JPH04224371A - グランドパッキング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポンプ、バルブなどの
回転軸の密封に用いられるグランドパッキングに関する
。

【０００２】

【従来の技術】ポンプ、バルブなどの回転軸のグランド
部を密封するために用いられるグランドパッキングは優
れたシール性と、良好なしゅうどう特性、優れた耐熱性
が要求される。

【０００３】このようなグランドパッキングの材料とし
て、今日では有機繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ロック
ウール等が用いられているが、これらの材料を用いて製
造されるグランドパッキングは、各々材料の特性に応じ
て、加工性、柔軟性、シール性、耐熱性、及び価格等に
一長一短がある。このような材料のなかで、ロックウー
ルは低価格で耐熱性に優れた材料として知られており、
ロックウール製グランドパッキングはロックウールを含
む糸を編み組して製造されている。

【０００４】ところがこのロックウールは繊維長が短く
柔軟性に乏しいため、単独では紡糸できない。このため
従来、ロックウール製グランドパッキングに用いられる
糸はロックウールと多量の綿あるいはレーヨン、芳香族
ポリアミド繊維とを混紡して製造されていた。

【０００５】しかしながら、このような従来のロックウ
ール製グランドパッキングはロックウールの耐熱性が優
れているにもかかわらず、多量の綿、レーヨン或いはポ
リアミドを含むため全体としての耐熱性に劣り、ロック
ウールの特性が十分に発揮されていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はロックウール
製グランドパッキングの製造において、綿、レーヨン或
いは芳香族ポリアミドを用いることなく、耐熱性、シー
ル性、しゅうどう特性に優れ、かつ加工性の良好なロッ
クウール製グランドパッキングを得ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記目的を
解決するために鋭意研究を行った結果、ロックウールと
ポリイミド樹脂よりなるポリイミド繊維との混紡糸が編
組されてなるロックウール製グランドパッキングが上記
目的を達成するのに有効な手段であることを見いだし、
本発明を完成させた。

【０００８】すなわち本発明は、 １）ロックウール８０〜２０重量％と、ポリイミド繊維
２０〜８０重量％とを含む混紡糸が編組されてなること
を特徴とするグランドパッキング。 ２）ポリイミド繊維が下記式（化２）

【０００９】

【化２】

【００１０】〔式中、Ｒは炭素数２以上の脂肪族基、環
式脂肪族基、単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、芳
香族基が直接または架橋員により相互に連結された非縮
合多環式芳香族基からなる群より選ばれた４価の基を表
わす。〕の繰り返し単位で示されるポリイミド樹脂より
なる請求項１記載のグランドパッキングである。

【００１１】本発明で用いられるロックウールは、玄武
岩、安山岩などの化成岩を加熱溶融し、この溶融物に空
気、または空気及び水蒸気を吹き付けてこれを飛ばすこ
とにより、繊維化して得られ、耐熱性に優れている。

【００１２】このようなロックウールは、混紡糸中、通
常８０〜２０重量％、好ましくは７０〜５０重量％の量
で用いられる。

【００１３】本発明で用いられるポリイミド繊維は前記
式（化２）の繰り返し単位からなるポリイミド樹脂を紡
糸することにより得られる。本発明に用いられるポリイ
ミド樹脂に関しては、特開昭６４−９２２６、６４−９
２２７、特開平１−２２１４２８、特願昭６３−３１６
１２２、６３−３２６３１２、６３−３３４６５６など
に詳細に記されている。

【００１４】即ち、ジアミン成分としてビス〔４−｛４
−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ｝フェニル〕ス
ルホンを用い、これと一種以上のテトラカルボン酸二無
水物を重合させて得られるポリアミド酸を、さらに脱水
環化させて得られるポリイミドである。

【００１５】このようなポリイミド樹脂よりなるポリイ
ミド繊維は、ポリイミドの耐熱性、強度等により異なる
が、混紡糸中通常２０〜８０重量％、好ましくは３０〜
５０重量％の量で用いられる。ロックウールとポリイミ
ドとを上記した量で用いることにより、耐熱性が優れた
混紡糸を得ることができる。すなわちポリイミド繊維が
２０重量％より少ないと紡糸が困難となり、８０重量％
を越えると機械強度が低下する傾向がある。

【００１６】本発明に係わるグランドパッキングは、こ
のようなロックウールとポリイミド繊維とを含む耐熱性
が優れた混紡糸を編組してなる。

【００１７】以下に本発明に係わるグランドパッキング
の好ましい製造法について説明する。ポリイミド樹脂よ
りポリイミド繊維を製造する方法は、特開昭６３−２１
１３１９に詳しく記載されている。

