(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に凹溝を有し、編糸を含浸させるための含浸液に一部浸漬した状態で回転駆動される駆動ロールの上記凹溝と、この駆動ロールの上方に上下動自在に設けられた従動ロールとの間に、上記編糸を所定の速度で導入し、上記凹溝の底面と上記従動ロールとの間で上記編糸を挟み込んで、上記従動ロールの自重により上記従動ロールで上記編糸を押圧しながら上記駆動ロールに付着した上記含浸液を上記編糸に含浸させることを特徴とするグランドパッキン用編糸の含浸方法。
【請求項２】
編糸に含浸させるための含浸液を入れる含浸液槽と、
上記含浸液に一部浸漬した状態で回転駆動され、外周に凹溝を有する駆動ロールと、
この駆動ロールの上方に上下動自在に設けられ、当該駆動ロールの凹溝に導入される上記編糸を当該凹溝の底面との間で挟み込んで、自重により上記編糸を押圧する従動ロールと、
上記編糸を所定の速度で引っ張る引張り機とを備えたことを特徴とするグランドパッキン用編糸の含浸装置。
【請求項３】
上記駆動ロールが変速可能である請求項２に記載のグランドパッキン用編糸の含浸装置。
【請求項４】
外周に凹溝を有し、編糸に含浸させるための含浸液に一部浸漬した状態で回転駆動される駆動ロールの上記凹溝と、この駆動ロールの上方に上下動自在に設けられた従動ロールとの間に、上記編糸を所定の速度で導入し、上記凹溝の底面と上記従動ロールとの間で上記編糸を挟み込んで、上記従動ロールの自重により上記従動ロールで編糸を押圧しながら上記駆動ロールに付着した上記含浸液を含浸させたことを特徴とするグランドパッキン用編糸。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グランドパッキン用の編糸に含浸液を含浸させる編糸の含浸方法、含浸装置、および編糸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ポンプ、攪拌機、バルブ等の各種機器の軸封部に使用される紐状のグランドパッキン用の編糸には、シール性や潤滑性を向上させるために、例えば炭素繊維からなる編糸にテフロンディスパージョン等の目詰め剤を含浸させた編糸を用いている。
従来のこの目詰め剤の含浸工程について図７に基づいて簡単に説明する。図７に示すように炭素繊維等からなる編糸２２は、原糸リール２１より引き出されて目詰め剤の入れられた含浸液槽２３に数秒間浸された後、上ロール２４ａと下ロール２４ｂの一対で構成される絞り用ロール２４の押さえ込み面間に導入される。この絞り用ロール２４によって編糸２２に余分に付着した目詰め剤をしごき落とした後、編糸２２は乾燥炉２５に導入されて乾燥される。その後、ガイドローラ２６を介して巻取りリール２７で巻き取っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の含浸方法では、絞り用ロール２４によって除去した目詰め剤が乾燥固化して、この絞り用ロール２４の押え込み面に徐々に滞積し続け、絞り用ロール２４の上ロール２４ａと下ロール２４ｂとの間隔を拡大してしまう。このため、絞り用ロール２４によって編糸２２に余分に付着した目詰め剤を除去する効果が徐々に減少して、編糸２２への目詰め剤の含浸率にばらつきが生じる。このとき、含浸率が高すぎるとパッキンがフローして隙間からはみ出し応力緩和が大きくなり、含浸率が低すぎると摺動抵抗低減効果が充分でない。また、最終的には目詰め剤を除去することができなくなるので、この絞り用ロール２４の滞積物を除去する作業が必要となる。
しかも、編糸２２を絞り用ロール２４で押え込んでいるため、編糸２２の結び目等の突起部が通過した場合に編糸２２が切れてしまうという問題もあった。
さらに、絞り用ロール２４によって除去した目詰め剤の一部は元の含浸液槽２３に戻るが、絞り用ロール２４に付着した滞積物は廃棄物として処理する必要があるので、資源の無駄遣いを生じているとともに、処理経費がかさんでいた。
