JP2760498B2 - 軸シール材 - Google Patents
軸シール材Info
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、バルブの軸シールなどの比較的低速回転の
摺動個所に使用される軸シール材に関する。 発明の技術的背景ならびにその問題点 バルブの軸シール材としては、石綿、黒鉛、耐熱充填
剤からなる綿状物を芯として、その外側を石綿糸で袋編
して紐状となし、または、四フッ化エチレン樹脂を含浸
した石綿糸を袋編して紐状となし、必要に応じシリコー
ンオイル、フッ素オイル、二硫化モリブデンなどで表面
処理して、次いでリング状に型成形してグランドパッキ
ンとするものが知られている。 しかし、これらの編組パッキンは品質的にはよいが製
造工程が多く、高価になり易い。そこで簡便に成形がで
き、量産可能な軸シール材が望まれており、石綿、ガラ
ス繊維などの無機繊維、フッ素樹脂、アラミッド繊維な
どの有機繊維の短繊維と、グラファイト、ゴム、潤滑剤
とを混合し、ついで金型で圧縮成形してリング状に成形
したいわゆる粉末成形パッキンも知られている。 しかしながら、この粉末成形パッキンは、くづれ破壊
され易い。そこで、機械的強度向上のために、バインダ
ーとしてゴムが多く配合されている。また、軸抵抗を下
げ、ガスシールを向上させるために、潤滑油（シリコー
ンオイル）や、グリースなどが配合されている。 しかしながら、バインダーとしてゴムを多量に配合す
ると、パッキンの使用時における高温（100〜150℃程
度）によって、ゴムが加硫進行して硬化し、その摩擦係
数が上がり軸トルクを上昇させると共に、増締の効果が
なくなり漏れの原因となる恐れがある。また、ゴムの量
が少量であると取扱い、装着時にくづれ破壊し易くなる
という不都合を有する。 発明の目的 本発明は、上記粉末成形シール材の改良に関し、シー
ル材の取扱時ないし装着時に、くずれ破壊等が生ぜず取
扱いが楽であると共に、高温においても密封効果が低下
せず、軸トルク特性に優れた軸シール材を提供すること
を目的とする。 発明の概要 かかる目的を達成するために、本発明に係る軸シール
材は、５から80重量％の熱難溶融性の基材繊維と、０か
ら５重量％のゴム材と、５から90重量％の充填剤と、３
から20重量％のパラフィン系高分子ワックスとを筒状に
圧縮成形したことを特徴としている。 また、本発明に係る軸シール材は、前記熱難溶融性の
基材繊維が、アラミッド繊維、フェノール繊維、ガラス
繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、炭素繊維、金属
繊維からなる群から選択した１種若しくは２種以上の繊
維からなることを特徴としている。 このような本発明に係る軸シール材によれば、軸シー
ル材の基材繊維が、アラミッド繊維、フェノール繊維、
ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、炭素繊
維、金属繊維などの熱難溶融性の基材繊維であるので、
高温使用時においても軟化、変形することがなく、シー
ル材の強度が確保されて、シール性が確保されることに
なる。また、バインダーとしてパラフィン系高分子ワッ
クスを用いたため、バインダーとしてのゴム材の重量％
を従来に比較して大幅に少くしたとしても、この軸シー
ル材の取扱時や装着時に、くずれ破壊等が生じる虞がな
くなる。しかも軸シール材に含まれるゴム材を少くする
ことができるため、この軸シール材が高温になったとし
ても、硬化してシール性を悪化させたり軸トルクを上昇
させたりすることはなくなる。さらに、軸シール材に含
まれるパラフィン系高分子ワックスがバインダー作用と
同時に潤滑作用も有するため、この軸シール材を用いれ
ば、軸トルクをさらに低下させることができるため、省
エネルギーの観点からも好ましい。 発明の具体的説明 以下、本発明を具体的かつ詳細に説明する。 本発明に係る軸シール材は、５から80重量％の基材繊
維と、０から５重量％のゴム材と、５から90重量％の充
填剤と、３から20重量％のパラフィン系高分子ワックス
とを筒状に圧縮成形することによって形成される。 基材繊維としては、平均長さ0.1〜40mmの短繊維、パ
ルプ状繊維、フィブリル状繊維等が用いられる。 繊維の材質としては、アラミッド繊維、フェノール繊
維、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、炭素
繊維、金属繊維などの熱難溶融性の基材繊維が好まし
く、これらの繊維を１種若しくは２種以上用いるのが好
ましい。これは、これらの繊維は、高温使用時において
も軟化、変形することがなく、シール材の強度が確保さ
れて、シール性が確保されることになるからである。こ
のような基材繊維の含有量を５重量％以上としたのは、
それ以下であると、得られる軸シール材が軟らかくなり
すぎて、パッキンボックスからはみ出してしまうという
不都合を有するからである。すなわち、基材繊維は、軸
シール材の骨材としての作用を奏する。 軸シール材に含まれるゴム材としては、ニトリルゴ
