全域を、 該膨張黒鉛基材 1 1 の厚さの 1 0 % 未満、 好ま し く は 1 〜 6 %で、 かつ、 その露出する表面 1 1 a , l i b の X線回折による回折ピー ク値 （ 2 0 角度） が 2 6 . 5 3 ° 〜 2 6 . 4 5 。 の範囲にある よ う に除去処理 し、 これによ つて、 表層部を内層部とほぼ同様な組成と した もの は、 その膨張黒鉛基材 1 1 の表層部および内層部がと も に厚 みの大きい圧縮体 2 0 4 (図 1 6 参照） がラ ン ダムに配向さ れたほぼ均質な組成とな っている こ とか ら、 可撓性が改善さ れ繰 り返 し曲げを受けて も破断する こ とがない と と も に、 曲 げを伴う加工時において表雇部にひび割れや部分刹雜などを 発生するこ とがな く 、 小さな曲率半径の加工品であって も、 強度およびシール性に優れた加工品に製作する こ とが可能で あ 。

因みに、 上記のよ う な構成のシ ー ト状膨張黒鉛製シー ル素 材と表層部が全く 除去されていない従来品とについて、 本発 明者が実施した各種の試験およびその結果を以下に説明する

( 1 ) 可換性試験 ：

本発明品に相当する供試体は、 厚さ 0 . 3 8 m m、 密度 1 . 0 g / c m ³ の ン ー ト状膨張黒鉛基材 1 1 の表裏の表層部 全域にブ ラ ス ト加工を施して該膨張黒鉛基材 1 1 の表層部を 厚みにおいて 5 %除去 （ こ の ときの X線回折による回折ピー ク値は、 2 6 . 4 8 ° である） してなる シー ト状膨張黒鉛製 シ ー ル素材を幅 2 O m m、 長さ 1 0 O m mのテ―ブ伏に切断 したもの、 また従来品に相当する供試体は、 厚さ、 密度が上 記と同一のシー ト状膨張黒鉛基材の表裏の表層部を全 く 除去 していないシ一 ト状膨張黒鉛製シール素材を上記と同一の幅 および長さのテープ伏に切断した もので、 このよ う な各テー ブ状供試体を、 図 4 に示すよ う に、 一対の固定治具 2 1 , 2 1 によ り挟持固定した上、 左右交互に 9 0 ° づっ揉り返 し折 り曲げて破断する までの回数を 3 回 （ X し X 2 , X 3 ) 測 定した。 その結果は表 2 に示す通りであった。 く表 2 >

( 2 ) 巻き付け試験 ：

本発明品に相当する供試体は、 厚さ 0 . 2 m m、 密度 1 . 0 / c m ³ のシー ト伏膨張黒鉛基材 1 1 の表裏の表層部全 域にブラ ス ト加工を施 して該膨張黒鉛基材 1 1 の表層部を厚 みにおいて 2 %除去 （ こ の と き の X線回折によ る回折 ピー ク 値は、 2 6 . 4 8 である） してなる シ一 卜伏膨張黒鉛製シ —ル素材を適当幅のテープ状に切断 した もの、 ま た従来品に 相当する供試体は、 厚さ、 密度が上記 と同一のシー ト伏膨張 黒鉛基材の表裏の表層部を全 く 除去していない ン — 卜状膨張 黒鉛製 シール素材を上記と同一幅のテープ状に切断 した もの で、 このよ う な各テー プ状供試体を、 図 5 に示すよ う に、 各 種半径の丸棒 2 2 に対 して、 1 8 0 ° 巻き付けた時点で、 そ の外表面にひび割れや部分剝離を発生 しない半径、 つま り、 巻き付け可能半径 （ m m ) を 3 回 （ X I , X 2 , X 3 ) 測定 した。 その結果は表 3 に示す通 りであ った。

