壓蓋填料的制作方法
壓蓋填料的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的課題是在制造使用由對(duì)剖面形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)的纖維構(gòu)成的紗線的壓蓋填料時(shí)，得出所需的性能的優(yōu)劣與其極限氧指數(shù)的值的關(guān)系，適當(dāng)定義該關(guān)系，得到具有所需性能的壓蓋填料。本發(fā)明提供了一種壓蓋填料，其是對(duì)于加捻極限氧指數(shù)(LOI)為21～30，優(yōu)選為22～26的纖維(s)而成的一個(gè)或多個(gè)紗線(Y)進(jìn)行捻紗或編織而構(gòu)成。纖維(s)含有扁平率(f)定義為1.1～4的纖維，扁平率是在以相互平行的兩條直線(L1、L2)夾持該纖維的剖面的狀態(tài)下兩條直線(L1、L2)之間的間隔的最大值(a)除以最小值(b)得到的值。另外，纖維(s)含有在剖面形狀上具有一個(gè)部位以上的深度(h)為0.4μm以上的凹部(1)的纖維。
【專(zhuān)利說(shuō)明】壓蓋填料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種作為泵或閥等的流體裝置的密封部件使用的壓蓋填料(glandpacking)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為用于泵或閥等流體裝置的軸封部等的壓蓋填料、用于該壓蓋填料的紗線(編織線)的現(xiàn)有技術(shù)，通常熟知如專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)的使用膨脹石墨的技術(shù)。膨脹石墨雖然具有柔軟性、耐藥品性優(yōu)異、粘合性充分而且耐高溫的優(yōu)點(diǎn)，但也存在拉伸強(qiáng)度非常小、脆而易折的缺點(diǎn)。
[0003]因此，通過(guò)由強(qiáng)度、磨耗性能強(qiáng)的纖維構(gòu)成的紗線，或者，將該紗線捻紗或編織成帶狀而構(gòu)成壓蓋填料。例如，采用專(zhuān)利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3公開(kāi)的丙烯酸纖維的技術(shù)已被公知。作為這些有機(jī)纖維，除丙烯酸或丙烯酸系以外，還可以考慮粘膠、纖維素、麻、棉、聚乙烯醇等各種物質(zhì)。
[0004]作為有機(jī)纖維的特征，根據(jù)材料不同顯現(xiàn)出如下各種性質(zhì):強(qiáng)度或磨耗強(qiáng)，耐熱性或吸濕性低，高溫或耐藥品性優(yōu)異，不耐紫外線，抵抗力強(qiáng)。因此，要求選擇適合于用途的材料構(gòu)成的纖維材料。
[0005]也即，對(duì)于形成紗線的纖維(有機(jī)纖維)有如下需求:將壓蓋填料與泵等的流體裝置的軸滑動(dòng)時(shí)的重要因素的摩擦(摩擦系數(shù))減小到一定程度、具有對(duì)于壓蓋填料與壓蓋部或軸的順應(yīng)性起到重要作用的柔軟性等。
[0006]因此，作為表示要求各種特性的纖維的特性的要素之一，如在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)的內(nèi)容所示，有極限氧指數(shù)LOI。極限氧指數(shù)是判斷塑料或纖維等材料是否容易燃燒的評(píng)價(jià)方法之一，通過(guò)改變空氣的“氮分子/氧分子”的比，求出引起著火的極限的氧濃度，即，求出極限氧指數(shù)(Limiting Oxygen Index:L0I)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)昭59 - 068387號(hào)公報(bào)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平11 - 217723號(hào)公報(bào)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平09 - 078375號(hào)公報(bào)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2013 - 067920號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]因此，本發(fā)明的主要目的在于，在制造使用由有機(jī)纖維等的纖維構(gòu)成的紗線的壓蓋填料時(shí)，得出所需的性能的優(yōu)劣與極限氧指數(shù)的值的關(guān)系，適當(dāng)定義該關(guān)系，由此，得到具有所需性能的更優(yōu)異的壓蓋填料。另外，本發(fā)明的目的還在于，通過(guò)對(duì)纖維的剖面形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，使纖維的優(yōu)良性能能夠穩(wěn)定地發(fā)揮。
[0013]作為本發(fā)明的技術(shù)方案I的發(fā)明，提供一種壓蓋填料，其特征在于，其是對(duì)于加捻極限氧指數(shù)為21?30的纖維s而成的一個(gè)或多個(gè)紗線Y進(jìn)行捻紗或編織而構(gòu)成，并且，所述纖維S含有扁平率f定義為1.1?4的纖維，該扁平率f是在以相互平行的兩條直線L1、L2夾持該纖維的剖面的狀態(tài)下，將所述兩條直線L1、L2之間的間隔的最大值a除以最小值b得到的值。
[0014]作為本發(fā)明的技術(shù)方案2的發(fā)明，其特征在于，在技術(shù)方案I的發(fā)明中，所述纖維s含有在剖面形狀上具有一個(gè)部位以上的凹部I的纖維。
[0015]作為本發(fā)明的技術(shù)方案3的發(fā)明，其特征在于，在技術(shù)方案2的發(fā)明中，所述凹部I的深度h是0.4μπι以上。
[0016]作為本發(fā)明的技術(shù)方案4的發(fā)明，其特征在于，在技術(shù)方案I?3中的任一項(xiàng)的發(fā)明中，所述纖維s具有丙烯酸系纖維。
[0017]作為本發(fā)明的技術(shù)方案5的發(fā)明，其特征在于，在技術(shù)方案4的發(fā)明中，所述丙烯酸系纖維是丙烯腈醋酸乙烯酯共聚物纖維。
[0018]作為本發(fā)明的技術(shù)方案6的發(fā)明,其特征在于,在技術(shù)方案I?5中的任一項(xiàng)的發(fā)明中，所述極限氧指數(shù)是22?26。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)方案I的發(fā)明中，纖維的極限氧指數(shù)為21以上，由此，能夠減小摩擦系數(shù)。因此，通過(guò)使用該紗線而構(gòu)成的壓蓋填料，具有對(duì)于軸等的滑動(dòng)部件的摩擦小的優(yōu)點(diǎn)。
[0020]另一方面，纖維的極限氧指數(shù)為30以下，由此，能夠賦予充分的柔軟性。因此，使用該紗線而構(gòu)成的壓蓋填料，具有能夠獲得對(duì)于軸等的滑動(dòng)部件的順應(yīng)性優(yōu)良、泄漏少的優(yōu)異的密封性的優(yōu)點(diǎn)。
[0021]本發(fā)明的技術(shù)方案I的發(fā)明中，對(duì)于扁平率f而言，對(duì)于加捻扁平率f > 1.1的纖維而成的紗線進(jìn)行捻紗或編織而構(gòu)成的壓蓋填料，能夠使含浸材料易于保持，并且，使用f ( 4的纖維而構(gòu)成的壓蓋填料能夠使應(yīng)力緩和充分減小，能夠確保并維持密封所需的應(yīng)力。