ム、スチレンブタジェンゴム、クロロブレンゴム、シリ
コーンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等が
用いられる。本発明では、後述するパラフィン系高分子
ワックスがバインダーとしての役割（他の材料同士を結
合し易くする役割）を果すので、軸シール材に含まれる
ゴム材を０重量％とすることもできるが、ゴム材を５重
量％以下程度含ませても、軸シール材の高温時における
硬化がほとんどないことから、このような重量％範囲で
ゴム材を含ませることとした。 また、軸シール材に含まれる充填剤としては、タル
ク、クレー、ウオラストナイト等の増量材と、マイカ、
グラファイト、カーボン、四フッ化エチレン樹脂等の固
体潤滑材とを単独または組み合せて使用する。 さらに、軸シール材に含まれるパラフィン系高分子ワ
ックスとしては、炭素数16から40のパラフィンワック
ス、炭素数30から70のペトロラクタム、炭素数40から70
のミクロクリスタリンワックス等が用いられるが、特に
好ましくはミクロクリスタリンワックスが良い。このよ
うなパラフィン系高分子ワックスを20重量％以下含ませ
るようにしたのは、これ以上であると、軸シール材の使
用時における高温のために、軸シール材がパッキンボッ
クス外に溶出してしまう虞があるからである。 このような基材繊維、ゴム材、充填剤、及びパラフィ
ン系高分子ワックスを上述した重量％の範囲内で配合
し、本発明に係る軸シール材を得るには、例えば次のよ
うにして行う。 まず、基材繊維とゴム溶液とをよく混合し、繊維の表
面を他の配合物とのなじみをよくする。基材繊維が多い
場合にはゴム溶液を使用し、少量のときはゴム溶液を配
合する必要がない。 次いで、充填剤、パラフィン系高分子ワックスを配合
して、金型内で圧縮成形（100〜400kg/cm2）して円筒状
の軸シール材を製造する。得られる軸シール材の嵩比重
は、1.5〜2.5が特に好ましい。この嵩比重が、1.5以下
では軸シール材としての強度が小さくなり、また、2.5
以上では硬くなりすぎて、密封機能が低下する。 実施例 次に、本発明に係る実施例を従来例に係る比較例と対
比しながら説明する。 （実施例1,2,3） 表１に示す配合組成物（実施例1,2,3）を金型にて圧
縮成形して円筒状（内径12.5mm×外径18mm×高さ14.5m
m）の軸シール材を成形した。ここでのミクロクリスタ
リンワックスは、針入度（25℃）35、粘度15.8cs/100
℃、融点70℃を使用した。 比較例 表１に示す配合組成物（比較例）を実施例1,2,3と同
様にして軸シール材を成形した。 1.強度 上記の実施例1,2,3及び比較例で得られた軸シール材
に対して荷重を加えて破壊時の荷重を求めた所、表２の
ような結果が得られた。 表２の結果から明らかなように、実施例に係る軸シー
ル材は比較例に係る軸シール材にくらべて破壊時強度が
大きく、くづれ破壊のしにくく、取扱い易い軸シール材
であることが確認された。 2.トルク特性 上記の実施例１及び比較例で得られた軸シール材をパ
ッキンボックス内に装着して、締付面圧と軸トルクの関
係を試験した。その結果を第1,2図に示す。 第1,2図に示すように、実施例１に係る軸シール材は
比較例に係る軸シール材にくらべて、締付面圧に対する
軸トルクが低く、潤滑作用が大きいことが確認された。 3.シール特性 上記の実施例１及び比較例で得られた軸シール材を、
パッキンボックス内に装着して窒素ガス10kgf/cm2（第
３図）及び20kgf/cm2（第４図）の圧力をかけて、締付
面圧と漏れ量を測定した。 実施例１に係る軸シール材は、比較例に係る軸シール
材にくらべてシールに要する締付面圧は若干高くなる傾
向にあるがシール性能には何んら問題がないことが確認
された。 発明の効果 以上説明してきたように、本発明によれば、５から80
重量％の熱難溶融性の基材繊維と、０から５重量％のゴ
ム材と、５から90重量％の充填剤と、３から20重量％の
パラフィン系高分子ワックスとを筒状に圧縮成形するこ
とにより軸シール材を成形するようにしたので、この軸
シール材の取扱時ないし装着時に、くずれ破壊等が生じ
る虞がなくなり、取扱いが容易となった。しかも、この
ような軸シール材が使用時に高温となったとしても、硬
化することがないため、密封作用が低下しないと共に、
過大な軸トルクを発生させないので省エネルギーの観点
からも好ましい。しかも、高温使用時においても基材繊
維が軟化、変形することがないので、シール材の強度が
確保される。
摺動個所に使用される軸シール材に関する。 発明の技術的背景ならびにその問題点 バルブの軸シール材としては、石綿、黒鉛、耐熱充填
剤からなる綿状物を芯として、その外側を石綿糸で袋編
して紐状となし、または、四フッ化エチレン樹脂を含浸
した石綿糸を袋編して紐状となし、必要に応じシリコー
ンオイル、フッ素オイル、二硫化モリブデンなどで表面
処理して、次いでリング状に型成形してグランドパッキ
ンとするものが知られている。 しかし、これらの編組パッキンは品質的にはよいが製
造工程が多く、高価になり易い。そこで簡便に成形がで
