壓蓋填料的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型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(gland packing)。
【背景技術】
[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，通常熟知如專利文獻I公開的使用膨脹石墨的技術。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，但也存在拉伸強度非常小、脆而易折的缺點。
[0003]因此，通過由強度、磨耗性能強的纖維構(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，采用專利文獻2或?qū)＠墨I3公開的丙烯酸纖維的技術已被公知。作為這些有機纖維，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]作為有機纖維的特征，根據(jù)材料不同顯現(xiàn)出如下各種性質(zhì):強度或磨耗強，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。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，對于形成紗線的纖維(有機纖維)有如下需求:將壓蓋填料與泵等的流體裝置的軸滑動時的重要因素的摩擦(摩擦系數(shù))減小到一定程度、具有對于壓蓋填料與壓蓋部或軸的順應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，如在專利文獻4中公開的內(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價方法之一，通過改變空氣的“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)有技術文獻
[0008]專利文獻1:日本特開昭59 - 068387號公報
[0009]專利文獻2:日本特開平11 - 217723號公報
[0010]專利文獻3:日本特開平09 - 078375號公報
[0011]專利文獻4:日本特開2013 - 067920號公報【實用新型內(nèi)容】
[0012]因此，本實用新型的主要目的在于，在制造使用由有機纖維等的纖維構(gòu)成的紗線的壓蓋填料時，得出所需的性能的優(yōu)劣與極限氧指數(shù)的值的關系，適當定義該關系，由此，得到具有所需性能的更優(yōu)異的壓蓋填料。另外，本實用新型的目的還在于，通過對纖維的剖面形狀進行設計，使纖維的優(yōu)良性能能夠穩(wěn)定地發(fā)揮。
[0013]作為本實用新型的技術方案1，提供一種壓蓋填料，其特征在于，其是一個或多個紗線Y進行捻紗或編織而構(gòu)成的，該紗線Y是加捻極限氧指數(shù)為21?30的纖維S而成的，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]作為本實用新型的技術方案2，其特征在于，在技術方案I中，所述纖維s含有在剖面形狀上具有一個部位以上的凹部I的纖維。
[0015]作為本實用新型的技術方案3，其特征在于，在技術方案2中，所述凹部I的深度h是0.4 μ m以上。
[0016]作為本實用新型的技術方案4，其特征在于，在技術方案2或3中，所述纖維的剖面形狀為蠶豆形，所述凹部為一個部位。
[0017]作為本實用新型的技術方案5，其特征在于，在技術方案2或3中，所述纖維的剖面形狀為葫蘆形，所述凹部為兩個部位。
[0018]本實用新型的技術方案I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，通過使用該紗線而構(gòu)成的壓蓋填料，具有對于軸等的滑動部件的摩擦小的優(yōu)點。
[0019]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，具有能夠獲得對于軸等的滑動部件的順應性優(yōu)良、泄漏少的優(yōu)異的密封性的優(yōu)點。
[0020]本實用新型的技術方案I中，對于扁平率f而言，對于加捻扁平率f彡1.1的纖維而成的紗線進行捻紗或編織而構(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力緩和充分減小，能夠確保并維持密封所需的應力。
[0021]因此，若存在1.1彡f彡4的纖維時，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力”。
[0022]其結(jié)果，對于加捻有機纖維等纖維而成的紗線進行捻紗或編織而制作壓蓋填料時，發(fā)現(xiàn)所需性能的優(yōu)劣與極限氧指數(shù)的值之間的關系，適當定義該關系，以及設計纖維的剖面形狀，由此，能夠提供一種具有所需性能的壓蓋填料。
[0023]另外，如本實用新型的技術方案6那樣，極限氧指數(shù)為22?26時，能夠提供一種能夠進一步強化本實用新型的技術方案I產(chǎn)生的上述作用效果的壓蓋填料。
[0024]本實用新型的技術方案2中，存在具有一個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)點的壓蓋填料。