[0022]因此，若存在1.1彡f彡4的纖維時(shí)，則能夠確切地得到上述作用效果V “使含浸材料易于保持”、z “確保并維持密封所需的應(yīng)力”。
[0023]其結(jié)果，對(duì)于加捻有機(jī)纖維等纖維而成的紗線進(jìn)行捻紗或編織而制作壓蓋填料時(shí)，發(fā)現(xiàn)所需性能的優(yōu)劣與極限氧指數(shù)的值之間的關(guān)系，適當(dāng)定義該關(guān)系，以及設(shè)計(jì)纖維的剖面形狀，由此，能夠提供一種具有所需性能的壓蓋填料。
[0024]另外，如本發(fā)明的技術(shù)方案6的發(fā)明那樣，極限氧指數(shù)為22?26時(shí)，能夠提供一種能夠進(jìn)一步強(qiáng)化本發(fā)明的技術(shù)方案I的發(fā)明產(chǎn)生的上述作用效果的壓蓋填料。
[0025]本發(fā)明的技術(shù)方案2的發(fā)明中，存在具有一個(gè)部位以上的凹部的纖維，由此，能夠在該凹部中保持含浸材料。并且，使用由含有具有一個(gè)部位以上的凹部的纖維的纖維而構(gòu)成的紗線構(gòu)成壓蓋填料，因此，能夠提供一種能夠?qū)嵸|(zhì)上發(fā)揮可保持含浸材料的優(yōu)點(diǎn)的壓蓋填料。
[0026]另外，若具有一個(gè)部位以上的凹部的纖維存在50%以上時(shí)，能夠確切地得到上述作用效果w “可保持含浸材料的優(yōu)點(diǎn)”，因此優(yōu)選。
[0027]此時(shí)，本發(fā)明的技術(shù)方案3的發(fā)明中，從易保持含浸材料的觀點(diǎn)考慮時(shí)，優(yōu)選凹部的深度為0.4μ m以上。
[0028]作為所使用的纖維，優(yōu)選如本發(fā)明的技術(shù)方案4的發(fā)明那樣的具有丙烯酸系纖維的纖維。另外，如本發(fā)明的技術(shù)方案5的發(fā)明那樣，優(yōu)選丙烯酸系纖維為丙烯腈醋酸乙烯酯共聚物纖維。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是表示單纖維的剖面形狀的剖面圖。
[0030]圖2是表示纖維的剖面形狀、扁平率的圖。
[0031]圖3是表示泄漏試驗(yàn)裝置的構(gòu)成的概要圖。
[0032]圖4是表示圖3中的泄漏試驗(yàn)部分的詳細(xì)圖。
[0033]圖5是表示應(yīng)力緩和試驗(yàn)儀的示意圖。
[0034]圖6是表示摩擦試驗(yàn)裝置的示意圖。
[0035]圖7是表示泄漏試驗(yàn)以及摩擦試驗(yàn)的各結(jié)果的圖表。
[0036]圖8是表示圖7所示的各試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
[0037]圖9是表不扁平率和含浸率以及應(yīng)力緩和之間的關(guān)系的圖表。
[0038]附圖標(biāo)記的說(shuō)明
[0039]1:凹部；Y:紗線；
[0040]a:直線之間的間隔的最大值；b:直線之間的間隔的最小值；
[0041]f:扁平率；h:凹部的深度；
[0042]s:纖維；L1、L2:相互平行的兩條直線。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面，參考【專(zhuān)利附圖】
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【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的壓蓋填料的實(shí)施方式。另外，下面將極限氧指數(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)為 LOI。
[0044](實(shí)施方式I)
[0045]本發(fā)明的壓蓋填料，其特征在于，其是對(duì)于加捻LOI為21?30的纖維而成的一個(gè)或多個(gè)紗線進(jìn)行捻紗或編織而構(gòu)成，并且，纖維s含有扁平率f定義為1.1?4的纖維，該扁平率f是在以相互平行的兩條直線L1、L2夾持該纖維的剖面的狀態(tài)下，將所述兩條直線L1、L2之間的間隔的最大值a除以最小值b得到的值。
[0046]實(shí)施方式I中，纖維的LOI的值e是21彡e彡30，并且，扁平率f是1.1彡f彡4。
[0047]首先，作為L(zhǎng)OI的值e為21彡e彡30的纖維，可例舉:丙烯酸纖維、丙烯酸系纖維、粘膠、纖維素、麻、棉、聚乙烯醇。
[0048]丙烯酸纖維含有由含有50重量％以上的丙烯腈的聚合物構(gòu)成的纖維。聚合物若含有50重量％以上的丙烯腈時(shí)，該聚合物可以是丙烯腈和能夠與丙烯腈共聚的不飽和單體的共聚物。
[0049]作為能夠與丙烯腈共聚的不飽和單體，可例舉:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸羥丙酯等丙烯酸酯；甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等甲基丙烯酸酯；丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸、衣康酸、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、苯乙烯、乙烯基甲苯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、偏氯乙烯、溴乙烯、偏溴乙烯、氟乙烯、偏氟乙烯等不飽和單體等。
[0050]進(jìn)一步地，作為共聚的單體，可例舉:對(duì)磺苯基甲代烯丙醚(p-sulfophenylmetalIyl ether)、甲代烯丙橫酸(methallyl sulfonic acid)、烯丙橫酸(allyl sulfonic acid)、苯乙烯橫酸(styrenesulfonic acid)、2_ 丙烯酸胺-2-甲基丙石黃酸(2-acrylamido-2_methylpropane Sulfonic acid)、以及它們的堿金屬鹽等。
[0051]另外，作為調(diào)整上述纖維的LOI值e的方法，可使用在溫度200°C?400°C的空氣環(huán)境下將上述纖維暴露I小時(shí)至10小時(shí)的方法。
[0052]接著，對(duì)于纖維的扁平率進(jìn)行說(shuō)明。
[0053]如上所述，實(shí)施方式I的構(gòu)成紗線的纖維(單纖維)S，含有將扁平率f定義為f =1.1?4的纖維，該扁平率f是在以相互平行的兩條直線L1、L2夾持該纖維的剖面的狀態(tài)下，將兩條直線L1、L2之間的間隔的最大值a除以最小值b得到的值(參考附圖1、2)。
[0054]S卩，若是具有圖2所示的蠶豆?fàn)钇拭嫘螤畹睦w維s時(shí)，以相互平行的兩條直線L1、L2夾持的間隔中，最大的值為a，最小的值為b。并且，此時(shí)的扁平率f= (a/b)。
[0055]作為上述的扁平率f，若存在1.1 < f < 4的纖維時(shí)，能夠得到上述的作用效果V、z，并且，若1.1 < f < 4的纖維存在50%以上時(shí)，能夠確切得到上述的作用效果V、z,因此優(yōu)選。
[0056]例如，若構(gòu)成紗線Y的纖維數(shù)為100條時(shí)，含有50條以上的扁平率f為1.l^f^4的纖維。