(以下余白） <表 3 >

( 3 ) ガス シー ル試験 ：

本発明品に相当する供試体は、 上記可撓性試験に使用 した シー ト状膨張黒鉛製シール素材を幅 1 5 mmのテープ状に切 断し、 こ のテープ状シール素材をう ず巻き状に巻き重ねた後 、 金型を用いて、 内径 2 4 m m、 外径 3 7 m m、 高さ 6 . 5 m mの リ ン グ状にダイ モール ド成形 したパ ッ キ ン （図 1 1 参 照） 、 ま た従来品に相当する供試体は、 上記可撓性試験に使 用 した シー ト状膨張黒鉛製シー ル素材を幅 1 5 m mのテープ 状に切断 し、 こ のテープ状シール素材を本発明品に相当する 供試体と同様な仕様の リ ン グに成形 したパ ッ キ ンで、 こ のよ う な各 リ ン グ状成形ノ、。 ツ キ ンを 5 3 k g i / c m ² のへ リ ウ ムガス圧力条件下に置いた場合の締付圧と漏洩量との関係を 測定 した。 その結果は図 6 に示す通り であ った。

上記の各試験結果から も明 らかなよ う に、 膨張黒鉛基材 1

1 の厚さの 1 0 %未満、 好ま し く は 1 〜 6 %で、 かつ、 その 露出する表面 1 1 a， l i bの X線回折によ る回折 ピー ク値 力 2 6 . 5 3 ° 〜 2 6 . 4 5 。 の範囲にある よ う に表層部を 除去処理 してなる製品は、 従来品に比べて可撓性に優れ、 9 0 。 折り 曲げ可能回数を 3 0 0 倍以上に改善でき る と と もに 、 曲げ可能な曲率半径の下限を （ 1 / 3 ) 以下とする こ とが でき、 さ らに、 低い締付圧での シール性に優れている こ とが 分かる。

以下、 本発明に係る膨張黒鉛製シー ル素材の適用例を列記 する。

適用例 1 ：

こ れは、 図 7 に示すよ う に、 炭素繊維な どの紡績糸 1 2 の 外周部に、 上記のごと く 表裏の表層部が所定の減量率で除去 処理された シー ト状膨張黒鉛製シール素材を細幅に切断 して な るテープ状の膨張黒鉛基材 1 1 Aを螺旋状に巻き付けて紐 状シール材 1 3 を形成 した ものである。

適用例 2 ：

これは、 図 8 に示すよ う に、 上記の ご と く 表裏の表層部が 所定の減量率で除去処理されたシー ト状膨張黒鉛製シール素 材を細幅に切断 してなるテープ状の膨張黒鉛基材 1 1 A ま た はその複数枚を積層する と と もに、 その積層体の外周に S U S 3 0 4 で直径が 0 . 1 m mな どの钿径の金属線材 1 4 によ る編み補強体 1 5 を被せて外補強形編み糸状シール材 1 6 を 形成 した ものである。

適用例 3 ：

こ れは、 図 9 に示すよ う に、 上記の ごと く 表裏の表層部力 所定の減量率で除去処理されたシー ト状膨張黒鉛製シール素 材を適当幅に切断してなる膨張黒鉛基材 1 1 Bをその幅方向 で折り畳むと と もに、 その折り畳み体の外周に S U S 3 0 4 で直径が 0 . 1 m mなどの細径の金属線材 1 4 による編み補 強体 1 5 を被せて外補強形編み糸状シール材 1 7 を形成した ものである。

適用例 4 ：

これは、 図 1 0 に示すよ う に、 上記のごと く 表裏の表層部 が所定の減量率で除去処理された シ— 卜状膨張黒鉛製シール 素材を適当幅に切断してなる膨張黒鉛基材 1 1 Bをその幅方 向でほぼ Z字状に折り畳み、 かつ、 その表面に長手方向に沿 つたコルゲー ト加工を施すと と もに、 その折り畳み体の内部 にコ ッ ト ンな どの補強線 1 8 を揷通させて内補強形編み糸状 シール材 1 9 を形成した ものである。

適用例 5 ：

これは、 図 1 1 に示すよ う に、 上記のごと く 表裏の表層部 が所定の減量率で除去処理されたシー ト状膨張黒鉛製シール 素材を適当幅に切断してな る膨張黒鉛基材 1 1 をブラス ト加 ェによ り除去処理された後の表裏の表層部 1 1 a が内外周面 となる よう に リ ン グ状にダイ モール ド成形して リ ン グ状成形 体 2 0 を形成した ものであ り、 このま ま軸受な どに使用可能 である。