き、量産可能な軸シール材が望まれており、石綿、ガラ
ス繊維などの無機繊維、フッ素樹脂、アラミッド繊維な
どの有機繊維の短繊維と、グラファイト、ゴム、潤滑剤
とを混合し、ついで金型で圧縮成形してリング状に成形
したいわゆる粉末成形パッキンも知られている。 しかしながら、この粉末成形パッキンは、くづれ破壊
され易い。そこで、機械的強度向上のために、バインダ
ーとしてゴムが多く配合されている。また、軸抵抗を下
げ、ガスシールを向上させるために、潤滑油（シリコー
ンオイル）や、グリースなどが配合されている。 しかしながら、バインダーとしてゴムを多量に配合す
ると、パッキンの使用時における高温（100〜150℃程
度）によって、ゴムが加硫進行して硬化し、その摩擦係
数が上がり軸トルクを上昇させると共に、増締の効果が
なくなり漏れの原因となる恐れがある。また、ゴムの量
が少量であると取扱い、装着時にくづれ破壊し易くなる
という不都合を有する。 発明の目的 本発明は、上記粉末成形シール材の改良に関し、シー
ル材の取扱時ないし装着時に、くずれ破壊等が生ぜず取
扱いが楽であると共に、高温においても密封効果が低下
せず、軸トルク特性に優れた軸シール材を提供すること
を目的とする。 発明の概要 かかる目的を達成するために、本発明に係る軸シール
材は、５から80重量％の熱難溶融性の基材繊維と、０か
ら５重量％のゴム材と、５から90重量％の充填剤と、３
から20重量％のパラフィン系高分子ワックスとを筒状に
圧縮成形したことを特徴としている。 また、本発明に係る軸シール材は、前記熱難溶融性の
基材繊維が、アラミッド繊維、フェノール繊維、ガラス
繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、炭素繊維、金属
繊維からなる群から選択した１種若しくは２種以上の繊
維からなることを特徴としている。 このような本発明に係る軸シール材によれば、軸シー
ル材の基材繊維が、アラミッド繊維、フェノール繊維、
ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、炭素繊
維、金属繊維などの熱難溶融性の基材繊維であるので、
高温使用時においても軟化、変形することがなく、シー
ル材の強度が確保されて、シール性が確保されることに
なる。また、バインダーとしてパラフィン系高分子ワッ
クスを用いたため、バインダーとしてのゴム材の重量％
を従来に比較して大幅に少くしたとしても、この軸シー
ル材の取扱時や装着時に、くずれ破壊等が生じる虞がな
くなる。しかも軸シール材に含まれるゴム材を少くする
ことができるため、この軸シール材が高温になったとし
ても、硬化してシール性を悪化させたり軸トルクを上昇
させたりすることはなくなる。さらに、軸シール材に含
まれるパラフィン系高分子ワックスがバインダー作用と
同時に潤滑作用も有するため、この軸シール材を用いれ
ば、軸トルクをさらに低下させることができるため、省
エネルギーの観点からも好ましい。 発明の具体的説明 以下、本発明を具体的かつ詳細に説明する。 本発明に係る軸シール材は、５から80重量％の基材繊
維と、０から５重量％のゴム材と、５から90重量％の充
填剤と、３から20重量％のパラフィン系高分子ワックス
とを筒状に圧縮成形することによって形成される。 基材繊維としては、平均長さ0.1〜40mmの短繊維、パ
ルプ状繊維、フィブリル状繊維等が用いられる。 繊維の材質としては、アラミッド繊維、フェノール繊
維、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、炭素
繊維、金属繊維などの熱難溶融性の基材繊維が好まし
く、これらの繊維を１種若しくは２種以上用いるのが好
ましい。これは、これらの繊維は、高温使用時において
も軟化、変形することがなく、シール材の強度が確保さ
れて、シール性が確保されることになるからである。こ
のような基材繊維の含有量を５重量％以上としたのは、
それ以下であると、得られる軸シール材が軟らかくなり
すぎて、パッキンボックスからはみ出してしまうという
不都合を有するからである。すなわち、基材繊維は、軸
シール材の骨材としての作用を奏する。 軸シール材に含まれるゴム材としては、ニトリルゴ
ム、スチレンブタジェンゴム、クロロブレンゴム、シリ
コーンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等が
用いられる。本発明では、後述するパラフィン系高分子
ワックスがバインダーとしての役割（他の材料同士を結
合し易くする役割）を果すので、軸シール材に含まれる
ゴム材を０重量％とすることもできるが、ゴム材を５重
量％以下程度含ませても、軸シール材の高温時における
硬化がほとんどないことから、このような重量％範囲で
ゴム材を含ませることとした。 また、軸シール材に含まれる充填剤としては、タル
ク、クレー、ウオラストナイト等の増量材と、マイカ、
グラファイト、カーボン、四フッ化エチレン樹脂等の固
体潤滑材とを単独または組み合せて使用する。 さらに、軸シール材に含まれるパラフィン系高分子ワ
ックスとしては、炭素数16から40のパラフィンワック