[0057]形成紗線的纖維(單纖維)S，含有在剖面形狀上(如圖2所示的剖面形狀)具有一個(gè)部位以上的凹部I的纖維(蠶豆?fàn)?。若存在具有一個(gè)部位以上的凹部I的纖維時(shí)，能夠?qū)嵸|(zhì)上發(fā)揮上述作用效果W，并且，具有一個(gè)部位以上的凹部的纖維存在50%以上時(shí)，能夠確切得到上述作用效果《，因此優(yōu)選。
[0058]纖維s的剖面形狀可以是呈葫蘆型等的具有兩個(gè)部位以上的凹部I。如圖2所示，從有效地通過(guò)凹部I保持含浸材料的觀點(diǎn)考慮時(shí)，凹部I的深度h優(yōu)選h彡0.4 μ m。進(jìn)一步優(yōu)選的是h彡0.6 μ m。
[0059]雖然省略了圖示，但是，在沒(méi)有凹部(凹)的剖面形狀的纖維中，其扁平率f是
1.0<f < 1.7，且只能以曲線形成剖面形狀。另外，對(duì)于蠶豆?fàn)畹染哂幸粋€(gè)部位以上的凹部的剖面形狀的纖維而言，其扁平率f是1.1 < f < 4，其中大部分是1.2 < f < 1.7。
[0060]纖維(單纖維)s的剖面的直徑為17±3μπκ長(zhǎng)度為128±20 μ m。另外，纖度為2旦尼爾。紡紗(紡績(jī))纖維而構(gòu)成的單紗是，在初捻(下?lián)?gt;9 )90回/m下的重量是0.Hg/m。捻紗3條單紗而構(gòu)成的紗線是，在復(fù)捻(上撚>9 )40回/m下的重量是0.43g/m。并且，通過(guò)8條紗線構(gòu)成的方形編織、16條紗線構(gòu)成的圓形編織、32條紗線構(gòu)成的格子形編織等形成帶狀壓蓋填料(填料編織品)。
[0061]對(duì)于含浸進(jìn)行如下處理。將本發(fā)明的帶狀壓蓋填料(填料編織品)浸滲于氟樹(shù)脂分散體，一定時(shí)間后將其取出并干燥。含浸后的重量為X，含浸前的重量為I時(shí)，可通過(guò)下式表示含浸率τ，實(shí)施品的含浸率是τ =45?50%。
[0062]τ = {(χ-y) /χ} X 100 (單位:％ )
[0063]進(jìn)行上述含浸之后，可以以同樣的方式含浸烴系潤(rùn)滑劑。
[0064](泄漏試驗(yàn)裝置、方法以及其結(jié)果)
[0065]圖3示出了泄漏試驗(yàn)裝置A。泄漏試驗(yàn)裝置A的構(gòu)成方式為:將泄漏試驗(yàn)部分2、軸承3、旋轉(zhuǎn)接頭4、轉(zhuǎn)矩檢出部5、軸承6、傳動(dòng)帶7、原動(dòng)機(jī)8 (發(fā)動(dòng)機(jī))、泄漏測(cè)定部9等以圖示的方式配置于試驗(yàn)架22。
[0066]如圖4所示，泄漏試驗(yàn)部分2構(gòu)成為具有:流體入口 10、裝有密封裝置B的密封箱
11、以及流體出口 12等。13是介裝于供給流路16的泵，供給流路將水槽14內(nèi)的流體(水等)供給于流體入口 10。
[0067]用于測(cè)定構(gòu)成密封對(duì)象的流體的入口側(cè)的流體溫度的第I溫度計(jì)15安裝于供給流路16中。另外，從流體出口 12延伸至水槽14的排出流路17中安裝有用于測(cè)定出口側(cè)的流體溫度的第2溫度計(jì)18。
[0068]如圖3所示，泄漏測(cè)定部9構(gòu)成為具有:能夠接收并貯留從密封裝置B漏出的流體的儲(chǔ)存容器9A、連同儲(chǔ)存容器一起測(cè)定漏出的流體的重量的重量計(jì)9B。另外，圖3、4中的下垂的虛線示意性示出了漏出流體的落下路線。
[0069]密封裝置B在密封箱11的壓蓋部IlA和旋轉(zhuǎn)軸(軸)19的筒狀空間部中插入安裝定位部件20、多個(gè)壓蓋填料g、填料按壓部21。通常是，使用未圖示的螺栓將填料按壓部21緊固于壓蓋部IlA的法蘭Ila上，由此，可使多個(gè)壓蓋填料g朝軸心P方向壓緊，從而密封壓蓋部IlA和旋轉(zhuǎn)軸19之間。
[0070]23是測(cè)定密封用流體的入口側(cè)的夾套溫度的第3溫度計(jì)；24是測(cè)定密封用流體的出口側(cè)的夾套溫度的第4溫度計(jì)。另外，還裝有測(cè)定壓蓋填料g的溫度(填料溫度)的第5溫度計(jì)25。
[0071]作為泄漏試驗(yàn)裝置A進(jìn)行的泄漏試驗(yàn)方法，將5個(gè)內(nèi)徑100mm、外徑129mm、高度14.5mm的壓蓋填料g作為一組(5環(huán)I組)，組裝于模擬(模擬)泵的上述試驗(yàn)裝置A的壓蓋部IlA中。壓蓋部IlA中負(fù)載壓力為0.5MPa的清水(密封用流體)，以1900rpm的轉(zhuǎn)數(shù)使旋轉(zhuǎn)軸19旋轉(zhuǎn)。通過(guò)調(diào)整填料按壓部21的緊固螺栓，致使使用第5溫度計(jì)25測(cè)定的壓蓋填料g附近的壓蓋部IlA的溫度為40°C。并且，通過(guò)泄漏測(cè)定部9記錄泄漏量不發(fā)生變化而成為穩(wěn)定的約6小時(shí)后的泄漏量。
[0072](應(yīng)力緩和試驗(yàn))
[0073]對(duì)于壓蓋填料g的應(yīng)力緩和，采用了圖5所示的應(yīng)力緩和試驗(yàn)儀C。該應(yīng)力緩和試驗(yàn)儀C構(gòu)成為具有:裝有用于安裝壓蓋填料g的填料安裝部27的機(jī)架26、填料按壓部28、按壓螺栓29等。
[0074]在多個(gè)按壓螺栓29上安裝的按壓板30上球面接觸有填料按壓部28的上部28a，以環(huán)狀的按壓部28b為介，對(duì)于環(huán)狀的填料安裝部27中裝填的一個(gè)或多個(gè)壓蓋填料g進(jìn)行按壓。
[0075]另夕卜，以5個(gè)內(nèi)徑100mm、外徑129mm、高度14.5mm的壓蓋填料g作為一組(5環(huán)I組)組裝于環(huán)狀的填料安裝部27中，操作按壓螺栓29而緊固，朝向壓蓋填料g的緊固應(yīng)力(初期緊固應(yīng)力)P為P = 2N/mm2,由此測(cè)定24小時(shí)之后的殘留應(yīng)力。
[0076]24小時(shí)后的緊固應(yīng)力為q時(shí)，應(yīng)力緩和率σ以下述式表示。
[0077]σ = p-q/p
[0078](摩擦試驗(yàn)儀)
[0079]對(duì)于壓蓋填料g的摩擦試驗(yàn)儀D進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
[0080]如圖6所示，在試驗(yàn)架31上架設(shè)支撐架32以及臂33，并且，在這些32、33之間以自由旋轉(zhuǎn)的方式支撐(樞支)有不銹鋼材等金屬材料制的圓柱狀的旋轉(zhuǎn)鼓(旋轉(zhuǎn)軸)34，由此構(gòu)成摩擦試驗(yàn)儀D。通過(guò)未圖示的驅(qū)動(dòng)源，沿著軸心34a周邊的圖示中的箭頭(空心箭頭)方向可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鼓34。
[0081]在支撐架32的上部上固定方形帶狀等的壓蓋填料g的一端，另一端經(jīng)由旋轉(zhuǎn)鼓34的下側(cè)卷繞之后提升。被提升的壓蓋填料g的另一端上連接帶35，該帶35纏繞在以自由旋轉(zhuǎn)的方式支撐在臂33的上端部上的滑輪36上，在垂下的帶另一端35a上安裝有砝碼37。也就是說(shuō)，壓蓋填料g在以某程度的力被按壓在旋轉(zhuǎn)鼓34的表面34a的狀態(tài)下，與旋轉(zhuǎn)鼓34相對(duì)摩擦。
[0082](實(shí)施例)
