CN101300381B - 纱线以及压盖填料 - Google Patents

Abstract

对以膨胀石墨作为基材的纱线加以改善，以使其具有在通常的弯曲加工中膨胀石墨不会露出的充分的柔软性，由此确保在为了制造压盖填料而进行捻制加工或编织时不会发生局部膨胀石墨的脱落。在对直径为0.1mm的铬镍铁耐热合金线(2)进行编织或扭绞而制成的筒状部件(3)内，填充纤维状膨胀石墨(4)，由此形成压盖填料用纱线(1)，其中，所述纤维状膨胀石墨(4)具有宽度w除以厚度t的纵横比(h＝w/t)被设定为1～5的截面面。

Description

纱线以及压盖填料

技术领域

本发明涉及纱线以及压盖填料，详细地说，涉及在编织型压盖填料或带状垫片、耐火织物等中使用的纱线以及利用该纱线制成的压盖填料。

背景技术

作为与用于流体机械的轴封部等的压盖填料或在压盖填料中使用的纱线(编织用线)相关的现有技术，如专利文献1或专利文献2所示，已知有将膨胀石墨用作基材的技术。在这些专利文献1，2中，披露了在通过编织或扭绞(针织或编织等)纤维材料制成的筒状部件内填充长条形膨胀石墨片，从而形成用作压盖填料的纱线。另外，通过使用多根以上述方式形成的纱线的捻制加工或编织(例如：通过8根编织用线形成的8角形编织)，制成压盖填料。

利用具有这种结构的膨胀石墨制纱线的现有技术的意图为，由于用增强线材进行针织等二覆盖膨胀石墨基材的外周，因此，在编织多根这种纱线以制造压盖填料时，对于在各个纱线上产生的拉伸力或扭转力而言，通过编织或扭绞增强线材而形成的筒状部件来抵抗上述拉伸力或扭转力，从而防止处于该筒状部件内的膨胀石墨基材的断裂。

专利文献1：JP特开昭63-1863号公报

专利文献2：JP特公平6-27546号公报

但是，在通过利用由这些现有技术形成的纱线的编织而制造压盖填料时，有时会发生部分膨胀石墨断裂并脱落以致在该部分上只存在增强纤维的不良情况。其原因如下，即，在为了捻制或编织纱线而使其弯曲或扭绞的情况下，筒状部件内的膨胀石墨片有不会跟随其弯曲或扭绞的部分。该部分会从形成筒状部件的纤维材料彼此之间露出。这种不良情况的起因在于纱线的最小弯曲半径不能达到充分小的缘故。

因此，若为了形成压盖填料而对膨胀石墨的一部分从纤维材料之间露出的状态的多根纱线进行捻制或编织时，伴随着纱线彼此之间的相互摩擦，会出现从纤维材料间露出的膨胀石墨被消除的不良情况。若产生上述不良情况，则在该缺陷部分，即膨胀石墨的脱落部分的密封性会降低，因此不理想。

发明内容

本发明的目的在于：通过进一步改进将作为基材的膨胀石墨填充在由编织或扭绞纤维材料形成的筒状部件内所制成的纱线，从而对以膨胀石墨作为基材的纱线加以改善以使其具有在通常的弯曲处理中不会产生膨胀石墨露出现象的充分的柔软性，能够确保在为了制造压盖填料而进行捻制或编织时不会发生局部膨胀石墨的脱落。另外，本发明的另一目的在于获得由所述得以改善的纱线形成的密封性优良的压盖填料。

本发明的技术方案1提供一种纱线1，其特征在于，该纱线1是通过将纤维状膨胀石墨4填充在由编织或扭绞纤维材料2而成的筒状部件3内形成，其中，所述纤维状膨胀石墨4具有纵横比h设定为1～5的截面，该纵横比h为宽度w除以厚度t的值。

本发明的技术方案2的特征在于，在技术方案1记载的纱线1中，所述界面的纵横比h被设定为1.0～3。

本发明的技术方案3的特征在于，在技术方案1或2记载的纱线1中，所述纤维状膨胀石墨的厚度t被设定为0.25mm～0.50mm。

本发明的技术方案4提供一种压盖填料5，其特征在于，聚集多根技术方案1～3中任意一项所述的纱线并对其进行捻制加工或编织而形成为带状。

发明效果

根据技术方案1的发明，作为填充在由编织或扭绞纤维材料形成的筒状部件内的膨胀石墨，采用了具有纵横比设定为1～5的截面的纤维状膨胀石墨，由此，能够确定作为纱线的最小弯曲(特别是宽度方向的弯曲)半径明显小于现有技术的产品(参见图4)。因此，为了对纱线进行捻制加工或编织而使纱线弯曲或扭绞的情况下，筒状部件内的膨胀石墨片能够充分跟随其弯曲或扭绞，从而能够消除从纤维材料彼此之间露出的现象，并在为了制造压盖填料而对多根纱线进行捻制或编织时，不会产生因纱线彼此之间相互摩擦而从纤维材料之间露出的膨胀石墨被消除的不良情况。因此，能够避免在压盖填料中因膨胀石墨的脱落引起的密封性能的降低。

