专利名称：压盖填料材料以及压盖填料的制作方法
技术领域：
本发明有关用于压盖填料制造的压盖填料材料，以及利用该压盖填料材料制造的压盖填料。
背景技术：
众所周知，现有作为用于压盖填料制造的压盖填料材料，例如有日本国特公平6-27546号公报中公布的材料(以下称现有技术1)，以及例如日本国特许第2583176号公报中公布的材料(以下称现有技术2)。
在上述的现有技术1中，如图22所示，把膨胀石墨带子(51)沿着长度方向的折缝折叠后形成绳状体(52)，通过用由不锈钢、镍铬铁合金和蒙乃尔合金等金属线网或编织体组成的加强材料(53)覆盖这个绳状体(52)，形成了压盖填料材料(50)。
在上述的现有技术2中，如图23所示，通过用由金属线网或编织体组成的加强材料(53)覆盖膨胀石墨带子(51)的绳状体(52)，把它沿着长度方向的折缝折叠成V字状，形成了压盖填料材料(50)。
上述的现有的压盖填料材料(50)，绳状体(52)的外部都是利用由上述的金属线的编织体等组成的加强材料(53)加强(以下称外加强)，为此，这个压盖填料材料(50)被赋予了高的拉伸强度。因此，把多根这个压盖填料材料(50)集束后，通过编织或扭转加工可以制造压盖填料。例如，在上述的现有技术1中，通过把8根压盖填料材料(50)集束后进行8股角编，可以制造按照图24那样编织的压盖填料(54)；通过把6根压盖填料材料(50)集束后进行扭转加工，可以制造按照图25那样扭转加工的压盖填料(54)。此外，在上述的现有技术2中，通过把8根压盖填料材料(50)集束后进行8股角编，可以制造按照图26那样编织的压盖填料(54)；通过把6根压盖填料材料(50)集束后进行扭转加工，可以制造按照图27那样扭转加工的压盖填料(54)。
上述的现有的各压盖填料(54)，由于被膨胀石墨带子(51)赋予了作为填料不可缺少的耐热性、压缩性、复原性等封止上理想的特性，所以具有高的封止性，可以对流体机器的轴密封部位进行封止。此外，由于金属线弯曲性较好，所以大径的压盖填料(54)的制造自不待说，还可以应对小径的压盖填料(54)的制造，并且具有耐久性优越等优点。
可是，为了制造上述的现有的压盖填料材料(50)，任何场合都需要利用针织机或编织机进行金属线的针织或者其他的编织。这时，金属线由于由结构复杂的针织机或者编织机编织等，所以高速生产困难，生产率低劣。为此，存在着这些压盖填料材料(50)成本高，压盖填料(54)的成本也高的问题。此外，上述的压盖填料材料(50)由于保形性低劣，所以还可能在编织时产生膨胀石墨的脱落而使密封性降低。
另外，上述的压盖填料材料(50)，由于其外部由金属线的针织或者编织体加强，所以用这个压盖填料材料(50)制造的压盖填料(54)，其由上述的金属线针织或者编织体组成的加强材料(53)与旋转或者轴向滑动的泵轴及阀柱等流体机器的构件即对方侧构件摩擦接触。这时，由于上述的加强材料(53)存在着容易损伤对方侧构件的问题的同时，加强材料(53)的滑动阻力较大，所以还存在着使对方侧构件的旋转性能或者轴向的滑动性能降低的问题。
为了解决这些问题，作为对膨胀石墨带子(51)的绳状体(52)进行覆盖并进行外加强的加强材料，可以考虑使用碳素纤维、便宜的玻璃纤维、硅石纤维、矾土及矾土硅石等陶瓷纤维等的脆性纤维。这些碳素纤维及其他脆性纤维可以充分地承受制造压盖填料(54)时的编织或者扭转加工程度，此外，具有即使扭转也难以折损的特性。
而且，利用由这个碳素纤维及脆性纤维加强的压盖填料材料(50)制造压盖填料(54)时，通过用这个压盖填料材料(50)封止流体机器的轴密封部位，可以不损伤对方侧构件，滑动阻力较小地被抑制，使对方侧构件的旋转性能及轴向的滑动性能提高，可期待进一步提高耐热性。此外，特别是使用玻璃纤维等便宜的脆性纤维时，可以期待削减压盖填料材料(50)以及压盖填料(54)的成本。