[0083]用于壓蓋填料g的紗線Y的纖維S，使用丙烯酸系纖維或丙烯酸纖維，其纖維直徑是18(14?20) μπι。所使用的纖維的L0I，是根據(jù)JIS K 7201-2 “基于塑料-氧指數(shù)進(jìn)行的燃燒性的試驗(yàn)方法-第2部:室溫中的試驗(yàn)”進(jìn)行測(cè)定。
[0084]首先，加捻多個(gè)上述纖維而制作紗線Y。接著，使用編織機(jī)(省略圖示)，用8條紗線(編織線)Y進(jìn)行8股方形編織(8打6角編々)，或者，用16條紗線Y進(jìn)行16股圓形編織(16打6丸編?)，由此制作帶狀的壓蓋填料g，但是，也可以使用捻紗帶(撚>9紐:twiststring)制作壓蓋填料。
[0085]并且，使用兩點(diǎn)式輥(2點(diǎn)口一 > )或四點(diǎn)式輥(4點(diǎn)口一 > )，將該帶狀的壓蓋填料g，制成一邊長(zhǎng)度為14.5mm的剖面正方形的方形帶狀的壓蓋填料g，剪切成一定長(zhǎng)度。
[0086]使用如上制作的壓蓋填料g進(jìn)行泄漏試驗(yàn)和摩擦試驗(yàn)，并如圖7、圖8所示的那樣，求出泄漏量、轉(zhuǎn)矩與LOI值e之間的關(guān)系。
[0087]摩擦試驗(yàn)中，破碼37為Ikg,并以轉(zhuǎn)數(shù)3000rpm使旋轉(zhuǎn)鼓34旋轉(zhuǎn),測(cè)定上述狀況下的旋轉(zhuǎn)鼓34的旋轉(zhuǎn)力值，即，測(cè)定轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩值)。將其結(jié)果示于圖7的表和圖8的曲線圖中。
[0088]關(guān)于轉(zhuǎn)矩，從圖7、圖8可知，LOI值e〈22時(shí)，隨著e變大轉(zhuǎn)矩值變小。另外，在e=22附近，轉(zhuǎn)矩值的變化量減小，e ^ 22時(shí)，轉(zhuǎn)矩值顯示成幾乎一定的值。
[0089]從其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LOI值e > 22時(shí)，構(gòu)成了摩擦變小、帶給泵動(dòng)力的負(fù)擔(dān)減輕的壓蓋填料g。由此推測(cè)，隨著LOI值e變大，纖維的碳化度增加，與旋轉(zhuǎn)鼓34的摩擦系數(shù)變小。
[0090]關(guān)于泄漏量,從圖7、8可知,LOI值e〈27時(shí)泄漏量顯示成幾乎不變化的值,e = 27附近中略微增加。并且，27 ( e<30中顯示增加的趨勢(shì)，e ^ 30時(shí)泄漏量大幅增加。
[0091]基于上述內(nèi)容，LOI值e優(yōu)選21 ^ e ^ 30，進(jìn)一步優(yōu)選22彡e彡26。
[0092]使用了加捻e〈21的纖維而成的紗線的壓蓋填料g中，發(fā)現(xiàn)其與軸(泵的軸)之間的摩擦(摩擦系數(shù))超越容許范圍而變大的現(xiàn)象。
[0093]并且，對(duì)于加捻e>30的纖維而成的紗線，判斷為其缺乏柔軟性。缺乏柔軟性時(shí)彈性率變高，由該紗線構(gòu)成的壓蓋填料難以進(jìn)行塑性變形。
[0094]也即，缺乏柔軟性時(shí)，難以保持方形帶狀壓蓋填料的剖面形狀，而帶有圓形。另外，與泵的軸的順應(yīng)性變差，因此，泄漏量(每單位時(shí)間的泄漏量)變多。
[0095]因此可知，對(duì)于LOI值而言，加捻其值e ^ 21的纖維而成的紗線的摩擦(摩擦系數(shù))足夠小，因此，使用該紗線構(gòu)成的壓蓋填料與軸之間具有良好的滑動(dòng)性。
[0096]并且，e > 22時(shí)，能夠提供具有更加良好的滑動(dòng)性的壓蓋填料。
[0097]纖維的LOI值e < 30時(shí)，能夠構(gòu)成具有所需柔軟性的壓蓋填料。即，構(gòu)成方形帶狀壓蓋填料時(shí)，能夠保持剖面形狀，不帶有圓形。
[0098]另外，可得到對(duì)于泵的軸的順應(yīng)性優(yōu)良、且泄漏量少的良好的密封性。
[0099]并且，e ^ 26時(shí)，壓蓋填料具有適宜的柔軟性，對(duì)于泵的壓蓋部、旋轉(zhuǎn)軸等密封對(duì)象的順應(yīng)性更加優(yōu)良，泄漏量進(jìn)一步減少。
[0100]上述的含浸率τ以及應(yīng)力緩和率O，各自與纖維的扁平率f之間的關(guān)系示于圖9中。
[0101]扁平率f〈l.1時(shí)，用于賦予潤(rùn)滑性以及密封性(密封材料)的含浸材料難以附著。
[0102]扁平率f>4時(shí)，具有過(guò)度的柔軟性。即，在曲率小的部分中應(yīng)力集中，容易發(fā)生塑性變形，因此，構(gòu)成壓蓋填料時(shí)的應(yīng)力緩和變大。
[0103]也即，將壓蓋填料安裝于泵的壓蓋，并通過(guò)填料按壓部進(jìn)行緊固時(shí)施加于壓蓋填料的應(yīng)力，因?yàn)榘l(fā)生了壓蓋填料的塑性變形而過(guò)度變小。因此，使用壓蓋填料時(shí)的應(yīng)力容易被緩和，無(wú)法確保并維持密封所需的應(yīng)力，致使構(gòu)成了引起大量泄漏的原因。
[0104]在不具有凹部I (參考圖2)的剖面形狀時(shí)，用于賦予潤(rùn)滑性以及密封性(密封材料)的含浸材料難以固著。
[0105]關(guān)于扁平率f，使用了加捻f > 1.1的纖維而成的紗線的壓蓋填料，易于保持含浸材料，f > 1.2時(shí)能夠更加良好地易于保持含浸材料。但是，使用了加捻f ( 4的纖維而成的紗線的壓蓋填料，能夠使應(yīng)力緩和充分變小，并且能夠確保并維持密封所需的應(yīng)力。另夕卜，纖維剖面具有凹部，則在該凹部I中易于保持含浸材料，因此優(yōu)選。
【權(quán)利要求】
1.一種壓蓋填料，其中，其是對(duì)于加捻極限氧指數(shù)為21?30的纖維而成的一個(gè)或多個(gè)紗線進(jìn)行捻紗或編織而構(gòu)成， 并且，前述纖維含有扁平率定義為1.1?4的纖維，該扁平率是在以相互平行的兩條直線夾持該纖維的剖面的狀態(tài)下將前述兩條直線之間的間隔的最大值除以最小值所得到的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓蓋填料，其中，所述纖維含有在剖面形狀上具有一個(gè)部位以上的凹部的纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓蓋填料，其中，所述凹部的深度是0.4μ m以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的壓蓋填料，其中，所述纖維具有丙烯酸系纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓蓋填料，其中，所述丙烯酸系纖維是丙烯腈醋酸乙烯酯共聚物纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的壓蓋填料，其中，所述極限氧指數(shù)是22?26。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓蓋填料，其中，所述極限氧指數(shù)是22?26。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓蓋填料，其中，所述極限氧指數(shù)是22?26。
【文檔編號(hào)】F16J15/22GK104421433SQ201410415022
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】川崎貴士, 林洋樹(shù), 片岡幸一 申請(qǐng)人:日本皮拉工業(yè)株式會(huì)社