结果，能够提供具有在通常的弯曲处理中膨胀石墨不会露出的充分的柔软性的、以膨胀石墨作为基材且性能得以改进的纱线，以确保在制造压盖填料而进行捻制或编织时不会产生部分膨胀石墨的脱落。另外，如技术方案4所述，通过聚集多根纱线并对它们进行捻制加工或编织而形成带状结构，能够确保不会产生因膨胀石墨的脱落引起的密封性能的降低，提供可长时间保持良好的密封性且得以改进的压盖填料。

根据技术方案2的发明，通过将纤维状膨胀石墨的纵横比设定为1～3，确认了所述最小弯曲半径大幅减小的事实，从而能够提供进一步强化了由技术方案1的发明产生的所述作用效果的纱线。在这种情况下，如技术方案3所述，若将纤维状膨胀石墨的厚度设定为0.25mm～0.50mm，则可以得到适于实际应用的理想的纱线。

附图说明

图1为显示纱线的大致制造方式的作用图。

图2为显示由图1的纱线编织形成的压盖填料的立体图。

图3为显示纤维状膨胀石墨的截面形状和尺寸比例的说明图。

图4显示纤维状膨胀石墨截面的宽度/厚度比例与最小弯曲半径的对比表。

图5显示纤维状膨胀石墨截面的宽度/厚度比例与最小弯曲半径的关系曲线图。

图6为显示压盖填料的使用例的主要部分的剖面图。

图7为显示纱线的以往成品与本发明成品的特性比较表。

其中，附图标记说明如下：

1    纱线

2    纤维材料

3    筒状部件

4    纤维状膨胀石墨

5    压盖填料

t  纤维状膨胀石墨的截面厚度

w  纤维状膨胀石墨的截面宽度

具体实施方式

下面，参照附图说明本实施例的纱线以及使用了该纱线的压盖填料的实施方式。图1为显示纱线制造状况的示意性说明图，图2显示了利用图1的纱线制成的压盖填料，图3为显示纤维状膨胀石墨的截面尺寸的放大图，图4，5显示了纤维状膨胀石墨的纵横比以及弯曲半径之间的关系数据，图6显示了压盖填料的使用例。

如图1所示，本发明的压盖填料用纱线(编织用线)1是在由纤维材料2编织而成的筒状部件3内填充纤维状膨胀石墨4而形成，所述纤维状膨胀石墨具有将由宽度除以厚度所得值的纵横比设定为1～5(1≤h≤5)的截面。如图3所示，上述纵横比h是在纤维状膨胀石墨4的截面尺寸中将宽度w用厚度t除而得到的值(h＝w/t)。另外，纤维状膨胀石墨4的截面形状例如也可以是长圆形或椭圆形等矩形以外的形状。

图4以及图5，是针对纤维状膨胀石墨4的厚度t为0.25mm，0.38mm，0.50mm的三种，纵横比h为1.5，2，3，4，5的五种共计15个样品(纱线1)，测量宽度方向的可弯曲半径而采集的数据。在此所说的“可弯曲的径”是指在不产生纤维状膨胀石墨4的切断、破裂的正常状态下能弯曲的最小半径。作为纤维状膨胀石墨4的使用方式，认为厚度t为0.25mm时适用于小径的压盖填料用纱线，厚度t为0.38mm时适用于普通型的压盖填料用纱线，厚度t为0.50mm时则适用于大径的压盖填料用纱线。

例如，在采用了截面形状的纵横比为10的具有扁平的截面形状的膨胀石墨的纱线中，当作用于其长度方向的拉伸力时，由于截面形状中长度方向的宽度尺寸较长，以致在其两端容易出现的应力异，因此，为了缓和其内部应力，随着拉伸力的作用，截面形状自然地变化为C型等的弯曲形状。然而，当填充在筒状部件内的状态下，由于膨胀石墨各个都圆，在物理上讲产生截面变化是困难的，因此，在以往的产品中，当拉伸力较强时不能缓和内部应力，由此，会发生断裂。于是，在本发明的纱线1中，如上所述，由于使用了截面形状的纵横比h在5以下的纤维状膨胀石墨4，由此，不需要伴随拉伸而向截面弯曲型的变化，即可缓和一定程度的内部应力，同时，相邻的纤维状膨胀石墨彼此之间的滑动液良好，因此，在私用上能够实现具有充分的弯曲性能的纱线1。