【００１８】混紡糸は、ポリイミド繊維とロックウール
とを混合し、縒りをかけることにより製造できる。この
ようにして得られた混紡糸は、編組する前に各種潤滑剤
処理を施されることが好ましい。

【００１９】即ち、例えばポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）、コロイダルグラファイト等の固体潤滑剤
（ａ）の水性ディスパージョン浸漬した後、流動パラフ
ィン、シリンダオイル、マシンオイル、ペトロラクタム
等の鉱物系潤滑剤に浸漬される。

【００２０】これらの潤滑剤処理により混紡糸には、混
紡糸５０〜９０重量％に対し、５〜４０重量％の固体潤
滑剤（ａ）の水性ディスパージョンと、５〜３０重量％
の鉱物系潤滑剤が含浸されることが好ましい。

【００２１】固体潤滑剤の水性ディスパージョンを含浸
させることにより、固体潤滑剤の自己潤滑作用により摩
擦係数を減少させることができるほか、グランドパッキ
ングの気密性、耐熱性、及び潤滑油の保持力を向上させ
ることができる。また、上記した範囲の量の鉱物系潤滑
油を含浸させることにより、グランドパッキングの摩擦
係数を減少させることができる。

【００２２】本発明に係わるグランドパッキングは、こ
の混紡糸を編組により八つ編み、格子編み、あるいは袋
編みにし、紐状に編組して製造することができる。紐状
に編組されて得られたグランドパッキングは、更に潤滑
剤処理されることが好ましい。

【００２３】この潤滑剤処理では、例えば紐条グランド
パッキングはＰＴＦＥ、コロイダルグラファイト等の固
体潤滑剤（ａ）の水性ディスパージョンに浸漬された後
、流動パラフィン、シリンダオイル、マシンオイル、ペ
トロラクタム等の鉱物系潤滑油に浸漬され、次いで黒鉛
、マイカ、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤（ｂ）の水
性ディスパージョンに浸漬される。

【００２４】この潤滑剤処理により紐状グランドパッキ
ングには紐状グランドパッキン６０〜９４．９重量％に
対して、３〜３０重量％の固体潤滑剤（ａ）　の水性デ
ィスパージョンと、２〜２０重量％の鉱物系潤滑油と、
０．１〜２０重量％の固体潤滑剤（ｂ）の水性ディスパ
ージョンが含浸されることが望ましい。

【００２５】上記した範囲の量で固体潤滑剤（ａ）の水
性ディスパージョンと鉱物系潤滑油とを含浸させること
により混紡糸に潤滑剤処理を施した場合と同様の効果を
得ることができる。また、上記した範囲の量で固体潤滑
剤処理（ｂ）の水性ディスパージョンを含浸させること
によりグランドパッキングの摩擦係数をさらに減少させ
ることができる。

【００２６】本発明のロックウール／ポリイミド製グラ
ンドパッキングはポリイミド樹脂が熱可塑製を示すため
、金型内で圧縮成形して成形品として用いることもでき
る。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を合成例、実施例、比較例によ
り説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００２８】合成例１ 特開平１−２２１４２８に準拠し、ビス〔４−｛４−（
４−アミノフェノキシ）フェノキシ｝フェニル〕スルホ
ンと、無水ピロメリット酸及び無水フタル酸より、ポリ
イミド粉末を得た。

【００２９】このポリイミドのガラス転移温度は２８５
℃、融点は４２０℃（ＤＳＣによる）であった。次に、
このポリイミド粉末を用い、特開昭６３−２１１３１９
の実施例に準拠して４２０℃にて溶融紡糸し、ポリイミ
ド繊維を得た。

【００３０】実施例１ 合成例１で得られたポリイミド繊維３０重量％とロック
ウール７０重量％とから混紡糸を製造した。次いで、得
られた混紡糸について重量と引張強度とを測定した後、
電気炉で加熱温度を変えて１時間加熱処理した後、重量
と引張強度を測定し、加熱重量減少率Ｎ（％）と引張強
度保持率Ｓ（％）とを算出した。重量減少率Ｎ（％）は
以下の式（数１）によって算出される。

【００３１】

【数１】

【００３２】なお式（数１）中、Ｍ１は加熱処理前の混
紡糸の重量であり、Ｍ２は加熱処理後の混紡糸の重量で
ある。また引張強度保持率Ｓ（％）は以下の式（数２）
により算出される。