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的課題是在制造使用由對(duì)剖面形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)的纖維構(gòu)成的紗線的壓蓋填料時(shí)，得出所需的性能的優(yōu)劣與其極限氧指數(shù)的值的關(guān)系，適當(dāng)定義該關(guān)系，得到具有所需性能的壓蓋填料。本發(fā)明提供了一種壓蓋填料，其是對(duì)于加捻極限氧指數(shù)(LOI)為21～30，優(yōu)選為22～26的纖維(s)而成的一個(gè)或多個(gè)紗線(Y)進(jìn)行捻紗或編織而構(gòu)成。纖維(s)含有扁平率(f)定義為1.1～4的纖維，扁平率是在以相互平行的兩條直線(L1、L2)夾持該纖維的剖面的狀態(tài)下兩條直線(L1、L2)之間的間隔的最大值(a)除以最小值(b)得到的值。另外，纖維(s)含有在剖面形狀上具有一個(gè)部位以上的深度(h)為0.4μm以上的凹部(1)的纖維。
【專(zhuān)利說(shuō)明】壓蓋填料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種作為泵或閥等的流體裝置的密封部件使用的壓蓋填料(glandpacking)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為用于泵或閥等流體裝置的軸封部等的壓蓋填料、用于該壓蓋填料的紗線(編織線)的現(xiàn)有技術(shù)，通常熟知如專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)的使用膨脹石墨的技術(shù)。膨脹石墨雖然具有柔軟性、耐藥品性優(yōu)異、粘合性充分而且耐高溫的優(yōu)點(diǎn)，但也存在拉伸強(qiáng)度非常小、脆而易折的缺點(diǎn)。
[0003]因此，通過(guò)由強(qiáng)度、磨耗性能強(qiáng)的纖維構(gòu)成的紗線，或者，將該紗線捻紗或編織成帶狀而構(gòu)成壓蓋填料。例如，采用專(zhuān)利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3公開(kāi)的丙烯酸纖維的技術(shù)已被公知。作為這些有機(jī)纖維，除丙烯酸或丙烯酸系以外，還可以考慮粘膠、纖維素、麻、棉、聚乙烯醇等各種物質(zhì)。
[0004]作為有機(jī)纖維的特征，根據(jù)材料不同顯現(xiàn)出如下各種性質(zhì):強(qiáng)度或磨耗強(qiáng)，耐熱性或吸濕性低，高溫或耐藥品性優(yōu)異，不耐紫外線，抵抗力強(qiáng)。因此，要求選擇適合于用途的材料構(gòu)成的纖維材料。
[0005]也即，對(duì)于形成紗線的纖維(有機(jī)纖維)有如下需求:將壓蓋填料與泵等的流體裝置的軸滑動(dòng)時(shí)的重要因素的摩擦(摩擦系數(shù))減小到一定程度、具有對(duì)于壓蓋填料與壓蓋部或軸的順應(yīng)性起到重要作用的柔軟性等。
[0006]因此，作為表示要求各種特性的纖維的特性的要素之一，如在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)的內(nèi)容所示，有極限氧指數(shù)LOI。極限氧指數(shù)是判斷塑料或纖維等材料是否容易燃燒的評(píng)價(jià)方法之一，通過(guò)改變空氣的“氮分子/氧分子”的比，求出引起著火的極限的氧濃度，即，求出極限氧指數(shù)(Limiting Oxygen Index:L0I)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)昭59 - 068387號(hào)公報(bào)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平11 - 217723號(hào)公報(bào)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平09 - 078375號(hào)公報(bào)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2013 - 067920號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]因此，本發(fā)明的主要目的在于，在制造使用由有機(jī)纖維等的纖維構(gòu)成的紗線的壓蓋填料時(shí)，得出所需的性能的優(yōu)劣與極限氧指數(shù)的值的關(guān)系，適當(dāng)定義該關(guān)系，由此，得到具有所需性能的更優(yōu)異的壓蓋填料。另外，本發(fā)明的目的還在于，通過(guò)對(duì)纖維的剖面形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，使纖維的優(yōu)良性能能夠穩(wěn)定地發(fā)揮。
[0013]作為本發(fā)明的技術(shù)方案I的發(fā)明，提供一種壓蓋填料，其特征在于，其是對(duì)于加捻極限氧指數(shù)為21?30的纖維s而成的一個(gè)或多個(gè)紗線Y進(jìn)行捻紗或編織而構(gòu)成，并且，所述纖維S含有扁平率f定義為1.1?4的纖維，該扁平率f是在以相互平行的兩條直線L1、L2夾持該纖維的剖面的狀態(tài)下，將所述兩條直線L1、L2之間的間隔的最大值a除以最小值b得到的值。
[0014]作為本發(fā)明的技術(shù)方案2的發(fā)明，其特征在于，在技術(shù)方案I的發(fā)明中，所述纖維s含有在剖面形狀上具有一個(gè)部位以上的凹部I的纖維。
[0015]作為本發(fā)明的技術(shù)方案3的發(fā)明，其特征在于，在技術(shù)方案2的發(fā)明中，所述凹部I的深度h是0.4μπι以上。
[0016]作為本發(fā)明的技術(shù)方案4的發(fā)明，其特征在于，在技術(shù)方案I?3中的任一項(xiàng)的發(fā)明中，所述纖維s具有丙烯酸系纖維。
[0017]作為本發(fā)明的技術(shù)方案5的發(fā)明，其特征在于，在技術(shù)方案4的發(fā)明中，所述丙烯酸系纖維是丙烯腈醋酸乙烯酯共聚物纖維。
[0018]作為本發(fā)明的技術(shù)方案6的發(fā)明,其特征在于,在技術(shù)方案I?5中的任一項(xiàng)的發(fā)明中，所述極限氧指數(shù)是22?26。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)方案I的發(fā)明中，纖維的極限氧指數(shù)為21以上，由此，能夠減小摩擦系數(shù)。因此，通過(guò)使用該紗線而構(gòu)成的壓蓋填料，具有對(duì)于軸等的滑動(dòng)部件的摩擦小的優(yōu)點(diǎn)。
[0020]另一方面，纖維的極限氧指數(shù)為30以下，由此，能夠賦予充分的柔軟性。因此，使用該紗線而構(gòu)成的壓蓋填料，具有能夠獲得對(duì)于軸等的滑動(dòng)部件的順應(yīng)性優(yōu)良、泄漏少的優(yōu)異的密封性的優(yōu)點(diǎn)。
[0021]本發(fā)明的技術(shù)方案I的發(fā)明中，對(duì)于扁平率f而言，對(duì)于加捻扁平率f > 1.1的纖維而成的紗線進(jìn)行捻紗或編織而構(gòu)成的壓蓋填料，能夠使含浸材料易于保持，并且，使用f ( 4的纖維而構(gòu)成的壓蓋填料能夠使應(yīng)力緩和充分減小，能夠確保并維持密封所需的應(yīng)力。