本発明は上記の事情に鑑みて提案されたものであって、編糸に含浸液を均一に含浸することができる編糸の含浸方法、編糸の含浸装置、および編糸を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、外周に凹溝を有し、編糸に含浸させるための含浸液に一部浸漬した状態で回転駆動される駆動ロールの上記凹溝と、この駆動ロールの上方に上下動自在に設けられた従動ロールとの間に、上記編糸を所定の速度で導入し、上記凹溝の底面と上記従動ロールとの間で上記編糸を挟み込んで、上記従動ロールの自重により上記従動ロールで編糸を押圧しながら上記駆動ロールに付着した上記含浸液を上記編糸に含浸させるという方法を採用している（請求項１）。
【０００５】
具体的には、編糸に含浸させるための含浸液を入れる含浸液槽と、上記含浸液に一部浸漬した状態で回転駆動され、外周に凹溝を有する駆動ロールと、当該駆動ロール上方に上下動自在に設けられ、当該駆動ロールの凹溝に導入される上記編糸を当該凹溝の底面との間で挟み込んで、自重により上記編糸を押圧する従動ロールと、上記編糸を所定の速度で引っ張る引張り機とを備えたグランドパッキン用編糸の含浸装置で実現している（請求項２）。
【０００６】
本発明においては、駆動ロールを含浸液に一部浸漬した状態で一定の速度で回転させることにより、駆動ロールの凹溝に常に一定量の含浸液を付着させることができる。そして、この駆動ロールと従動ロールとの間に編糸を導入して駆動ロールに付着した含浸液を編糸に含浸させているので、常に一定量の含浸液を編糸に均一に含浸させることができる。また、駆動ロールの凹溝に導入された編糸は、従動ロールによって押圧されて圧縮されるので、押圧より開放されて元の形状に復元する際に駆動ロールの凹溝に付着した含浸液を吸収し、編糸の内部まで含浸液が含浸される。また、上記駆動ロールは変速可能にしておくのが好ましく（請求項３）、この場合、必要に応じて編糸への含浸率を変化させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る編糸の含浸装置の一実施形態を示す概略図であり、図２はこの編糸の含浸装置に用いられている駆動ロールおよび従動ロールの断面図である。以下、図に基づいてこの編糸の含浸装置の構成について説明する。
図１、２に示すように上記編糸の含浸装置１は、主に、上流部に原材料糸となる炭素繊維からなる編糸２を供給する原糸リール３、編糸２を所定位置に導くガイドローラ１０、１１、編糸２に含浸液Ａを含浸させるための駆動ロール４および従動ロール５、含浸液Ａを貯留する含浸液槽６、含浸液Ａが含浸された編糸２を乾燥させるための乾燥炉７、編糸２を一定の速度で引っ張る引張り機８、編糸２を巻き取る巻取りリール９を備えている。
【０００８】
駆動ロール４は、含浸液槽６に所定量の含浸液Ａが貯留された状態おいて、下部側の一部のみが浸漬するように、この含浸液槽６の上方に設けられている。この駆動ロール４には、図２に断面を示すように、」外周に沿って凹溝４ａが形成されているとともに、中心には駆動軸４ｂが設けられている。この駆動軸４ｂは駆動部（図示しない）に接続されており、駆動ロール４を一定所定の速度で回転させている。この駆動部は、変速機構を備えており、駆動ロール４の回転数を変更可能である。
【０００９】
従動ロール５は駆動ロール４の上方に設けられており、その中心に設けられた回転軸５ａの回りに回転自在である。また、上記回転軸５ａは従動ロール５を上下動可能なように、図示しないフレームに上下動自在に保持されている。さらに、上記従動ロール５は、駆動ロール４の凹溝４ａに導入される編糸２を、当該凹溝４ａの底面との間で挟み込んで、その自重により編糸２に圧力をかけるようになっている。
【００１０】