なお、 上記適用例 1 〜 5 以外に、 従来技術と して行われて いる膨張黒鉛シ一 トの少な く と も片面に接着剤を介してフ ィ ル厶、 金属箔および糸状体を接着した もの、 2枚の膨張黒鉛 シー ト の間にフ ィ ルム、 金属箔および糸状体を接着し複合化 した ものに も適用可能である。 産業上の利用可能性

以上のよ う に、 本発明の膨張黒鉛製シール素材は、 元来、 内層部のもつ伸び特性および引張り強度特性を表層部に も付 与させて該シール素材の伸び率および引張り強度を増大する こ とができ る。

また、 膨張黒鉛基材の表層部を、 その露出する表面の X線 回折による回折ピー ク値が 2 6 . 5 3 。 〜 2 6 . 4 5 ° の範 囲にある よ う に した ものでは、 可撓性を著し く 改善して折り 曲げ可能回数を顕著に増大する こ とができる と と もに、 表層 部に高配向されている厚さの小さい薄葉状圧縮体の全ても し く は大部分が除かれているので、 巻き付けや折り畳みな どの 曲げを伴う加工時に表層部にひび割れや部分剝離などを発生 する こ とを防いで、 曲率半径の小さい加工品であって も、 シ ール性の低下を招 く こ とな く 、 シール性に優れた加工品を容 易に製作する こ とができ る。

したがって、 本発明の膨張黒鉛製シール素材によれば、 該 シー ル素材による加工品の適用範囲の拡大を図る こ とができ るのみな らず、 加工手段の制約が少ないので高速加工手段を 採用 して加工品の生産性の向上を図る こ とができ る といった 効果を奏する。

ま た、 本発明によれば、 材料ロ スを可及的に少な く しなが ら、 可撓性に優れたシール素材を得る こ とができ る。

さ らに、 本発明によれば、 その形態をシー ト状とする こ と によ り、 任意の大き さ、 形状に切断 して各種の シール材の加 ェに容易に利用する こ とができ る。

さ らに、 本発明によれば、 その形態をプレ ス成形品とする こ とによ り、 リ ン グ状パッ キ ンゃ軸受な どの作製が簡易 とな る。

さ らに、 本発明によれば、 その形態を糸状体 とする こ とに よ り 、 耐摺動性な どに優れたパ ッ キ ン材料を容易に得る こ と ができ る上、 実装時の寸法調整な ど も容易に行なえる。

さ らに、 本発明によれば、 膨張黒鉛基材の表層部の除去手 段と して、 マイ ク ロブラ ス ト加工、 レ ーザ一加工およびスパ ッ 夕 リ ン グ加工の少な く と も一種を使用するので、 上記 した 表層部の除去処理を能率良 く 行える と と も に、 その除去量 も 任意に調整する こ とができて、 品質の向上を図る こ とができ る

さ らに、 本発明によれば、 膨張黒鉛基材における表層部を マイ ク ロ ブラ ス ト加工によ り除去処理する と き のブラ ス 卜用 粒子と して、 粒子径が 5 0 〜 1 0 0 〃 mで、 柔 ら力、ぃ ク ル ミ 粉を使用する こ とによ り、 ブラ ス ト加工時に粒子の一部が除 去後の表面に残留 したと しても、 使用態様において、 その残 留粒子によ って相手側ステムなどを傷つけるおそれがない。 したがって、 プラス ト加工後に残留粒子を取り除く 面倒な作 業が不要で、 表層部の除去処理を能率よ く 行う こ とができ る

Claims

請求の範囲

( 1 ) 膨張させた黒鉛粒子を加圧して互いに一体化してな る膨張黒鉛基材の表層部を、 該膨張黒鉛基材の重量が 0 . 5 〜 3 % の範囲で減量されるべく 除去処理したこ とを特徴とす る膨張黒鉛製シー ル素材。

( 2 ) 膨張させた黒鉛粒子を加圧して互いに一体化してな る膨張黒鉛基材の表層部を、 その露出する表面の X線回折に よる回折ピー ク値が 2 6 . 5 2 ° 〜 2 6 . 4 8 。 の範囲に し ている こ とを特徴とする膨張黒鉛製シー ル素材。