[0022]因此，若存在1.1彡f彡4的纖維時(shí)，則能夠確切地得到上述作用效果V “使含浸材料易于保持”、z “確保并維持密封所需的應(yīng)力”。
[0023]其結(jié)果，對(duì)于加捻有機(jī)纖維等纖維而成的紗線進(jìn)行捻紗或編織而制作壓蓋填料時(shí)，發(fā)現(xiàn)所需性能的優(yōu)劣與極限氧指數(shù)的值之間的關(guān)系，適當(dāng)定義該關(guān)系，以及設(shè)計(jì)纖維的剖面形狀，由此，能夠提供一種具有所需性能的壓蓋填料。
[0024]另外，如本發(fā)明的技術(shù)方案6的發(fā)明那樣，極限氧指數(shù)為22?26時(shí)，能夠提供一種能夠進(jìn)一步強(qiáng)化本發(fā)明的技術(shù)方案I的發(fā)明產(chǎn)生的上述作用效果的壓蓋填料。
[0025]本發(fā)明的技術(shù)方案2的發(fā)明中，存在具有一個(gè)部位以上的凹部的纖維，由此，能夠在該凹部中保持含浸材料。并且，使用由含有具有一個(gè)部位以上的凹部的纖維的纖維而構(gòu)成的紗線構(gòu)成壓蓋填料，因此，能夠提供一種能夠?qū)嵸|(zhì)上發(fā)揮可保持含浸材料的優(yōu)點(diǎn)的壓蓋填料。
[0026]另外，若具有一個(gè)部位以上的凹部的纖維存在50%以上時(shí)，能夠確切地得到上述作用效果w “可保持含浸材料的優(yōu)點(diǎn)”，因此優(yōu)選。
[0027]此時(shí)，本發(fā)明的技術(shù)方案3的發(fā)明中，從易保持含浸材料的觀點(diǎn)考慮時(shí)，優(yōu)選凹部的深度為0.4μ m以上。
[0028]作為所使用的纖維，優(yōu)選如本發(fā)明的技術(shù)方案4的發(fā)明那樣的具有丙烯酸系纖維的纖維。另外，如本發(fā)明的技術(shù)方案5的發(fā)明那樣，優(yōu)選丙烯酸系纖維為丙烯腈醋酸乙烯酯共聚物纖維。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是表示單纖維的剖面形狀的剖面圖。
[0030]圖2是表示纖維的剖面形狀、扁平率的圖。
[0031]圖3是表示泄漏試驗(yàn)裝置的構(gòu)成的概要圖。
[0032]圖4是表示圖3中的泄漏試驗(yàn)部分的詳細(xì)圖。
[0033]圖5是表示應(yīng)力緩和試驗(yàn)儀的示意圖。
[0034]圖6是表示摩擦試驗(yàn)裝置的示意圖。
[0035]圖7是表示泄漏試驗(yàn)以及摩擦試驗(yàn)的各結(jié)果的圖表。
[0036]圖8是表示圖7所示的各試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
[0037]圖9是表不扁平率和含浸率以及應(yīng)力緩和之間的關(guān)系的圖表。
[0038]附圖標(biāo)記的說(shuō)明
[0039]1:凹部；Y:紗線；
[0040]a:直線之間的間隔的最大值；b:直線之間的間隔的最小值；
[0041]f:扁平率；h:凹部的深度；
[0042]s:纖維；L1、L2:相互平行的兩條直線。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面，參考【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的壓蓋填料的實(shí)施方式。另外，下面將極限氧指數(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)為 LOI。
[0044](實(shí)施方式I)
[0045]本發(fā)明的壓蓋填料，其特征在于，其是對(duì)于加捻LOI為21?30的纖維而成的一個(gè)或多個(gè)紗線進(jìn)行捻紗或編織而構(gòu)成，并且，纖維s含有扁平率f定義為1.1?4的纖維，該扁平率f是在以相互平行的兩條直線L1、L2夾持該纖維的剖面的狀態(tài)下，將所述兩條直線L1、L2之間的間隔的最大值a除以最小值b得到的值。
[0046]實(shí)施方式I中，纖維的LOI的值e是21彡e彡30，并且，扁平率f是1.1彡f彡4。
[0047]首先，作為L(zhǎng)OI的值e為21彡e彡30的纖維，可例舉:丙烯酸纖維、丙烯酸系纖維、粘膠、纖維素、麻、棉、聚乙烯醇。
[0048]丙烯酸纖維含有由含有50重量％以上的丙烯腈的聚合物構(gòu)成的纖維。聚合物若含有50重量％以上的丙烯腈時(shí)，該聚合物可以是丙烯腈和能夠與丙烯腈共聚的不飽和單體的共聚物。
[0049]作為能夠與丙烯腈共聚的不飽和單體，可例舉:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸羥丙酯等丙烯酸酯；甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等甲基丙烯酸酯；丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸、衣康酸、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、苯乙烯、乙烯基甲苯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、偏氯乙烯、溴乙烯、偏溴乙烯、氟乙烯、偏氟乙烯等不飽和單體等。
[0050]進(jìn)一步地，作為共聚的單體，可例舉:對(duì)磺苯基甲代烯丙醚(p-sulfophenylmetalIyl ether)、甲代烯丙橫酸(methallyl sulfonic acid)、烯丙橫酸(allyl sulfonic acid)、苯乙烯橫酸(styrenesulfonic acid)、2_ 丙烯酸胺-2-甲基丙石黃酸(2-acrylamido-2_methylpropane Sulfonic acid)、以及它們的堿金屬鹽等。
[0051]另外，作為調(diào)整上述纖維的LOI值e的方法，可使用在溫度200°C?400°C的空氣環(huán)境下將上述纖維暴露I小時(shí)至10小時(shí)的方法。
[0052]接著，對(duì)于纖維的扁平率進(jìn)行說(shuō)明。
[0053]如上所述，實(shí)施方式I的構(gòu)成紗線的纖維(單纖維)S，含有將扁平率f定義為f =1.1?4的纖維，該扁平率f是在以相互平行的兩條直線L1、L2夾持該纖維的剖面的狀態(tài)下，將兩條直線L1、L2之間的間隔的最大值a除以最小值b得到的值(參考附圖1、2)。
[0054]S卩，若是具有圖2所示的蠶豆?fàn)钇拭嫘螤畹睦w維s時(shí)，以相互平行的兩條直線L1、L2夾持的間隔中，最大的值為a，最小的值為b。并且，此時(shí)的扁平率f= (a/b)。
[0055]作為上述的扁平率f，若存在1.1 < f < 4的纖維時(shí)，能夠得到上述的作用效果V、z，并且，若1.1 < f < 4的纖維存在50%以上時(shí)，能夠確切得到上述的作用效果V、z,因此優(yōu)選。
[0056]例如，若構(gòu)成紗線Y的纖維數(shù)為100條時(shí)，含有50條以上的扁平率f為1.l^f^4的纖維。
[0057]形成紗線的纖維(單纖維)S，含有在剖面形狀上(如圖2所示的剖面形狀)具有一個(gè)部位以上的凹部I的纖維(蠶豆?fàn)?。若存在具有一個(gè)部位以上的凹部I的纖維時(shí)，能夠?qū)嵸|(zhì)上發(fā)揮上述作用效果W，并且，具有一個(gè)部位以上的凹部的纖維存在50%以上時(shí)，能夠確切得到上述作用效果《，因此優(yōu)選。