[0025]另外，若具有一個部位以上的凹部的纖維存在50%以上時，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”，因此優(yōu)選。
[0026]此時，本實用新型的技術方案3中，從易保持含浸材料的觀點考慮時，優(yōu)選凹部的深度為0.4 μπι以上。
[0027]作為所使用的纖維，優(yōu)選如本實用新型的技術方案4那樣的具有丙烯酸系纖維的纖維。另外，如本實用新型的技術方案5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。
【附圖說明】
[0028]圖1是表示單纖維的剖面形狀的剖面圖。
[0029]圖2是表示纖維的剖面形狀、扁平率的圖。
[0030]圖3是表示泄漏試驗裝置的構(gòu)成的概要圖。
[0031]圖4是表示圖3中的泄漏試驗部分的詳細圖。
[0032]圖5是表示應力緩和試驗儀的示意圖。
[0033]圖6是表示摩擦試驗裝置的示意圖。
[0034]圖7是表示泄漏試驗以及摩擦試驗的各結(jié)果的圖表。
[0035]圖8是表示圖7所示的各試驗結(jié)果的曲線圖。
[0036]圖9是表不扁平率和含浸率以及應力緩和之間的關系的圖表。
[0037]附圖標記的說明
[0038]1:凹部；Y:紗線；
[0039]a:直線之間的間隔的最大值；b:直線之間的間隔的最小值；
[0040]f:扁平率；h:凹部的深度；
[0041]s:纖維；L1、L2:相互平行的兩條直線。
【具體實施方式】
[0042]下面，參考【附圖說明】本實用新型的壓蓋填料的實施方式。另外，下面將極限氧指數(shù)簡稱為LOI。
[0043](實施方式I)
[0044]本實用新型的壓蓋填料，其特征在于，其是對于加捻LOI為21?30的纖維而成的一個或多個紗線進行捻紗或編織而構(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。
[0045]實施方式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。
[0046]首先，作為LOI的值e為21 < e < 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。
[0047]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，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。
[0048]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、醋酸乙稀醋、氯乙稀、偏氯乙稀、溴乙稀、偏溴乙稀、氟乙稀、偏氟乙稀等不飽和單體等。
[0049]進一步地，作為共聚的單體，可例舉:對磺苯基甲代烯丙醚(p-sulfophenylmetalIyl ether)、甲代稀丙橫酸(methalIyl sulfonic acid)、稀丙橫酸(allyl sulfonic acid)、苯乙稀橫酸(styrenesulfonic acid)、2_ 丙稀酰胺-2-甲基丙橫酸(2-acrylamido-2-methylpropane Sulfonic acid)、以及它們的堿金屬鹽等。
[0050]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小時至10小時的方法。
[0051]接著，對于纖維的扁平率進行說明。
[0052]如上所述，實施方式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)。
[0053]即，若是具有圖2所示的蠶豆狀剖面形狀的纖維s時，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，此時的扁平率f= (a/b)。
[0054]作為上述的扁平率f，若存在1.1 < f < 4的纖維時，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，能夠確切得到上述的作用效果V、z，因此優(yōu)選。
[0055]例如，若構(gòu)成紗線Y的纖維數(shù)為100條時，含有50條以上的扁平率f為
1.1 ^ f ^ 4的纖維。
[0056]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)具有一個部位以上的凹部I的纖維(蠶豆狀)。若存在具有一個部位以上的凹部I的纖維時，能夠?qū)嵸|(zhì)上發(fā)揮上述作用效果W，并且，具有一個部位以上的凹部的纖維存在50%以上時，能夠確切得到上述作用效果《，因此優(yōu)選。
[0057]纖維s的剖面形狀可以是呈葫蘆型等的具有兩個部位以上的凹部I。如圖2所示，從有效地通過凹部I保持含浸材料的觀點考慮時，凹部I的深度h優(yōu)選h彡0.4 μπι。進一步優(yōu)選的是h彡0.6 μ m。
[0058]雖然省略了圖示，但是，在沒有凹部(凹)的剖面形狀的纖維中，其扁平率f是
l.0SfSl.7，且只能以曲線形成剖面形狀。另外，對于蠶豆狀等具有一個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。
[0059]纖維(單纖維)s的剖面的直徑為17±3 μπκ長度為128±20 μπι。另外，纖度為2旦尼爾。紡紗(紡績)纖維而構(gòu)成的單紗是，在初捻(下?lián)?9 )90