ス、炭素数30から70のペトロラクタム、炭素数40から70
のミクロクリスタリンワックス等が用いられるが、特に
好ましくはミクロクリスタリンワックスが良い。このよ
うなパラフィン系高分子ワックスを20重量％以下含ませ
るようにしたのは、これ以上であると、軸シール材の使
用時における高温のために、軸シール材がパッキンボッ
クス外に溶出してしまう虞があるからである。 このような基材繊維、ゴム材、充填剤、及びパラフィ
ン系高分子ワックスを上述した重量％の範囲内で配合
し、本発明に係る軸シール材を得るには、例えば次のよ
うにして行う。 まず、基材繊維とゴム溶液とをよく混合し、繊維の表
面を他の配合物とのなじみをよくする。基材繊維が多い
場合にはゴム溶液を使用し、少量のときはゴム溶液を配
合する必要がない。 次いで、充填剤、パラフィン系高分子ワックスを配合
して、金型内で圧縮成形（100〜400kg/cm2）して円筒状
の軸シール材を製造する。得られる軸シール材の嵩比重
は、1.5〜2.5が特に好ましい。この嵩比重が、1.5以下
では軸シール材としての強度が小さくなり、また、2.5
以上では硬くなりすぎて、密封機能が低下する。 実施例 次に、本発明に係る実施例を従来例に係る比較例と対
比しながら説明する。 （実施例1,2,3） 表１に示す配合組成物（実施例1,2,3）を金型にて圧
縮成形して円筒状（内径12.5mm×外径18mm×高さ14.5m
m）の軸シール材を成形した。ここでのミクロクリスタ
リンワックスは、針入度（25℃）35、粘度15.8cs/100
℃、融点70℃を使用した。 比較例 表１に示す配合組成物（比較例）を実施例1,2,3と同
様にして軸シール材を成形した。 1.強度 上記の実施例1,2,3及び比較例で得られた軸シール材
に対して荷重を加えて破壊時の荷重を求めた所、表２の
ような結果が得られた。 表２の結果から明らかなように、実施例に係る軸シー
ル材は比較例に係る軸シール材にくらべて破壊時強度が
大きく、くづれ破壊のしにくく、取扱い易い軸シール材
であることが確認された。 2.トルク特性 上記の実施例１及び比較例で得られた軸シール材をパ
ッキンボックス内に装着して、締付面圧と軸トルクの関
係を試験した。その結果を第1,2図に示す。 第1,2図に示すように、実施例１に係る軸シール材は
比較例に係る軸シール材にくらべて、締付面圧に対する
軸トルクが低く、潤滑作用が大きいことが確認された。 3.シール特性 上記の実施例１及び比較例で得られた軸シール材を、
パッキンボックス内に装着して窒素ガス10kgf/cm2（第
３図）及び20kgf/cm2（第４図）の圧力をかけて、締付
面圧と漏れ量を測定した。 実施例１に係る軸シール材は、比較例に係る軸シール
材にくらべてシールに要する締付面圧は若干高くなる傾
向にあるがシール性能には何んら問題がないことが確認
された。 発明の効果 以上説明してきたように、本発明によれば、５から80
重量％の熱難溶融性の基材繊維と、０から５重量％のゴ
ム材と、５から90重量％の充填剤と、３から20重量％の
パラフィン系高分子ワックスとを筒状に圧縮成形するこ
とにより軸シール材を成形するようにしたので、この軸
シール材の取扱時ないし装着時に、くずれ破壊等が生じ
る虞がなくなり、取扱いが容易となった。しかも、この
ような軸シール材が使用時に高温となったとしても、硬
化することがないため、密封作用が低下しないと共に、
過大な軸トルクを発生させないので省エネルギーの観点
からも好ましい。しかも、高温使用時においても基材繊
維が軟化、変形することがないので、シール材の強度が
確保される。
【図面の簡単な説明】
第1,2図は本発明の一実施例に係る軸シール材の起動時
ないし軸摺動時におけるトルク特性を示すグラフ、第3,
4図は同軸シール材における締付面圧と漏れ量との関係
を示すグラフである。
ないし軸摺動時におけるトルク特性を示すグラフ、第3,
4図は同軸シール材における締付面圧と漏れ量との関係
を示すグラフである。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．５から80重量％の熱難溶融性の基材繊維と、０から
５重量％のゴム材と、５から90重量％の充填剤と、３か
ら20重量％のパラフィン系高分子ワックスとを筒状に圧
縮成形してなる軸シール材であって、 前記熱難溶融性の基材繊維が、アラミッド繊維、フェノ
ール繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓
綿、炭素繊維、金属繊維からなる群から選択した１種若
しくは２種以上の繊維からなることを特徴とする軸シー
ル材。 ２．前記パラフィン系高分子ワックスの炭素数が16から
70であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の軸シール材。 ３．前記パラフィン系高分子ワックスは、ミクロクリス
タリンワックスであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の軸シール材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62178449A JP2760498B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | 軸シール材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62178449A JP2760498B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | 軸シール材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6422982A JPS6422982A (en) | 1989-01-25 |
| JP2760498B2 true JP2760498B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=16048713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62178449A Expired - Lifetime JP2760498B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | 軸シール材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2760498B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1385481A4 (en) | 2001-03-26 | 2006-06-07 | Eikos Inc | CARBON NANOTUBES IN STRUCTURES AND REPAIR COMPOSITIONS |
| WO2002076724A1 (en) | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Eikos, Inc. | Coatings containing carbon nanotubes |
| US7435909B2 (en) * | 2002-09-18 | 2008-10-14 | Neptco Jv Llc | Low cost, high performance flexible reinforcement for communications cable |
| US20040050581A1 (en) | 2002-09-18 | 2004-03-18 | Hager Thomas P. | Low cost, high performance flexible reinforcement for communications cable |
| US6897382B2 (en) * | 2002-09-18 | 2005-05-24 | Neptco Jv Llc | Low cost, high performance, rodent resistant, flexible reinforcement for communications cable |
| US20040050579A1 (en) | 2002-09-18 | 2004-03-18 | Hager Thomas P. | Low cost, high performance flexible reinforcement for communications cable |
| US7180000B2 (en) * | 2002-09-18 | 2007-02-20 | Neptco Jv Llc | Low cost, high performance, flexible, water-swellable reinforcement for communications cable |
| JP3960974B2 (ja) | 2003-02-17 | 2007-08-15 | メッツォ ペーパー インコーポレイテッド | サンクションロール用シールストリップ及びその製法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54116546A (en) * | 1978-03-02 | 1979-09-10 | Nippon Pillar Packing | Packing material for shaft seal device |
| JPS54117850A (en) * | 1978-03-03 | 1979-09-12 | Nippon Pillar Packing | Packing material for shaft seal |
-
1987
- 1987-07-17 JP JP62178449A patent/JP2760498B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6422982A (en) | 1989-01-25 |
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