但是，碳素纤维及脆性纤维，由于与金属线不同，韧性较低，所以希望为从外部加强膨胀石墨带子(51)进行针织或者其他编织的话，则折损。为此，就不能得到使用由碳素纤维及脆性纤维组成的加强材料对膨胀石墨带子(51)进行外加强的压盖填料材料(50)。
本发明是鉴于这样的情况而进行的，其目的是，提供可以通过提高生产率以便宜地提供的同时，可以改良保形性而提高密封性的外加强结构的压盖填料材料以及使用该压盖填料材料制造的压盖填料。
此外，本发明的目的在于，使利用碳素纤维的外加强成为可能，封止时不会损伤对方侧构件，较小地抑制滑动阻力，进一步提高耐热性。
进而，本发明的目的还在于，使利用碳素纤维的外加强成为可能后从而提供便宜的外加强结构的压盖填料材料以及使用该压盖填料料制造的压盖填料。
进步，本发明还把能够对应从大径到小径较宽范围的压盖填料的造的同时，维持耐久性优异这个优点作为目的。
发明内容
本发明为实现上述的目的，例如根据表示本发明实施形态的图1至图21进行说明的话，按照以下所示进行了构成。
即本发明的特征在于，有关压盖填料材料，由对带状的基体材料(4)进行扭转，把带状的基体材料(4)以长度方向为中心卷起，或者把带状的基体材料(4)以长度方向为中心卷起后扭转形成的绳状体(40)组成，上述的基体材料(4)具有由纤维材料(2)组成的薄片状的加强材料(20)和带状的膨胀石墨(3)，上述的加强材料(20)至少被设置在上述的带状膨胀石墨(3)的单面上，上述的加强材料(20)，其一部分被配置在上述的绳状体(40)的外侧的同时，残部被卷进在绳状体(40)的内部，上述的加强材料(20)形成多个开口(20A)，上述的带状膨胀石墨(3)面对着这些开口(20A)。
此外，本发明的特征在于，有关压盖填料，使用多根上述的压盖填料材料(1)，进行编织或者扭转加工。
由于上述的构成，本发明具有以下的优点。
上述的绳状体，由纤维材料组成的薄片状的加强材料的一部分被配置在外面，被该加强材料牢固地加强。并且，鉴于这个加强材料形成多个开口，带状膨胀石墨面对着这个开口，所以产生这个膨胀石墨与该开口相系合的、所谓铰链作用。在这个铰链作用下，由于带状膨胀石墨和加强材料的结合力被提高，所以即使把用于带状膨胀石墨和加强材料的结合的接合剂的使用量限制为零或者极少量，为制造压盖填料进行编织时或者扭转加工时，加强材料难以与带状膨胀石墨分离，从而可以有效地发挥加强材料带来的外加强效果。
进而，通过可以把上述的接合剂的使用量限制为零或者极少量，可以抑制亲和性及压缩复原性等带状膨胀石墨的特性因接合剂硬化而降低。此外，使用这个压盖填料材料的压盖填料，即使在高热条件下使用，也可以防止接合剂的烧损引起密封性的降低。
另外，上述的带状膨胀石墨具有作为填料不可缺少的耐热性、压缩性、复原性等封止上理想的特性，上述压盖填料具有高的封止性，可以对流体机器的轴密封部位进行封止。并且，鉴于加强材料卷进在上述的绳状体的内部，所以带状膨胀石墨的一部分成为被加强材料相夹的三明治结构，被压缩或者施加了压力时可以抑制膨胀石墨粒子的移动。为此，用这个压盖填料材料制造的压盖填料，被压缩或者施加了压力时，膨胀石墨粒子从压盖填料材料挤出的挤出量被控制。结果，可以防止该压盖填料的密封面压力的降低而使耐压性能提高，从而可以通过提高朝向对方侧构件的压接力使密封性提高。
进而，鉴于上述的加强材料，是通过对上述的基体材料进行扭转，或把基体材料以长度方向为中心卷起，或者卷起后进行扭转，被配置在绳状体的外侧，所以与上述的现有技术不同，不要对纤维材料进行编织等，就可以很容易制造外加强结构。因此，由于提高生产率，所以可以提供便宜的压盖填料材料，以及由这个压盖填料材料组成的压盖填料。
上述的绳状体也可以用上述的加强材料覆盖其外侧的一部分，但是若用上述的加强材料覆盖上述的绳状体的整个外侧的话，那么外加强效果将进一步有效发挥，这更好。
当上述的纤维材料为碳素纤维及其他脆性纤维时，对基体材料进行扭转或者卷起后进行扭转的话，那么纤维材料将产生折曲部。使该折曲部露出到上述的绳状体的表面上时，露出在该表面上的折曲部，在为制造压盖填料而进行编织时或者扭转加工时相互缠绕，从而可以控制压盖填料材料的相对滑移，提高压盖填料的保形性。
