JPH0368262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は流体を密封するためのパツキン、例え
ばグランドパツキン、シートガスケツト伸縮継手
の基布等に関する。 従来より、耐熱性に優れたパツキンの材料とし
てはアスベストが広く知られているが、近時これ
に代わる材料としてアクリロニトリル糸を使用
し、これを耐炎化処理したものが使用されるよう
になつて来た。 しかして、このようなアクリロニトリル糸は、
一般にその繊維径が15.6μｍ〜24.6μｍ（２デニー
ル〜５デニール）のものを使用しているためパツ
キンとなした場合にはどうしてもその内部に多く
の空隙が発生してしまう。そのため、従来のアス
ベストと同等のシール性能を得るためには多量の
目詰め材を必要としていた。ところが、この目詰
め材はポリ四弗化エチレン樹脂を使用する場合が
多いから、非常にコストがアツプされてしまう欠
点があつた。 しかも、このポリ四弗化エチレン樹脂を多量に
含むパツキンでは、その内部が固着された形とな
るので、該パツキンの編組構造特有の柔軟さが失
なわれてしまい、軸との密着性が悪くなるという
欠点があつた。そこで、かかる柔軟さを保持する
ために、パツキン内部の空隙には前記ポリ四弗化
エチレン樹脂の他に液体潤滑剤等も介在させて、
これら２種以上の潤滑材でもつて処理することが
一般に行なわてれいたが、しかしこのようにする
と、パツキンの耐熱性が劣ることのみならず、高
条件下のポンプに使用した場合、パツキン内部の
潤滑剤が流出し易くなり、パツキンの重量が減少
して軸との接触力が低下し、シール性能が不安定
になるという欠点があつた。 ところで、上述のような欠点をすべて解消でき
る手段として、前記アクリロニトリル糸の繊維径
を極細のもの（繊維径として、0.5μｍ〜10μｍの
範囲にあるアクリロニトリル糸）にしてパツキン
内部の空隙を減少させ、これによりポリ四弗化エ
チレン樹脂の使用量を減少させて、パツキンの柔
軟性を保持し、かつパツキンの重量減少も防止し
てシールの安定化を図ることが知られているが、
この場合次のような理由によつて実用化されてな
いのが現状である。 すなわち、繊維径の極細のアクリロニトリル糸
を使用すると、これを耐炎化処理するとき、前記
各アクリロニトリル糸が相互に融着したり、或い
は急激に酸化反応が進行して燃焼に至る部分と不
充分な酸化によつて耐炎化されない部分とが各部
において混在したりして、結局のところパツキン
としての熱的特性、機械的特性が不均一になり易
く、満足なシール性能が得られないのが現状なの
である。 なお、極細の繊維を材料とした場合に発生する
上記欠点に対しては熱処理前に機械的に開繊（繊
維間に隙間を発生させる）したり、或いは加熱温
度を数段階に分けかつ昇温速度を遅くする方法が
報告されているが、いずれもコストアツプになり
パツキン用としては適用していなかつた。 本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、パツキン材料に
極細のアクリロニトリル糸を使用することによつ
て、ポリ四弗化エチレン樹脂の使用量を減少させ
て、柔軟性を良好にさせると共に重量減少の防止
化やコストの低減化を達成させ、しかもこのよう
に極細のアクリロニトリル糸を使用してもこの耐
炎化処理時に融着等せず、耐熱性、シールの安定
性とも満足のいけるものが得られるパツキンを提
供するものである。 本発明は、上記目的を達成するために、繊維基
材を多数本で緊密に集束して編糸となし、この編
糸を編組してパツキン本体を形成しているパツキ
ンにおいて、前記繊維基材はその繊維径を0.5μｍ
〜1.0μｍの極細のアクリロニトリル糸で構成し、
かつその極細のアクリロニトリル糸で緊密に集束
された編糸にはアクリロニトリル糸の各表面にポ
リ四弗化エチレン樹脂を付着させて各アクリロニ
トリル糸の相互間を開繊し、さらにこの編糸は温
度200〜400℃にて２〜10時間加熱処理したものを
用いるのである。 以下、本発明に係る一実施例を図面を参照して
説明すると、 図中１は一般に極細の繊維と称されるところの
