JPH11279531A - グランドパッキン - Google Patents

グランドパッキン

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JPH11279531A
JPH11279531A JP10100103A JP10010398A JPH11279531A JP H11279531 A JPH11279531 A JP H11279531A JP 10100103 A JP10100103 A JP 10100103A JP 10010398 A JP10010398 A JP 10010398A JP H11279531 A JPH11279531 A JP H11279531A
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JP
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expanded graphite
packing
gland packing
paraffin
gland
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Masahito Tanemoto
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Katsumi Watanabe
勝美 渡辺
Naoya Kuzawa
直也 九澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摺動抵抗の小さい膨張黒鉛系グランドパッキ
ンを提供することにある。 【解決手段】 膨張黒鉛単体を加圧成形しあるいは膨張
黒鉛と金属線等補強繊維を複合させて編組するなどした
いわゆる膨張黒鉛系パッキンにおいて、エチレングリコ
ール、合成ヘクトライトなどの保湿剤が、所望によりパ
ラフィンなど潤滑剤とともに、含有されているグランド
パッキンである。

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等のために使用されるグランドパッ
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
剤等を含浸させるか表面処理を行うかした、いわゆる編
組パッキンが多く使用されていた。かかる編組パッキン
は、耐熱性・耐薬品性・耐磨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、シール性の良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、テープモールド式とい
われ、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、これを縦方向に加圧成形して得られたリ
ング状グランドパッキンである。
【0004】別の成形方法としては、ラミネート式とい
われ、膨張黒鉛製シートをリング状に打ち抜いたリング
状素材を成形用金型内に所定枚数積層し、これを縦方向
に加圧成形して得られたリング状グランドパッキンであ
る。
【0005】また、構造が別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。
【0006】さらに別の構造の膨張黒鉛系グランドパッ
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する等
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
て紐状態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にしタイプのものも最近
使われるようになってきた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
膨張黒鉛系パッキンは、石綿等の編組パッキンに比べ
て、シール性は格段に優れているものの、鱗片状の膨張
黒鉛粉末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、その使用により軸の摺動抵抗が増加するとい
う問題があった。例えば、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、摺動抵抗が増加し軸が
回らなくなることがあり、これを防ぐために、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潤
滑剤を含浸あるいは表面処理することがあり、潤滑剤と
してはタービン油等の鉱油系潤滑剤やシリコーンオイ
ル、フッ素オイル、パラフィンワックス等が使用されて
いる。しかし、これらの潤滑剤は、量が少ないと効果が
なく、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った。
【0009】本発明の目的は、以上の問題点に鑑みてな
されたもので、摺動抵抗の小さい膨張黒鉛系パッキンを