上述的加强材料，虽然只设置在上述的带状膨胀石墨的单面，但是也可以设置在带状膨胀石墨的两面。把加强材料设置在该带状膨胀石墨的两面时，由于被卷进绳状体内部中的加强材料的卷进量变多，还可以从内侧强力地加强绳状体，所以压盖填料材料的拉伸强度更加提高。另外，鉴于在上述的带状膨胀石墨的两面配置由纤维材料组成的加强材料后，该加强材料的卷进量变多，所以可以良好地抑制膨胀石墨粒子的移动，提高压盖填料材料的保形性。结果，由这个压盖填料材料制造的压盖填料，可以进一步提高朝向对方侧构件的压接力。
作为由上述纤维材料组成的薄片状加强材料，例如可以用把复丝线开纤成薄片状的开纤薄片构成。
这时，上述的开纤薄片的厚度设定为10μm～300μm比较好，最好设定为30μm～100μm。这样，开纤薄片的制作比较容易，并且容易扭转，可提高外加强效果的同时，还可以防止从加强材料部分发生泄漏。
上述的纤维材料可以使用从碳素纤维及其他脆性纤维以及韧性纤维中选择的1种或者2种以上。这些纤维材料虽然每根越细密封性越好，但是过细的话，进行扭转时可能会折损，另一方面，过粗的话，难以进行扭转。为此，各纤维的粗细为每根直径为3μm～15μm比较好，5μm～9μm范围最好。
上述的纤维材料使用碳素纤维及脆性纤维时，与使用上述的现有技术的金属线进行编织等后构成加强材料的情况相比，不会担心压盖填料给对方侧构件造成大的伤痕，此外，由于滑动阻力小，所以可以使对方侧构件的旋转性能或者轴向的滑动性能提高，进而可以得到优异的耐热性。特别是使用碳素纤维时，可以更好地使这些性能得到发挥。此外，使用其他脆性纤维时，可以比较经济实惠地实施。
作为上述的脆性纤维，具体可例举玻璃纤维、硅石纤维、矾土及矾土硅石等陶瓷纤维，可以使用从这些纤维中选择的1种或者2种以上。
另外，上述的纤维材料使用韧性纤维时，由于纤维弯曲性好、加工性优异，所以可以使用细纤维很容易地制造，由于生产率高，所以可以提供便宜的压盖填料材料。此外，通过使用该压盖填料材料，大径的压盖填料自不待说，还可以很容易地制造小径的压盖填料，并且可以制造耐久性优异的、便宜的压盖填料。
作为上述的韧性纤维，具体可例举金属纤维、芳族聚酰胺纤维以及PBO(聚对苯撑苯甘氨酸磺胺异恶唑)纤维，可以使用从这些纤维中选择的1种或者2种以上。
附图简单说明图1至图21表示本发明的实施形态。
图1至图7所示的是本发明的压盖填料材料的第1实施形态。图1是压盖填料材料的立体图；图2是带状膨胀石墨面对由纤维材料组成的加强材料的多个开口的状态扩大后局部表示的俯视图；图3是图2的A-A线向视剖面图；图4是纤维材料折曲部的扩大说明图；图5是表示纤维束的立体图；图6是表示开纤薄片的立体图；图7是基体材料的立体图。
图8所示的是基体材料的制造顺序的变形例，是使用了少量接合剂的状态的带状膨胀石墨的立体图。
图9和图10所示的是基体材料的制造顺序的其他变形例。图9是表示把膨胀石墨粉末重叠在开纤薄片上的状态的剖面图；图10是基体材料的剖面图。
图11至图13所示的是第1实施形态的基体材料的变形例。图11是第1变形例的基体材料的剖面图；图12是第2变形例的基体材料的剖面图；图13是第3变形例的基体材料的剖面图；图14是表示本发明的压盖填料材料的第2实施形态的立体图。
图15和图16所示的是本发明的压盖填料材料的第3实施形态。
图15是基体材料的剖面图；图16是压盖填料材料的立体图。
图17和图18所示的是第3实施形态的基体材料的变形例。图17是第1变形例的基体材料的剖面图；图18是第2变形例的基体材料的剖面图。
图19是表示本发明的压盖填料材料的第4实施形态的立体图。
图20是表示本发明的压盖填料的实施的形态的立体图。
图21是表示本发明的压盖填料的其他实施形态的立体图。
图22至图27所示的是现有技术。