【００３３】

【数２】

【００３４】なお式（数２）中、Ｔ１は加熱処理前の混
紡糸の引張強度であり、Ｔ２は加熱処理後の混紡糸の引
張強度である。電気炉での加熱温度を１００℃、２００
℃、３００℃、４００℃とした場合に得られた結果を表
１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】比較例１、２ 市販のメタ系ポリアミド繊維３０重量％とロックウール
７０重量％とから実施例１と同様に混紡糸を製造した。 また３０重量％の綿と７０重量％のロックウールから同
様に混紡糸を製造した。これらの混紡糸に関して実施例
１と同様に重量と引張強度を測定した後、電気炉で加熱
温度を変えて１時間加熱処理した後、重量と引張強度と
を測定し、加熱重量減少率Ｎ（％）と引張強度保持率Ｓ
（％）とを算出した。電気炉での加熱温度を１００℃、
２００℃、３００℃、４００℃とした場合に得られた結
果を表２に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】実施例２ 実施例１で得られた混紡糸を用いてグランドパッキング
を製造した。まず、混紡糸をＰＴＦＥの水性ディスパー
ジョンと流動パラフィンとに順次浸漬した。得られた潤
滑処理混紡糸は、混紡糸８０重量％に対して１５重量％
のＰＴＦＥの水性ディスパージョンと５重量％の流動パ
ラフィンを含んでいた。

【００３９】この潤滑処理混紡糸を八つ編みに編組して
紐状のグランドパッキングを製造し、次いでこの紐状グ
ランドパッキングを更にＰＴＦＥの水性ディスパージョ
ン、流動パラフィン、黒鉛の水性ディスパージョンに順
次浸漬した。得られた潤滑処理グランドパッキングは、
混紡糸８５重量％に対し、ＰＴＦＥ水性ディスパージョ
ン５重量％と流動パラフィン５重量％及び黒鉛水性ディ
スパージョン５重量％とを含んでいた。

【００４０】このグランドパッキングを切断し、金型内
で圧縮成形することにより、内径１００　ｍｍ、外径１
２５ｍｍ、高さ１２．５ｍｍの成形品を製造した。　　
この成形品を回転ポンプの回転軸グランド部（回転軸径
１００ｍｍ、グランド部内径１２５ｍｍ）に４個装着し
、このポンプで水を圧送した時の回転数（周速度）と水
圧に対する水の最小漏れ量を測定した。　　得られた結
果を表３に示す。

【００４１】比較例３、４ 比較例１、２で得られた混紡糸を用いて実施例２と同様
にして成型品を得た。次いで、この成形品を用いて実施
例２と同様にして水の最小漏れ量を測定した。得られた
結果を実施例２の結果と併せて表３に示す。

【００４２】

【表３】

【００４３】合成例２ 特開平１−２２１４２８に準拠し、ビス〔４−｛４−（
４−アミノフェノキシ）フェノキシ｝フエニル〕スルホ
ンと、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物及び無水フタル酸より、ポリイミド粉末を得
た。　　このポリイミドのガラス転移温度は２６１℃で
あった。次に、このポリイミド粉末を用い、特開昭６３
−２１１３１９の実施例に準拠して３８０℃にて溶融紡
糸し、ポリイミド繊維を得た。

【００４４】合成例３ 特開平１−２２１４２８に準拠し、ビス〔４−｛４−（
４−アミノフェノキシ）フェノキシ｝フェニル〕スルホ
ンと、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル
二無水物及び無水フタル酸より、ポリイミド粉末を得た
。　　このポリイミドのガラス転移温度は２３５℃であ
った。次に、このポリイミド粉末を用い、特開昭６３−
２１１３１９の実施例に準拠して３６０℃にて溶融紡糸
し、ポリイミド繊維を得た。

【００４５】実施例３、４ 合成例２および３で得られたポリイミド繊維３０重量％
とロックウール７０重量％とから混紡糸を製造した。次
いで、得られた混紡糸について実施例１と同様に重量と
引張強度とを測定した後、電気炉で加熱温度を変えて１
時間加熱処理した後、重量と引張強度を測定し、加熱重
量減少率Ｎ（％）と引張強度保持率Ｓ（％）とを算出し
た。結果を表４に示す。

【００４６】

【表４】

【００４７】

【発明の効果】本発明に係わるグランドパッキングは、
耐熱性に優れたロックウールとポリイミド繊維とを含む
混紡糸を編組して製造されているため、耐熱性に優れて
おり、さらにシール性にも優れた極めて高性能なグラン
ドパッキングである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロックウール８０〜２０重量％と、ポリイ
   ミド繊維２０〜８０重量％とを含む混紡糸が編組されて
   なることを特徴とするグランドパッキング。
2. 【請求項２】ポリイミド繊維が下記式（化１）【化１】 〔式中、Ｒは炭素数２以上の脂肪族基、環式脂肪族基、
   単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、芳香族基が直接
   または架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香
   族基からなる群より選ばれた４価の基を表わす。〕の繰
   り返し単位で示されるポリイミド樹脂よりなる請求項１
   記載のグランドパッキング。