提供することにある。
【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の発明は、膨張黒鉛単体あるいは膨張黒鉛
と金属線等補強繊維を複合させたいわゆる膨張黒鉛系パ
ッキンにおいて、保湿剤が含有されていることを要旨と
するグランドパッキンである。
【0011】請求項2の発明は、膨張黒鉛単体あるいは
膨張黒鉛と金属線等補強繊維を複合させた膨張黒鉛系パ
ッキンにパラフィンと保湿剤が含有されていることを要
旨とするグランドパッキンである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としては、例
えば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に配置した後、こ
れを縦方向に加圧成形してリング状の膨張黒鉛系グラン
ドパッキンを作成し、これを潤滑剤に保湿剤を加えた液
の中に含浸させることにより、所定量の潤滑剤と保湿剤
を付着させたグランドパッキンがある。なお、潤滑剤の
含有量は同種の通常グランドパッキンにおける含有量と
同じでよく、また保湿剤の含有量は、グランドパッキン
に対して0.1 重量%以上ないと効果がみられなかった。
【0013】本発明のグランドパッキンに用いられる保
湿剤とは、大気中の水分を吸湿する特性のあるもの、お
よびパッキン表面の水分の蒸発を防ぐ性質のあるもので
あり、代表的な保湿剤としては、グリセリン、エチレン
グリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール
のほか、合成ヘクトライト、グリシン、セリン、ソリュ
ブルコラーゲン、ポリペプタイド、カルボキシメチルデ
キストラン、ヒアルロン酸ソーダ、コンドロイチン硫酸
ソーダ、ベタイン、乳酸ナトリウム、ピロリドンカルボ
ン酸ナトリウム(PCA−Na)、L−プロリン、プロ
デュウ100、ポリペプチド等がある。
【0014】また、本発明のグランドパッキンに用いら
れる潤滑剤としては、タービン油などの鉱油系潤滑剤や
シリコーンオイル、フッ素オイル、パラフィンワックス
等のオイル系潤滑剤、シリコーンエマルジョン、パラフ
ィンエマルジョン等のエマルジョンタイプの潤滑剤を用
いることができるが、エマルジョンタイプの潤滑剤が最
も好ましい。
【0015】
【作用】本発明者らは、シール性の良い膨張黒鉛系パッ
キンの摺動抵抗を小さくするために潤滑剤について検討
を行い、膨張黒鉛系パッキンにパラフィンのエマルジョ
ンを含浸させることにより、良好なシール性を維持しな
がら摺動抵抗が低減することを見いだした(特願平9-19
1807)。
【0016】ところが、このうなパラフィンエマルジョ
ンを含浸した膨張黒鉛系パッキンでも軸の摺動抵抗が大
きい場合があり、原因について調査すると、膨張黒鉛系
パッキンは従来の石綿等の編組パッキンと異なり、大気
中の湿度が低い時に軸の摺動抵抗が増加することが判っ
た。
【0017】そこで本発明者らは、さらに鋭意検討を行
った結果、シール性の良い膨張黒鉛系パッキンの摺動抵
抗を小さく保つために、膨張黒鉛系パッキンに潤滑剤と
保湿剤を含有させることにより、良好なシール性を維持
しながら摺動抵抗が湿度に影響されることなく低く保た
れることを見いだした。
【0018】この保湿剤が摺動抵抗を低く保つ理由は、
保湿剤によってパッキン表面に付着する微量の水分がパ
ッキンの潤滑性能を向上させるのではないかと推測して
おり、特にエマルジョン系の潤滑剤を用いる場合は微量
の水分により潤滑剤の流動性が高くなるため、著しく効
果があるものと思われる。
【0019】以下、実施例により本発明を具体的に説明
する。
【0020】実施例1 図1に示すように、厚さ0.38mm,密度1.0 g/cm3
の膨張黒鉛製シート10を16mm幅にスリットしたテー
プを渦巻き状に巻回し、これをクランクプレスで加圧成
形したテープモールド式グランドパッキンAを、固形分
濃度が20%になるように調整したパラフィンエマルジョ
ンのパラックス40K−3(東邦化学工業(株)製、商
品名)と濃度が50%になるように調整したエチレングリ
コールの溶液中に浸漬し、60℃で乾燥させ、1 重量%の
パラフィンと0.2 重量%のエチレンングリコールが含ま
れるリング状(内径26mm,外径42mm、高さ8 mm)
のグランドパッキンを得た。
【0021】実施例2 まず図2に示すように、厚さ0.60mm膨張黒鉛製シート
11を5.2 mm幅にスリットし、その周囲を厚さ0.08m
mのステンレス線12で袋編みした編み糸13をつく
る。次に図3に示すように、編み糸13の16本と中芯材
14を用いて紐状体15となする。そして図4に示すよ
うに、この紐状体15をリング状に圧縮成形加工して編
組紐状体式グランドパッキンBを製作し、上記パラフィ
ンエマルジョンとエチレンングリコールの混合溶液中に
浸漬し、60℃で乾燥させ、5 重量%のパラフィンと2 重
量%のエチレンングリコールが含まれるリング状(内径
26mm,外径42mm、高さ8 mm)のグランドパッキン