图22是现有技术1的压盖填料材料的立体图；图23是现有技术2的压盖填料材料的立体图。
图24是现有技术1的压盖填料材料编织后形成的压盖填料的立体图；图25是现有技术1的压盖填料材料扭转加工后形成的压盖填料的立体图。
图26是现有技术2的压盖填料材料编织后形成的压盖填料的立体图；图27是现有技术2的压盖填料材料扭转加工后形成的压盖填料的立体图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明适合的实施形态。
图1是表示本发明相关的压盖填料材料的第1实施形态的立体图，在这个图中，压盖填料材料(1)由在带状的基体材料(4)上从端按长度方向依次扭转后形成的绳状体(40)组成。上述的基体材料(4)具有由极细且长尺寸的多根碳素纤维(2)组成的薄片状的加强材料(20)和带状的膨胀石墨(3)，上述的加强材料(20)被设置在上述的带状膨胀石墨(3)的单面上。而且，上述的扭转，是使上述的加强材料(20)朝外那样地扭转，因此，上述的绳状体(40)成为了带状膨胀石墨(3)被加强材料(20)被覆的状态。此外，上述的扭转，还使上述的加强材料(20)的一部分被卷进在上述的绳状体(40)的内部那样地扭转。也就是说，如图1所示，碳素纤维(2)的一部分和带状膨胀石墨(3)的宽度方向的一端部(5)，被卷进在压盖填料材料(1)的内部。为此，带状膨胀石墨(3)的一端部(5)成为了领域(L)所示的范围被加强材料(20)相夹的三明治结构。因此，这个压盖填料材料(1)，由碳素纤维(2)组成的加强材料(20)配置在整个外周面的同时，被构成了使加强材料(20)的一部分夹杂在带状膨胀石墨(3)之间的外加强结构。
如图2和图3所示，上述的加强材料(20)具有多个开口(20A)，使上述的带状膨胀石墨(3)面对着这个开口(20A)。还有，上述的多个开口(20A)，具有由极细且长尺寸的多根碳素纤维(2)组成的加强材料(20)被扭转时自然发生地形成的情况；以及在上述的加强材料(20)的多个部位使相互邻接的碳素纤维(2)和碳素纤维(2)离间那样地稍微扩押，然后在扭转前预先人为地形成局部裂纹的情况。
上述的碳素纤维(2)由于具有在进行了扭转的程度下难以折损的特性，所以可以得到用由该碳素纤维(2)组成的加强材料(20)被覆了带状膨胀石墨(3)的外加强结构的压盖填料材料(1)。此外，带状膨胀石墨(3)面对着由碳素纤维(2)组成的加强材料(20)所具备的多个开口(20A)，带状膨胀石墨(3)与这个开口(20A)相系合，产生所谓的铰链作用。在这个铰链作用下，由于带状膨胀石墨(3)和加强材料(20)的结合力被提高，所以可以省略接合剂的使用。也就是说，为制造压盖填料对这个压盖填料材料(1)进行编织或者扭转加工时，即使不使用接合剂，由于加强材料(20)难以与带状膨胀石墨(3)分离，从而可以有效地发挥加强材料(20)带来的外加强效果。而且，通过省略这个接合剂的使用，可以抑制亲和性及压缩复原性等带状膨胀石墨(3)的特性因接合剂硬化而降低。另外，加强材料(20)的一部分和带状膨胀石墨(3)的宽度方向的一端部(5)，可以卷进在压盖填料材料(1)的内部。为此，这个带状膨胀石墨(3)的一端部(5)成为了被加强材料(20)相夹的三明治结构，从而压缩或者施加了压力时膨胀石墨粒子的移动被抑制。也就是说，由上述压盖填料材料(1)形成的压盖填料，压缩或者施加了压力时膨胀石墨粒子从压盖填料材料(1)挤出的挤出量被控制，所以可以防止密封面压力的降低而使耐压性能提高，从而通过提高朝向对方侧构件的压接力还可以使密封性提高。
进而，上述的压盖填料材料(1)只是在把基体材料(4)的一部分卷进的状态下进行扭转，可以很容易地构成外加强结构，所以与利用金属线的针织或编织体构成外加强结构的上述的现有的压盖填料材料(50)的制造相比，制造作业性提高，可以经济实惠地制造。