[0058]纖維s的剖面形狀可以是呈葫蘆型等的具有兩個(gè)部位以上的凹部I。如圖2所示，從有效地通過(guò)凹部I保持含浸材料的觀點(diǎn)考慮時(shí)，凹部I的深度h優(yōu)選h彡0.4 μ m。進(jìn)一步優(yōu)選的是h彡0.6 μ m。
[0059]雖然省略了圖示，但是，在沒(méi)有凹部(凹)的剖面形狀的纖維中，其扁平率f是
1.0<f < 1.7，且只能以曲線形成剖面形狀。另外，對(duì)于蠶豆?fàn)畹染哂幸粋€(gè)部位以上的凹部的剖面形狀的纖維而言，其扁平率f是1.1 < f < 4，其中大部分是1.2 < f < 1.7。
[0060]纖維(單纖維)s的剖面的直徑為17±3μπκ長(zhǎng)度為128±20 μ m。另外，纖度為2旦尼爾。紡紗(紡績(jī))纖維而構(gòu)成的單紗是，在初捻(下?lián)?gt;9 )90回/m下的重量是0.Hg/m。捻紗3條單紗而構(gòu)成的紗線是，在復(fù)捻(上撚>9 )40回/m下的重量是0.43g/m。并且，通過(guò)8條紗線構(gòu)成的方形編織、16條紗線構(gòu)成的圓形編織、32條紗線構(gòu)成的格子形編織等形成帶狀壓蓋填料(填料編織品)。
[0061]對(duì)于含浸進(jìn)行如下處理。將本發(fā)明的帶狀壓蓋填料(填料編織品)浸滲于氟樹(shù)脂分散體，一定時(shí)間后將其取出并干燥。含浸后的重量為X，含浸前的重量為I時(shí)，可通過(guò)下式表示含浸率τ，實(shí)施品的含浸率是τ =45?50%。
[0062]τ = {(χ-y) /χ} X 100 (單位:％ )
[0063]進(jìn)行上述含浸之后，可以以同樣的方式含浸烴系潤(rùn)滑劑。
[0064](泄漏試驗(yàn)裝置、方法以及其結(jié)果)
[0065]圖3示出了泄漏試驗(yàn)裝置A。泄漏試驗(yàn)裝置A的構(gòu)成方式為:將泄漏試驗(yàn)部分2、軸承3、旋轉(zhuǎn)接頭4、轉(zhuǎn)矩檢出部5、軸承6、傳動(dòng)帶7、原動(dòng)機(jī)8 (發(fā)動(dòng)機(jī))、泄漏測(cè)定部9等以圖示的方式配置于試驗(yàn)架22。
[0066]如圖4所示，泄漏試驗(yàn)部分2構(gòu)成為具有:流體入口 10、裝有密封裝置B的密封箱
11、以及流體出口 12等。13是介裝于供給流路16的泵，供給流路將水槽14內(nèi)的流體(水等)供給于流體入口 10。
[0067]用于測(cè)定構(gòu)成密封對(duì)象的流體的入口側(cè)的流體溫度的第I溫度計(jì)15安裝于供給流路16中。另外，從流體出口 12延伸至水槽14的排出流路17中安裝有用于測(cè)定出口側(cè)的流體溫度的第2溫度計(jì)18。
[0068]如圖3所示，泄漏測(cè)定部9構(gòu)成為具有:能夠接收并貯留從密封裝置B漏出的流體的儲(chǔ)存容器9A、連同儲(chǔ)存容器一起測(cè)定漏出的流體的重量的重量計(jì)9B。另外，圖3、4中的下垂的虛線示意性示出了漏出流體的落下路線。
[0069]密封裝置B在密封箱11的壓蓋部IlA和旋轉(zhuǎn)軸(軸)19的筒狀空間部中插入安裝定位部件20、多個(gè)壓蓋填料g、填料按壓部21。通常是，使用未圖示的螺栓將填料按壓部21緊固于壓蓋部IlA的法蘭Ila上，由此，可使多個(gè)壓蓋填料g朝軸心P方向壓緊，從而密封壓蓋部IlA和旋轉(zhuǎn)軸19之間。
[0070]23是測(cè)定密封用流體的入口側(cè)的夾套溫度的第3溫度計(jì)；24是測(cè)定密封用流體的出口側(cè)的夾套溫度的第4溫度計(jì)。另外，還裝有測(cè)定壓蓋填料g的溫度(填料溫度)的第5溫度計(jì)25。
[0071]作為泄漏試驗(yàn)裝置A進(jìn)行的泄漏試驗(yàn)方法，將5個(gè)內(nèi)徑100mm、外徑129mm、高度14.5mm的壓蓋填料g作為一組(5環(huán)I組)，組裝于模擬(模擬)泵的上述試驗(yàn)裝置A的壓蓋部IlA中。壓蓋部IlA中負(fù)載壓力為0.5MPa的清水(密封用流體)，以1900rpm的轉(zhuǎn)數(shù)使旋轉(zhuǎn)軸19旋轉(zhuǎn)。通過(guò)調(diào)整填料按壓部21的緊固螺栓，致使使用第5溫度計(jì)25測(cè)定的壓蓋填料g附近的壓蓋部IlA的溫度為40°C。并且，通過(guò)泄漏測(cè)定部9記錄泄漏量不發(fā)生變化而成為穩(wěn)定的約6小時(shí)后的泄漏量。
[0072](應(yīng)力緩和試驗(yàn))
[0073]對(duì)于壓蓋填料g的應(yīng)力緩和，采用了圖5所示的應(yīng)力緩和試驗(yàn)儀C。該應(yīng)力緩和試驗(yàn)儀C構(gòu)成為具有:裝有用于安裝壓蓋填料g的填料安裝部27的機(jī)架26、填料按壓部28、按壓螺栓29等。
[0074]在多個(gè)按壓螺栓29上安裝的按壓板30上球面接觸有填料按壓部28的上部28a，以環(huán)狀的按壓部28b為介，對(duì)于環(huán)狀的填料安裝部27中裝填的一個(gè)或多個(gè)壓蓋填料g進(jìn)行按壓。
[0075]另夕卜，以5個(gè)內(nèi)徑100mm、外徑129mm、高度14.5mm的壓蓋填料g作為一組(5環(huán)I組)組裝于環(huán)狀的填料安裝部27中，操作按壓螺栓29而緊固，朝向壓蓋填料g的緊固應(yīng)力(初期緊固應(yīng)力)P為P = 2N/mm2,由此測(cè)定24小時(shí)之后的殘留應(yīng)力。
[0076]24小時(shí)后的緊固應(yīng)力為q時(shí)，應(yīng)力緩和率σ以下述式表示。
[0077]σ = p-q/p
[0078](摩擦試驗(yàn)儀)
[0079]對(duì)于壓蓋填料g的摩擦試驗(yàn)儀D進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
[0080]如圖6所示，在試驗(yàn)架31上架設(shè)支撐架32以及臂33，并且，在這些32、33之間以自由旋轉(zhuǎn)的方式支撐(樞支)有不銹鋼材等金屬材料制的圓柱狀的旋轉(zhuǎn)鼓(旋轉(zhuǎn)軸)34，由此構(gòu)成摩擦試驗(yàn)儀D。通過(guò)未圖示的驅(qū)動(dòng)源，沿著軸心34a周邊的圖示中的箭頭(空心箭頭)方向可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鼓34。
[0081]在支撐架32的上部上固定方形帶狀等的壓蓋填料g的一端，另一端經(jīng)由旋轉(zhuǎn)鼓34的下側(cè)卷繞之后提升。被提升的壓蓋填料g的另一端上連接帶35，該帶35纏繞在以自由旋轉(zhuǎn)的方式支撐在臂33的上端部上的滑輪36上，在垂下的帶另一端35a上安裝有砝碼37。也就是說(shuō)，壓蓋填料g在以某程度的力被按壓在旋轉(zhuǎn)鼓34的表面34a的狀態(tài)下，與旋轉(zhuǎn)鼓34相對(duì)摩擦。
[0082](實(shí)施例)
[0083]用于壓蓋填料g的紗線Y的纖維S，使用丙烯酸系纖維或丙烯酸纖維，其纖維直徑是18(14?20) μπι。所使用的纖維的L0I，是根據(jù)JIS K 7201-2 “基于塑料-氧指數(shù)進(jìn)行的燃燒性的試驗(yàn)方法-第2部:室溫中的試驗(yàn)”進(jìn)行測(cè)定。