繊維径が0.5μｍ〜10μｍの範囲のアクリロニトリ
ル糸である。このような繊維径のアクリロニトリ
ル糸を用いたのは、0.5μｍ未満のものは現在市販
されておらず、また10μｍを超えるものはパツキ
ンとなしたとき従来の欠点である空〓の発生影響
が大となりシール性が悪くなるからである。 このアクリロニトリル糸１は多数本を緊密に集
束して予備編糸本体を形成し、この予備編糸本体
をポリ四弗化エチレン樹脂２を含む溶液中に含浸
させて、該予備編糸本体の各アクリロニトリル糸
１の表面に前記ポリ四弗化エチレン樹脂２を付着
させ、これにより前記予備編糸本体の各アクリロ
ニトリル糸１が相互に付着しないように独立的な
状態で開繊させる（第２図、第３図参照）。そし
て、この状態の予備編糸本体を耐炎化処理すべ
く、温度を200℃〜400℃にて２〜10時間加熱処理
して第４図に示す編糸３となしている。このよう
に温度を200〜400℃にしたのは、200℃未満では
アクリロニトリル糸の熱減量の変化がみられず、
つまりアクリロニトリル糸が炭化されず、400℃
を超えるとアクリロニトリル糸の熱減量が激しく
なり、酸化喪失する傾向が大となつて、スムーズ
な熱処理ができなくなるからである。また加熱時
間は編糸の太さに起因する要因であるが、上記温
度で２〜10時間加熱すれば、アクリロニトリル編
糸３を内部まで十分に熱処理できるからである。
そうして、この耐炎化処理された編糸３を編組し
て第４図に示すようなパツキン本体４（本実施例
の場合はグランドパツキン）を形成している。 なお、第４図におけるパツキン本体４は、角編
であるが、勿論格子編、より合せ等であつてもよ
い。 また、前記パツキン本体４は、前述の耐炎化処
理後に、補助材料として液体潤滑材（例えば流動
パラフイン、アシン油）、或いは固体潤滑剤（例
えば黒鉛、雲母、タルク）などを、その外部５，
５′と内部隙間６，６′に介在させるようにしても
よい。 このようにして得られたパツキン本体４は、従
来の通常の繊維径のアクリロニトリル糸からなる
パツキン本体に比して著しくシール性能が優れ、
かつ柔軟性も富み、さらにパツキンの重量減少も
ほとんどないものである。 ちなみに、本発明に係るパツキン本体４と従来
のパツキン本体とのパツキン静的特性を比較実験
してみたところ第５図に示すようなグラフの結果
を得た。この場合の本発明に係るパツキン本体
A₁とポリ四弗化エチレン樹脂を含有させず極細
のアクリロニトリル糸としたパツキンA₂および
従来のパツキン本体B₁，B₂とのテスト試料、お
よびテスト条件は下記の第１表および第２表の如
くである。 なお、この実験に使用したパツキン本体A₁，
A₂，B₁，B₂とも角編であつて内径が32mm外径が
48mmのリング体である。

【表】

【表】 この第５図のグラフの結果からもわかるよう
に、本発明に係るパツキン本体A₁は、同一テス
ト条件において従来のパツキン本体B₁よりも同
締付面圧に対する流体の漏洩量が著しく減少さ
れ、したがつて本発明に係るパツキン本体A₁の
方が極めてシール性能に優れていることが確認で
きる。 しかも、本発明に係るパツキン本体A₁と、ポ
リ四弗化エチレン樹脂を含有させないパツキン本
体A₂とを比較してみても、本発明に係るパツキ
ン本体A₁の方が著しく漏洩量が少なく、これは
本発明に係るパツキン本体A₁が極細アクリロニ
トリル糸を集束してこれにポリ四弗化エチレン樹
脂を付着させて開繊し、これを耐炎化処理したも
のを編糸としたことによる、シール性能の向上を
示すものである。 また、本発明に係るパツキン本体４と従来のパ
ツキン本体とのパツキン運転特性について比較実
験してみたところ第６図に示すようなグラフの結
果を得た。この場合の本発明に係るパツキン本体
Ａと従来のパツキン本体Ｂとのテスト試料、およ
びテスト条件は下記の第３表および第４表の如く
である。 なお、この実験に使用したパツキン本体は、前
述の実験で使用したパツキン本体と同様、本発明
Ａおよび従来Ｂとも角編で内径が32mm外径が48mm
のリング体である。

【表】

【表】 この第６図のグラフの結果からもわかるよう
に、本発明に係るパツキン本体Ａは従来のパツキ