从图4的表或图5的曲线可以得知，若纤维状膨胀石墨4的纵横比h在5以下时，则能够获得实用上能够耐用的最小弯曲半径值，若纵横比h在3以下，则能够大幅减小最小弯曲半径。因此，优选纵横比h设定为1.0～3.0的范围(1.0≤h≤3.0)。当h为1时，若厚度为0.25mm则宽度也成为0.25mm，此时由于在物理上讲难以切断，因此，从切断作业的实际情况考虑，认为将纵横比h的下限设定为1是现实的。另外，根据图4，5的实验数据可知，采用纵横比h为1.5～3.0范围时的纱线1良好。

图2所示的压盖填料5，是将8根上述纱线1(多根纱线的一个例子)聚集在芯材S的周围(也可以没有芯材S)并对其进行捻制加工或编织(8角形编织)成带状的压盖填料，通过对其连续进行制圆并压缩成型，形成截面为矩形且整体形状为环型的环形压盖填料G。例如，如图6所示，压盖填料G以在转动轴6的轴向并排多个的方式设置在填料箱7中，并且，通过由填料按压件8向轴向按压，从而对转动轴6的外周面6a起到密封作用。

(实施例1)

实施例1的纱线采用以下方式制成。作为纤维材料2采用直径为0.1mm左右的铬镍铁耐热合金线(或不锈钢线等)，并通过编织(编结)而成的筒状部件3内，将多根具有厚0.38mm×宽1.0mm的矩形截面形状、且长度为200mm左右的纤维状膨胀石墨4，以将其端部相互错开20mm的方式压入而填充，形成截面形状为圆形(圆型)的纱线1。本实施例1的第一纱线1中，其纤维状膨胀石墨4的截面的纵横比h为h＝1.0/0.38≈2.63，另外，第一纱线1的重量为5g/m。

图2中显示了利用实施例1的纱线1制成的压盖填料5。该压盖填料5是用8根实施例1的纱线1进行编织(八角形编织)后，在表面涂布石墨，制成截面呈纵横均为8mm的正方形的压盖填料5。

(实施例2)

实施例2的纱线采用以下方式制成。将截面尺寸为厚度0.38mm、宽度1.0mm，且长度为200mm的纤维状膨胀石墨4，以将其端部相互错开30mm的方式集中在一起形成长形制品，并将该长形制品外周用筒状部件3覆盖，从而制作截面形状为圆形(圆型)的纱线1，其中，筒状部件3是用由线径为0.1mm的铬镍铁耐热合金线构成的纤维材料2编织而成，制成。在本实施例2的第二纱线1中，其纤维状膨胀石墨4的纵横比h为h＝1.0/0.38≈2.63，另外，第二纱线1的重量为4g/m。

利用8根本实施例2的纱线1进行编织后，在其表面涂布石墨，制成截面呈纵横均为6.5mm的正方形的压盖填料5(参见图2)。

作为参考，在图7中显示了本发明的上述实施例1，2的纱线与以往结构的以往产品1～5的纱线的特性比较表。以往产品的大致结构如下所述。以往产品1的纱线具有层叠了多个窄幅的膨胀石墨片，并且用纤维增强其外周的结构。以往产品2的纱线具有将折叠宽幅的膨胀石墨带形成的带状体的外周，用纤维增强的结构。以往产品3的纱线具有折叠或加捻由纤维增强的宽幅的膨胀石墨带的结构。以往产品4的纱线具有用纤维进一步增强以往产品3的纱线外周的结构。以往产品5的纱线具有在由纤维形成的筒状部件内填充长方块状的膨胀石墨片的结构。

由图7的特性比较表明确可知：实施例1，2的纱线的伸长率明显优于以往产品1～5中的任意一种，得到了高水平的纱线。

从以上内容可知，本发明的纱线1以及由其形成的压盖填料5具有以下优点：1，通过改变纤维状膨胀石墨的聚集根数，可以制出任意尺寸的纱线；2，纤维状膨胀石墨彼此间滑动良好，因此，膨胀石墨不会断裂，同时伸长率较大；3，由于纤维束的截面易变形为圆形，因此，与增强材料的附着性良好，并且，易于弯曲；4，由于部使用长形材料，因此，易于生产；5，无需粘结剂就能制造纱线。

Claims (3)

1.一种纱线，其是在通过编织或扭绞纤维材料所形成的筒状部件内，以将纤维状膨胀石墨的端部相互错开20mm或30mm的方式，填充纤维状膨胀石墨而形成，其中，所述纤维状膨胀石墨的长度为200mm，并且具有纵横比设定为1～5的截面，该纵横比为所述纤维状膨胀石墨的宽度除以厚度的值，并且所述纤维状膨胀石墨的厚度设定为0.25mm～0.50mm。

2.根据权利要求1所述的纱线，其中，上述纵横比设定为1～3。

3.一种压盖填料，其是通过聚集多根权利要求1或2所述的纱线，并对其进行捻制加工或编织而形成为带状的压盖填料。

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