上述的基体材料(4)扭转时，如图4所示，折曲部(2a)随机地形成在上述的碳素纤维(2)上，这个折曲部(2a)露出在上述的绳状体(40)的表面。为此，为制造后述的压盖填料进行编织时或者扭转加工时，随机地露出在上述绳状体(40)表面上的折曲部(2a)和折曲部(2a)间相互缠绕，从而可以控制压盖填料材料(1)的相对滑移，提高压盖填料的保形性。
上述的压盖填料材料(1)可以按照例如以下的顺序进行制造。
最初，按照以下的顺序形成基体材料(4)。
首先，如图5所示，例如使用对12000根每根直径为7μm的碳素纤维(2)进行集束后的复丝线，形成集束成宽度(W)＝4.00mm、厚度(T)＝0.20mm的扁平状的碳素纤维束(2A)，接着把该碳素纤维束(2A)开纤成薄片状在宽度方向上扩展，如图6所示，形成宽度(W1)＝25.00mm、厚度(T1)＝0.03mm的开纤薄片(2B)。
上述的开纤例如可如下做成。最初对上述的碳素纤维束(2A)加热使该纤维束的集束剂软化，在这个状态下，一边调速控制该碳素纤维束(2A)一边向长度方向送出。而且，一边保持在规定的超喂量一边使气流通过交叉方向。在这个气流通过部位，碳素纤维束(2A)张紧成弓形被分开在宽度方向上的同时，上述的集束剂被冷却硬化，由此形成扩展的开纤薄片(2B)。
接着，如图7所示，在宽度(W2)＝25.00mm、厚度(T2)＝0.25mm的带状膨胀石墨(3)的单面上，重叠上述的开纤薄片(2B)，由此形成把由碳素纤维(2)组成的薄片状的加强材料(20)设置在带状膨胀石墨(3)单面上的基体材料(4)。
而且，通过扭转成上述的基体材料(4)而形成绳状体(40)，可以制造上述的压盖填料材料(1)。
上述的基体材料(4)虽然最好省略接合剂，但是使用少量接合剂还可以提高加强材料(20)和带状膨胀石墨(3)的结合力。也就是说，例如，如图8所示，可以在宽度(W2)＝25.00mm、厚度(T2)＝0.25mm的带状膨胀石墨(3)的单面上，把环氧树脂系、丙烯树脂系和苯酚树脂系等的接合剂(6)设置成点状，并且在这个状态的带状膨胀石墨(3)的单面上重叠上述的开纤薄片(2B)以形成基体材料(4)。上述的接合剂(6)由于以点状使用，并且使用量被限制为极少量，所以可以抑制亲和性及压缩复原性等带状膨胀石墨(3)的特性因该接合剂(6)硬化而降低。
另外，例如，如图9和图10所示，上述的基体材料(4)，也可以在把膨胀石墨粉末(3A)压缩成型为带状膨胀石墨(3)时，通过在该带状膨胀石墨(3)的单面上一体地设置上述的加强材料(20)而形成。也就是说，如图9所示，在宽度(W1)＝25.00mm、厚度(T1)＝0.03mm的上述的开纤薄片(2B)上重叠膨胀石墨粉末(3A)。而且，通过把它压缩成型，如图10所示，可以形成在被压缩成宽度(W2)＝25.00mm、厚度(T2)＝0.25mm的带状膨胀石墨(3)的单面上，设置有由开纤薄片(2B)组成的加强材料(20)的基体材料(4)。
在上述的第1实施形态中，虽然把构成上述的基体材料(4)的加强材料(20)和带状膨胀石墨(3)以相同宽度形成，但是，本发明也可以使这些宽度相互不同。
例如，在图11所示的第1变形例中，在带状膨胀石墨(3)的单面上，重叠比该带状膨胀石墨(3)宽度宽的开纤薄片(2B)形成了基体材料(4)。
此外，在如图12所示的第2变形例中，在带状膨胀石墨(3)的单面上，重叠比该带状膨胀石墨(3)宽度窄的开纤薄片(2B)形成了基体材料(4)。还有，在这个第2变形例中，如果带状膨胀石墨(3)的宽度方向的两端部从开纤薄片(2B)挤出的话，那么这个挤出的带状膨胀石墨(3)的一方的端部将露出在上述的绳状体(40)的外侧。为此，带状膨胀石墨(3)的宽度方向的端部中，与被卷进在绳状体(40)内部的一端部(5)相反侧的端部，如图12假设线所示，最好与开纤薄片(2B)的宽度方向的端部一致。