[0084]首先，加捻多個(gè)上述纖維而制作紗線Y。接著，使用編織機(jī)(省略圖示)，用8條紗線(編織線)Y進(jìn)行8股方形編織(8打6角編々)，或者，用16條紗線Y進(jìn)行16股圓形編織(16打6丸編?)，由此制作帶狀的壓蓋填料g，但是，也可以使用捻紗帶(撚>9紐:twiststring)制作壓蓋填料。
[0085]并且，使用兩點(diǎn)式輥(2點(diǎn)口一 > )或四點(diǎn)式輥(4點(diǎn)口一 > )，將該帶狀的壓蓋填料g，制成一邊長(zhǎng)度為14.5mm的剖面正方形的方形帶狀的壓蓋填料g，剪切成一定長(zhǎng)度。
[0086]使用如上制作的壓蓋填料g進(jìn)行泄漏試驗(yàn)和摩擦試驗(yàn)，并如圖7、圖8所示的那樣，求出泄漏量、轉(zhuǎn)矩與LOI值e之間的關(guān)系。
[0087]摩擦試驗(yàn)中，破碼37為Ikg,并以轉(zhuǎn)數(shù)3000rpm使旋轉(zhuǎn)鼓34旋轉(zhuǎn),測(cè)定上述狀況下的旋轉(zhuǎn)鼓34的旋轉(zhuǎn)力值，即，測(cè)定轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩值)。將其結(jié)果示于圖7的表和圖8的曲線圖中。
[0088]關(guān)于轉(zhuǎn)矩，從圖7、圖8可知，LOI值e〈22時(shí)，隨著e變大轉(zhuǎn)矩值變小。另外，在e=22附近，轉(zhuǎn)矩值的變化量減小，e ^ 22時(shí)，轉(zhuǎn)矩值顯示成幾乎一定的值。
[0089]從其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LOI值e > 22時(shí)，構(gòu)成了摩擦變小、帶給泵動(dòng)力的負(fù)擔(dān)減輕的壓蓋填料g。由此推測(cè)，隨著LOI值e變大，纖維的碳化度增加，與旋轉(zhuǎn)鼓34的摩擦系數(shù)變小。
[0090]關(guān)于泄漏量,從圖7、8可知,LOI值e〈27時(shí)泄漏量顯示成幾乎不變化的值,e = 27附近中略微增加。并且，27 ( e<30中顯示增加的趨勢(shì)，e ^ 30時(shí)泄漏量大幅增加。
[0091]基于上述內(nèi)容，LOI值e優(yōu)選21 ^ e ^ 30，進(jìn)一步優(yōu)選22彡e彡26。
[0092]使用了加捻e〈21的纖維而成的紗線的壓蓋填料g中，發(fā)現(xiàn)其與軸(泵的軸)之間的摩擦(摩擦系數(shù))超越容許范圍而變大的現(xiàn)象。
[0093]并且，對(duì)于加捻e>30的纖維而成的紗線，判斷為其缺乏柔軟性。缺乏柔軟性時(shí)彈性率變高，由該紗線構(gòu)成的壓蓋填料難以進(jìn)行塑性變形。
[0094]也即，缺乏柔軟性時(shí)，難以保持方形帶狀壓蓋填料的剖面形狀，而帶有圓形。另外，與泵的軸的順應(yīng)性變差，因此，泄漏量(每單位時(shí)間的泄漏量)變多。
[0095]因此可知，對(duì)于LOI值而言，加捻其值e ^ 21的纖維而成的紗線的摩擦(摩擦系數(shù))足夠小，因此，使用該紗線構(gòu)成的壓蓋填料與軸之間具有良好的滑動(dòng)性。
[0096]并且，e > 22時(shí)，能夠提供具有更加良好的滑動(dòng)性的壓蓋填料。
[0097]纖維的LOI值e < 30時(shí)，能夠構(gòu)成具有所需柔軟性的壓蓋填料。即，構(gòu)成方形帶狀壓蓋填料時(shí)，能夠保持剖面形狀，不帶有圓形。
[0098]另外，可得到對(duì)于泵的軸的順應(yīng)性優(yōu)良、且泄漏量少的良好的密封性。
[0099]并且，e ^ 26時(shí)，壓蓋填料具有適宜的柔軟性，對(duì)于泵的壓蓋部、旋轉(zhuǎn)軸等密封對(duì)象的順應(yīng)性更加優(yōu)良，泄漏量進(jìn)一步減少。
[0100]上述的含浸率τ以及應(yīng)力緩和率O，各自與纖維的扁平率f之間的關(guān)系示于圖9中。
[0101]扁平率f〈l.1時(shí)，用于賦予潤(rùn)滑性以及密封性(密封材料)的含浸材料難以附著。
[0102]扁平率f>4時(shí)，具有過(guò)度的柔軟性。即，在曲率小的部分中應(yīng)力集中，容易發(fā)生塑性變形，因此，構(gòu)成壓蓋填料時(shí)的應(yīng)力緩和變大。
[0103]也即，將壓蓋填料安裝于泵的壓蓋，并通過(guò)填料按壓部進(jìn)行緊固時(shí)施加于壓蓋填料的應(yīng)力，因?yàn)榘l(fā)生了壓蓋填料的塑性變形而過(guò)度變小。因此，使用壓蓋填料時(shí)的應(yīng)力容易被緩和，無(wú)法確保并維持密封所需的應(yīng)力，致使構(gòu)成了引起大量泄漏的原因。
[0104]在不具有凹部I (參考圖2)的剖面形狀時(shí)，用于賦予潤(rùn)滑性以及密封性(密封材料)的含浸材料難以固著。
[0105]關(guān)于扁平率f，使用了加捻f > 1.1的纖維而成的紗線的壓蓋填料，易于保持含浸材料，f > 1.2時(shí)能夠更加良好地易于保持含浸材料。但是，使用了加捻f ( 4的纖維而成的紗線的壓蓋填料，能夠使應(yīng)力緩和充分變小，并且能夠確保并維持密封所需的應(yīng)力。另夕卜，纖維剖面具有凹部，則在該凹部I中易于保持含浸材料，因此優(yōu)選。
【權(quán)利要求】
1.一種壓蓋填料，其中，其是對(duì)于加捻極限氧指數(shù)為21?30的纖維而成的一個(gè)或多個(gè)紗線進(jìn)行捻紗或編織而構(gòu)成， 并且，前述纖維含有扁平率定義為1.1?4的纖維，該扁平率是在以相互平行的兩條直線夾持該纖維的剖面的狀態(tài)下將前述兩條直線之間的間隔的最大值除以最小值所得到的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓蓋填料，其中，所述纖維含有在剖面形狀上具有一個(gè)部位以上的凹部的纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓蓋填料，其中，所述凹部的深度是0.4μ m以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的壓蓋填料，其中，所述纖維具有丙烯酸系纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓蓋填料，其中，所述丙烯酸系纖維是丙烯腈醋酸乙烯酯共聚物纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的壓蓋填料，其中，所述極限氧指數(shù)是22?26。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓蓋填料，其中，所述極限氧指數(shù)是22?26。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓蓋填料，其中，所述極限氧指數(shù)是22?26。
【文檔編號(hào)】F16J15/22GK104421433SQ201410415022
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】川崎貴士, 林洋樹(shù), 片岡幸一 申請(qǐng)人:日本皮拉工業(yè)株式會(huì)社
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