( 3 ) その形態がシ一 ト状である請求の範囲 1 に記載の膨 張黒鉛製シー ル素材。

( ) その形態がシ ー ト状である請求の範囲 2 に記載の膨 張黒鉛製シ ー ル素材。

( 5 ) その形態がプレス成形品である請求の範囲 1 に記載 の膨張黒鉛製シー ル素材。

( 6 ) その形態がプレス成形品である請求の範囲 2 に記載 の膨張黒鉛製シー ル素材。

( 7 ) その形態が糸状体である請求の範囲 1 に記載の膨張 黒鉛製シ ー ル素材。

( 8 ) その形態が糸状体である請求の範囲 2 に記載の膨張 黒鉛製シ ー ル素材。

( 9 ) 膨張させた黒鉛粒子を加圧して互いに一体化してな る膨張黒鉛基材の表層部を、 その露出する表面の X線回折に よ る回折 ピー ク値が 2 6. 5 3 ° 〜 2 6. 4 5 ° の範囲にあ る よ う に した こ とを特徴とする膨張黒鉛製シール素材。

( 1 0 ) 上記膨張黒鉛基材の表層部を、 その膨張黒鉛基材 の厚さの 1 0 %未満の範囲で除去する こ とで上記回折ピー ク 値に設定されている請求の範囲 9 に記載の膨張黒鉛製シール 素材。

( 1 1 ) 上記膨張黒鉛基材の表層部を、 その膨張黒鉛基材 の厚さ の 1 〜 6 %の範囲で除去する こ とで上記回折ピー ク値 に設定されている請求の範囲 9 に記載の膨張黒鉛製シール素 材。

( 1 2 ) その形態がシー ト状であ る請求の範囲 9 に記載の 膨張黒鉛製シール素材。

( 1 3 ) その形態がシー ト状である請求の範囲 1 0 に記載 の膨張黒鉛製シール素材。

( 1 4 ) その形態がシー ト状である請求の範囲 1 1 に記載 の膨張黒鉛製シール素材。

( 1 5 ) その形態がプ レス成形品である請求の範囲 9 に記 載の膨張黒鉛製シール素材。

( 1 6 ) その形態がプ レ ス成形品である請求の範囲 1 0 に 記載の膨張黒鉛製シール素材。

( 1 7 ) その形態がプ レ ス成形品である請求の範囲 1 1 に 記載の膨張黒鉛製シール素材。

( 1 8 ) その形態が糸状体である請求の範囲 9 に記載の膨 張黒鉛製シー ル素材。

( 1 9 ) その形態が糸状体である請求の範囲 1 0 に記載の 膨張黒鉛製シー ル素材。

( 2 0 ) その形態が糸状体である請求の範囲 1 1 に記載の 膨張黒鉛製シー ル素材。

( 2 1 ) 膨張させた黒鉛粒子を加圧 して互いに一体化して 膨張黒鉛基材を形成 した後、 こ の基材における表層部の全域 を、 マイ ク ロブラ ス ト加工、 レ ーザ一加工およびスパ ッ タ リ ン グ加工のう ちの少な く と も一種の加工手段によ り 、 膨張黒 鉛基材の重量が 0 . 5 〜 3 %の範囲で減量されるべ く 除去処 理する こ とを特徴とする膨張黒鉛製シール素材の製造方法。

( 2 2 ) 上記膨張黒鉛基材における表層部の除去処理手段 がマイ ク ロブラ ス ト加工であ り 、 そのブラ ス ト用粒子と して 、 粒子径が 5 0 〜 1 0 0 mの ク ル ミ 粉を使用する請求の範 囲 2 1 に記載の膨張黒鉛製シール素材の製造方法。

( 2 3 ) 膨張させた黒鉛粒子を加圧 して互いに一体化 して 膨張黒鉛基材を形成 した後、 こ の基材における表層部の全域 を、 マイ ク ロブラ ス ト加工、 レ ーザ一加工およびスパ ッ タ リ ン グ加工の う ちの少な く と も一種の加工手段によ り 、 その露 出する表面の X線回折による回折 ピー ク値が 2 6 . 5 3 ° 〜

2 6 . 4 5 ° の範囲にある よ う に除去処理する こ とを特徴と する膨張黒鉛製シール素材の製造方法。

( 2 4 ) 上記膨張黒鉛基材における表層部の除去処理手段 が、 粒子径 5 0 〜 1 0 0 mの ク ル ミ 粉をブラ ス ト用粒子と して使用するブラ ス ト加工である請求の範囲 2 3 に記載の膨 張黒鉛製シール素材の製造方法。