此外，在如图13所示的第3变形例中，把带状膨胀石墨(3)重叠在宽度宽的开纤薄片(2B)的两面上形成了基体材料(4)。这时，有时通过对基体材料(4)进行扭转，使一方的带状膨胀石墨(3)露出在绳状体(40)的外侧。因此，为了把这个一方的带状膨胀石墨(3)在对基体材料(4)进行扭转时能够卷进绳状体(40)的内部，最好把它形成在靠近开纤薄片(2B)的宽度方向的一端。
还有，本发明中使用的纤维材料及带状膨胀石墨，不用说，纤维的粗细、集束根数、薄片宽度、薄片厚度、带状膨胀石墨的宽度以及厚度等不被限定于上述的第1实施形态。
但是，作为上述的碳素纤维(2)，最好每根直径为3μm～15μm。直径不足3μm的话，担心在扭转时会折损，直径超过15μm的话，则难以扭转。此外，碳素纤维(2)的直径越小密封性越好。因此，上述的碳素纤维(2)的直径在5μm～9μm的范围内最佳。还有，在本发明中，除了碳素纤维外，还可以使用其他的脆性纤维及韧性纤维，使用金属纤维等韧性纤维时，由于该纤维的弯曲性较好，所以鉴于扭转时折损的可能性不大，从而可以使用更细的纤维。
此外，上述的开纤薄片(2B)的厚度(T1)，在10μm～300μm范围比较好，最好设定在30μm～100μm的范围内。这个厚度(T2)不足10μm的话，则外加强效果低下，并且难以制作均匀的薄片。另外，如果这个厚度(T2)超过300μm的话，则可以提高外加强效果的反面，扭转变得困难，并且容易发生从加强材料部分的泄漏。
图14是表示本发明相关的压盖填料材料的第2实施形态的立体图。这个第2实施形态的压盖填料材料(1)，如这个图14所示，在由碳素纤维(2)组成的加强材料(20)朝外的状态下，由把与上述的第1实施形态相同构成的基体材料(4)以长度方向为中心卷起后形成的绳状体(40)组成。上述的各碳素纤维(2)，与该绳状体(40)的长度方向平行地配置，由这个碳素纤维(2)组成的加强材料(20)，由其一部分覆盖整个绳状体(40)的外侧的同时，残部被配置在绳状体(40)的内部。
也就是说，与上述的第1实施形态相同，碳素纤维(2)的一部分和带状膨胀石墨(3)的宽度方向的一端部(5)被卷进在压盖填料材料(1)的内部，带状膨胀石墨(3)的一端部(5)成为了领域(L)所示的范围被加强材料(20)相夹的三明治结构。
其他的结构由于与上述的第1实施形态相同，并同样地作用，所以这里省略其说明。
还有，这个第2实施形态的压盖填料材料(1)，通过把它扭转成螺旋状，可以形成与上述的第1实施形态相同外观的压盖填料材料(1)。这时绳状体的表面形成折曲部等，从而可以与上述的第1实施形态同样地作用并奏效。
图15和图16表示的是本发明的第3实施形态。
在上述的第1实施形态及第2实施形态中，把上述的加强材料(20)都只设置在上述的带状膨胀石墨(3)的单面上。但是，在这个第3实施形态中，如图15所示，在带状膨胀石墨(3)的两面，设置由与该带状膨胀石墨(3)相同宽度尺寸的开纤薄片(2B)组成的加强材料(20)形成了基体材料(4)。
而且，与上述的第1实施形态相同，通过在这个基体材料(4)上从端按长度方向依次扭转，如图16所示，可以形成由绳状体(40)组成的压盖填料材料(1)。
在这个第3实施形态中，鉴于由碳素纤维(2)组成的加强材料(20)设置在上述的带状膨胀石墨(3)的两面上，所以与上述的第1实施形态相比，被卷进在上述绳状体(40)内部的碳素纤维(2)的卷进量变多。结果，这个压盖填料材料(1)被进行了外加强的同时，还从内部进行了加强，所以拉伸强度更加提高。此外，鉴于由碳素纤维(2)组成的加强材料(20)被配置在上述的带状膨胀石墨(3)的两面后，该加强材料(20)的卷进量变多，所以膨胀石墨粒子的移动被抑制，保形性提高。结果，用这个压盖填料材料(1)制造的压盖填料可以更加提高朝向对方侧构件的压接力。
其他的构成与上述的第1实施形态相同，并同样地作用，所以这里省略其说明。
在上述的第3实施形态中使用的基体材料(4)与上述的第1实施形态相同，也可以使上述的加强材料(20)和带状膨胀石墨(3)的宽度相互不同。