を得た。
【0022】実施例3 上記グランドパッキンAを、固形分濃度が20%になるよ
うに調整したパラフィンエマルジョンと濃度が50%にな
るように調整したグリセリン溶液中に浸漬し、60℃で乾
燥させ、1 重量%のパラフィンと0.2 重量%のグリセリ
ンが含まれるリング状(内径26mm,外径42mm、高さ
8 mm)のグランドパッキンを得た。
【0023】実施例4 上記グランドパッキンBを、実施例3で用いたパラフィ
ンエマルジョンとグリセリン混合溶液中に浸漬し、60℃
で乾燥させ、5 重量%のパラフィンと2 重量%のグリセ
リンが含まれるリング状(内径26mm,外径42mm、高
さ8 mm)のグランドパッキンを得た。
【0024】実施例5 上記グランドパッキンAを、固形分濃度が20%になるよ
うに調整したパラフィンエマルジョンと濃度が2 %にな
るように調整した合成ヘクトライトのラポナイト(日本
シリカ工業(株)製、商品名)溶液中に浸漬し、60℃で
乾燥させ、1重量%のパラフィンと0.3 重量%の合成ヘ
クトライトが含まれるリング状(内径26mm,外径42m
m、高さ8 mm)のグランドパッキンを得た。
【0025】比較例1 上記グランドパッキンAを、固形分濃度が20%になるよ
うに調整したパラフィンエマルジョン溶液中に浸漬し、
60℃で乾燥させ、1量%のパラフィンが含まれるリング
状(内径26mm,外径42mm、高さ8 mm)のグランド
パッキンを得た。
【0026】比較例2 上記グランドパッキンBを、固形分濃度が20%になるよ
うに調整したパラフィンエマルジョン溶液中に浸漬し、
60℃で乾燥させ、5 重量%のパラフィンが含まれるリン
グ状(内径26mm,外径42mm、高さ8 mm)のグラン
ドパッキンを得た。
【0027】上記実施例1〜5および比較例1〜2のリ
ング状グランドパッキンPを湿度0%のデシケータ中に
入れ、10日間放置した後の試料を、図5に示す出願人規
格の試験機1(ステム径26mm、スタフィンボックス内
径42mm、スタフィンボックス深さ150 mm)にそれぞ
れ6 リング装着して面圧500 kgf/cm2 で締め付
け、この試験機1の軸トルクを測定した。なお、図5に
おいて、2は軸、3はパッキン抑え、4は締め付けボル
ト、5はランタンリング、6はガス加圧口、7はガス出
口である。
【0028】実施例1〜5と比較例1〜2の軸トルクの
値を表1に示す。
【0029】表1に示す如く、本発明による実施例1〜
5で得られた膨張黒鉛系グランドパッンは、比較例1〜
2のグランドパッキンに比べて軸トルクの値が小さいこ
とが判った。
【0030】なお、今回の実施例はいずれもグランドパ
ッキンを成形した後で保湿剤を含浸したが、あらかじめ
保湿剤で処理した膨張黒鉛粉末あるいは膨張黒鉛製テー
プを用いてグランドパッキンを製造しても同様な効果が
得られることは言うまでもない。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による膨張黒
鉛系グランドパッキンによれば、従来の膨張黒鉛系グラ
ンドパッキンと比較して、摺動抵抗が小さく、かつその
潤滑効果が大気中の湿度で影響されず、また、膨張黒鉛
の特性である良好なシール性を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明実施例1のリング状グランドパッ
キンを半分に裁断したものの斜視図である。
【図2】図2は本発明実施例2における紐状体を製作す
るための編み糸の端面図である。
【図3】図3は本発明実施例2のグランドパッキンを製
作するための紐状体の斜視図である。
【図4】図4は本発明実施例2のリング状グランドパッ
キンの斜視図である。
【図5】図5はグランドパッキン試験機を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
A,B,P グランドパッキン 1 試験機 2 軸 3 パッキン抑え 4 締め付けボルト 5 ランタンリング 6 ガス加圧口 7 ガス出口 10,11 膨張黒鉛製シート 12 ステンレス線 13 編み糸 14 中芯材 15 紐状体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F16J 15/24 F16J 15/24 Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膨張黒鉛単体あるいは膨張黒鉛と金属線
    等補強繊維を複合させた膨張黒鉛系パッキンに保湿剤が
    含有されていることを特徴とするグランドパッキン。
  2. 【請求項2】 膨張黒鉛単体あるいは膨張黒鉛と金属線
    等補強繊維を複合させた膨張黒鉛系パッキンに、パラフ
    ィンと保湿剤が含有されていることを特徴とするグラン
    ドパッキン。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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