ン本体Ｂよりも著しく漏洩量が減少していること
が確認できる。これは、本発明に係るパツキン本
体Ａの方が従来のパツキン本体Ｂに対してポリ四
弗化エチレン樹脂の含有率を約1/2で済ませられ
るから、パツキン本体の柔軟性は失なわれず、回
転軸との回転時における密着性が良好であること
を示しているものである。 しかも、上記実験で使用された本発明に係るパ
ツキン本体Ａと従来のパツキン本体Ｂとの重量減
少率（％）を調べてみたところ、第７図のグラフ
で示すような結果を得た。この結果からもわかる
ように、本発明に係るパツキン本体Ａのうち各パ
ツキン本体a₁，a₂，a₃，a₄（第８図参照）は従来
のパツキン本体Ｂのうち各パツキン本体b₁，b₂，
b₃，b₄（第９図参照）に比べて、常に各パツキン
本体a₁，a₂，a₃，a₄の重量減少率が一定してお
り、かつ重量減少率も従来の各パツキン本体b₁，
b₂，b₃，b₄よりも著しく小さいことから、本発明
に係るパツキン本体Ａの方がシール性能において
長期の安定性に優れていることが確認できるもの
である。 以上説明したように、本発明のパツキンは、上
述の各実験結果からも理解されるよう、従来のパ
ツキンに要していた高価な四弗化エチレン樹脂の
使用量を削減できるから、従来のパツキンよりも
大幅にコストを低減化できる。 しかも、本発明のパツキンは、従来のパツキン
よりもポリ四弗化エチレン樹脂の使用量を少なく
することができることにより、柔軟性を保持する
ことでき、したがつて軸との密着性も良好になつ
て、シール性能を向上させることができる。ま
た、このように柔軟性を保持することができるか
ら液体潤滑材等もパツキン本体に使用しなくて済
み、したがつてパツキンの垂量減少も防止されて
長期に亘るシール安定性を保持することができ
る。 また、従来ではパツキン本体を極細のアクリロ
ニトリル糸とする場合には特殊な方法でなければ
耐炎化処理時に前記極細のアクリロニトリル糸が
相互に融着して所望の耐熱性およびシール性が得
られなかつたが、本発明のように各アクリロニト
リル糸の表面にポリ四弗化エチレン樹脂を付着さ
せて各アクリロニトリル糸を相互に開繊し、この
開繊した編糸を温度200〜400℃にて２〜10時間加
熱処理するようにすれば極めて低コストでかつ各
アクリロニトリル糸が相互に融着することなく容
易に耐炎化処理できるものである。したがつて、
このように耐炎化処理された本発明のパツキン
は、パツキンとして必要な耐熱性を所望の通り得
ることができるとともに、シール性能も前述の通
り従来のパツキンよりも大幅に向上させることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は極細のアクリルニトリル糸を示す斜視
図、第２図は極細のアクリルニトリル糸の表面に
ポリ四弗化エチレン樹脂を付着させた状態を示す
斜視図、第３図は編糸の縦断面図、第４図はパツ
キンの縦断面図、第５図は「締付面圧対漏洩量」
の関係を示す比較実験のグラフ、第６図は「運転
時間対漏洩量」の関係を示す比較実験のグラフ、
第７図は四個並列させた各パツキンに対する重量
減少率を示す実験グラフ、第８図は本発明のパツ
キン本体を四個並列させた状態の一部を示す断面
図、第９図は従来のパツキン本体を四個並列させ
た状態の一部を示す断面図である。 １……極細のアクリロニトリル糸、２……ポリ
四弗化エチレン樹脂、３……編糸、４……パツキ
ン本体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 繊維基材を多数本で緊密に集束して編糸とな
   し、この編糸を編組してパツキン本体を形成して
   いるパツキンにおいて、前記繊維基材はその繊維
   径が0.5μｍ〜10μｍの極細のアクリロニトリル糸
   で構成されており、かつその極細のアクリロニト
   リル糸で緊密に集束された編糸にはアクリロニト
   リル糸の各表面にポリ四弗化エチレン樹脂が付着
   されて各アクリロニトリル糸の相互間が開繊され
   ており、さらにこの編糸は温度200〜400℃にて２
   〜10時間加熱処理されたものであることを特徴と
   するパツキン。