也就是说，在图17所示的第3实施形态的第1变形例中，把比带状膨胀石墨(3)宽度宽的开纤薄片(2B、2B)重叠在这个带状膨胀石墨(3)的两面上形成了基体材料(4)。
此外，在图18所示的第3实施形态的第2变形例中，把比带状膨胀石墨(3)宽度窄的开纤薄片(2B、2B)重叠在这个带状膨胀石墨(3)的两面上形成了基体材料(4)。
当然，在本发明中，把加强材料(20)设置在带状膨胀石墨(3)的两面时，也可以把宽度宽的加强材料和宽度窄的加强材料具有相同宽度的加强材料中的、任意2种进行组合使用。
图19是表示本发明相关的压盖填料材料的第4实施形态的立体图。这个第4实施形态的压盖填料材料(1)，由把与上述的第3实施形态相同构成的基体材料(4)以长度方向为中心卷起后形成的绳状体(40)组成。上述的各碳素纤维(2)，与该绳状体(40)的长度方向平行地配置。其他的构成由于与上述的第3实施形态相同，并同样地作用，所以这里省略其说明。
在上述的各实施形态中，虽然它们都是使用碳素纤维作为纤维材料，但是本发明也可以使用其他脆性纤维及韧性纤维。作为这些脆性纤维，可以举出E玻璃、T玻璃、C玻璃、S玻璃等玻璃纤维，以及硅石纤维、矾土及矾土硅石等陶瓷纤维。此外，作为上述的韧性纤维，可以举出不锈钢等金属纤维、芳族聚酰胺纤维以及PBO纤维等。
另外，在上述的实施形态中，虽然使用开纤薄片作为由纤维材料组成的薄片状的加强材料，但是由在本发明中使用的纤维材料组成的加强材料也可以利用其他手段形成薄片状。
下面，就使用上述的压盖填料材料制造的本发明的压盖填料进行说明。
图20是表示本发明的压盖填料的实施形态的立体图。
也就是说，这个绳状的压盖填料(8)，是准备多根上述的本发明的压盖填料材料(1)后，通过用编织机对这些压盖填料材料(1)进行集束后编织进行制造。例如，图20所示的压盖填料(8)，它就是通过把8根压盖填料材料(1)进行8股角编而制造的。
上述的压盖填料(8)，使用多根上述的压盖填料材料(1)进行编织，它被带状膨胀石墨赋予了耐热性、压缩性、复原性等作为填料所要求的封止上理想的特性。并且，上述的压盖填料材料(1)不仅因加强材料(20)而具有高的保形性，而且生产率高、可便宜地提供。因此，使用多根这个压盖填料材料(1)编织的上述的压盖填料(8)保形性和密封性优异，可以良好地对流体机器的轴密封部位进行封止，并且可以经济实惠地制造。
进而，由于上述的压盖填料材料(1)的接合剂的使用量为零或者极少量，所以上述的压盖填料(8)，即使在高热条件下使用，也可以抑制接合剂的烧损引起密封性的降低，这样也具有优异的密封性。
另外，上述的压盖填料材料(1)，如上述的实施形态所示，在使用由碳素纤维组成的加强材料以及由其他的脆性纤维组成的加强材料时，不会担心上述的压盖填料(8)给对方侧构件造成大的伤痕。此外，由于滑动阻力小，所以可以使对方侧构件的旋转性能或者轴向的滑动性能提高，同时可以得到优异的耐热性。
进而，把上述的基体材料(4)扭转后形成了绳状体(40)时，纤维的折曲部(2a)随机地露出在压盖填料材料(1)的表面上。为此，用这个压盖填料材料(1)制造的压盖填料(8)，在编织时上述的折曲部(2a)相互缠绕，从而可以抑制压盖填料材料(1)的相对滑移。结果，可以提高压盖填料(8)的保形性，可以提高压接力使密封性提高。
此外，把上述的基体材料(4)卷起后形成了绳状体(40)时，虽然上述的折曲部(2a)并未露出在压盖填料材料(1)的表面上，但是，编织时碳素纤维及脆性纤维形成折曲部，这些将露出在压盖填料材料(1)的表面上。结果，通过这个折曲部相互缠绕，可以抑制压盖填料材料(1)的相对滑移，所以可以提高压盖填料(8)的保形性，可以提高压接力使密封性提高。
另外，上述的压盖填料材料(1)使用由金属纤维等韧性纤维组成的加强材料时，由于这个韧性纤维的弯曲性较好，所以大径的压盖填料(8)的制造自不待说，还可以应对小径的压盖填料(8)的制造，同时可以使耐久性提高。
图21是表示本发明的压盖填料的、其他实施形态的立体图。
在这个实施形态中，通过把多根的压盖填料材料(1)集束后进行扭转加工，以替代对压盖填料材料(1)进行编织，从而制造了绳状的压盖填料(8)。例如，图21所示的压盖填料(8)，就是一边把6根的压盖填料材料(1)集束后施行扭转加工，一边进行滚压成型的。
这个实施形态的压盖填料(8)由于与对上述的压盖填料材料(1)进行编织的实施形态同样地作用并奏效，所以这里省略其说明。
权利要求
1.一种压盖填料材料，其特征在于，由对带状的基体材料(4)进行扭转，把带状的基体材料(4)以长度方向为中心卷起，或者把带状的基体材料(4)以长度方向为中心卷起后扭转形成的绳状体(40)组成，上述的基体材料(4)具有由纤维材料(2)组成的薄片状的加强材料(20)和带状的膨胀石墨(3)，上述的加强材料(20)至少被设置在上述的带状膨胀石墨(3)的单面上，上述的加强材料(20)，其一部分被设置在上述的绳状体(40)的外侧上的同时，残部被卷进在绳状体(40)的内部。上述的加强材料(20)形成了多个开口(20A)，上述的带状膨胀石墨(3)面对着这些开口(20A)。
2.如权利要求1所述的压盖填料材料，其中，上述的加强材料(20)的一部分，覆盖着上述的绳状体(40)的整个外侧。
3.如权利要求1或2所述的压盖填料材料，其中，在上述的纤维材料(2)形成了折曲部(2a)，这个折曲部(2a)露出在上述的绳状体(40)的表面。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的压盖填料材料，其中，把上述的加强材料(20)只设置在上述的带状膨胀石墨(3)的单面上。
5.如权利要求1至3中任何一项所述的压盖填料材料，其中，把上述的加强材料(20)设置在上述的带状膨胀石墨(3)的两面上。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的压盖填料材料，其中，上述的纤维材料(2)被形成为薄片状，这个纤维材料薄片，由把复丝线开纤成薄片状的开纤薄片(2B)组成。
7.如权利要求6所述的压盖填料材料，其中，上述的开纤薄片(2B)的厚度被设定为10μm～300μm。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的压盖填料材料，其中，上述的纤维材料(2)由从碳素纤维、其他脆性纤维以及韧性纤维中选择的1种或者2种以上组成。
9.如权利要求8所述的压盖填料材料，其中，上述的脆性纤维由从玻璃纤维、硅石纤维以及陶瓷纤维中选择的1种或者2种以上组成。
10.如权利要求8所述的压盖填料材料，其中，上述的韧性纤维由从金属纤维、芳族聚酰胺纤维以及PBO纤维中选择的1种或者2种以上组成。
11.一种压盖填料，其特征在于，使用多根如权利要求1至10中任一所述的压盖填料材料(1)进行编织或者进行扭转加工。
全文摘要
把由纤维材料(2)组成的薄片状的加强材料(20)至少设置在带状的膨胀石墨(3)的单面上，以形成带状的基体材料(4)。对这个基体材料(4)扭转后形成绳状体(40)。这时，上述的绳状体(40)的外侧被上述的加强材料(20)的一部分覆盖，加强材料(20)的残部被卷进绳状体(40)的内部。上述的加强材料(20)形成了多个开口(20A)，上述的带状膨胀石墨(3)面对着这些开口(20A)。而且，通过上述的带状膨胀石墨(3)系合在这个开口(20A)上，可以提高带状膨胀石墨(3)和加强材料(20)的结合力。可以使带状膨胀石墨(3)的保形性良好、提高密封性，并且可以使生产率提高而便宜地提供产品。此外，可以把碳素纤维及脆性纤维配置在绳状体(40)的外侧，以加强压盖填料材料(1)。
文档编号F16J15/22GK1682049SQ0382144
公开日2005年10月12日 申请日期2003年9月9日 优先权日2002年9月11日
发明者上田隆久, 藤原优 申请人:日本皮拉工业株式会社