なお、駆動ロール４に形成される凹溝４ａの形状は、図２に示すような溝底面が平面である形状に限られるものではなく、例えば図４に示すような溝底面が曲面である形状（図４(a)）、溝底面がテーパ状に狭くなる形状（図４(b)）等であっても構わない。また、従動ロール５の形状についても同様に図２に示すような外周面が平面である形状に限られるものではなく、例えば図４に示すような外周面が曲面である形状（図４(c)）、外周面がテーパ状に狭くなる形状（図４(d)）等であっても構わない。さらに、この各形状の駆動ロール４と従動ロール５の組み合わせも適宜選択することが可能である。ただし、駆動ロール４の外周に凹溝４ａを形成しない場合、この駆動ロール４に付着する含浸液Ａの付着量は少なくなる。
また、本実施の形態では駆動ロール４および従動ロール５がそれぞれ１つの場合を示しているが、通常は駆動ロール４と従動ロール５とが複数対設けられて複数の編糸２に対して同時に含浸が行われる。
【００１１】
次に、上記編糸の含浸装置１を用いて編糸２へ含浸液Ａを含浸させる工程について説明する。
原糸リール３より供給される編糸２は、ガイドローラ１０によって駆動ロール４と従動ロール５との間に導入される。ここで、編糸２は引張り機８によって一定の速度で移動している。
一方、駆動ロール４は含浸液Ａに一部浸漬した状態で回転しており、含浸液Ａより脱した後も表面張力により図３に示すように含浸液Ａが駆動ロール４の凹溝４ａに付着している。この状態の駆動ロール４の凹溝４ａに導入された編糸２は、従動ロール５によって押圧されて圧縮されることになる。編糸２はこの従動ロール５による押圧より開放されて元の形状に復元する際に、上記のように駆動ロール４の凹溝４ａに付着した含浸液Ａを吸収し、編糸２の内部まで含浸液Ａが含浸されることになる。ここで、従動ロール５を備えない場合は、含浸液Ａは編糸２の表面に付着するだけで編糸２の内部まで含浸しない。なお、前記駆動ロール４の周速は、通常、編糸２の移動速度よりも遅くなるように設定されている。
【００１２】
次に、含浸液Ａが含浸された編糸２は、乾燥炉７に導入され乾燥が行われる。この乾燥炉７の内部では、複数のロール７ａに巻き掛けられて、乾燥炉７の内部での滞留時間が確保される。その後、編糸２はガイドローラ１１、引張り機８を介して巻取りリール９に巻き取られる。
編糸２への含浸液Ａの含浸率は、編糸２の移動速度に対する駆動ロール４の回転速度によって決まるので、駆動ロール４の回転数を変更して、編糸２の移動速度に対する相対速度を調整することによって、含浸液Ａの含浸率を変化させることができる。
【００１３】
以上のように、駆動ロール４を含浸液Ａに一部浸漬した状態で一定の速度で回転させているので、駆動ロール４の凹溝４ａには常に一定量の含浸液Ａが付着することになる。そして、この付着した含浸液Ａを編糸２に含浸させているので、常に一定量の含浸液Ａを編糸２に含浸させることができる。よって、編糸２に含浸液Ａを均一に含浸することができ、品質の向上および安定を図ることができる。なお、編糸２に含浸されることなく駆動ロール４の凹溝４ａ内に残留した余剰の含浸液Ａは、含浸液槽６の内部に再び導入されて、当該内部の含浸液Ａと混合されるので、凹溝４ａ内において余剰の含浸液Ａが固まるおそれがない。
【００１４】
［実施例］
原材料糸となる編糸２に短繊維を製糸して一本とした炭化繊維を、含浸液Ａとしてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）Ｄ−１を９９重量％、プロハイトＡＳを１重量％含む溶液を用いて、上記実施の形態に示す編糸の含浸方法で含浸を行った。この場合の運転時間の経過に伴う編糸２の乾燥後の糸重量（ｇ／５ｍ）の推移を図５に示す。
ここで、糸の直径１．８〜２．０ｍｍに対して、駆動ロール４の凹溝４ａの溝巾寸法Ｂ（図２参照）は２．６ｍｍと編糸の結び目が通過できる巾である。また、凹溝４ａの深さ寸法Ｈ（図２参照）は８ｍｍと従動ロールが編糸の結び目を乗り越える際に外れない深さである。さらに、糸速１０ｍ／minに対して、駆動ロール４の周速は１．４ｍ/minであり、乾燥条件は乾燥炉内滞留距離で２５ｍである。
ここでは、乾燥後の糸重量によって含浸液Ａが編糸にどの程度含浸されたかを観察している。
【００１５】
次に、比較例として従来の方法で上記と同じ編糸、含浸液Ａを用いて含浸を行った場合の運転時間の経過に伴う編糸の乾燥後の糸重量（ｇ／５ｍ）の推移を図６に示す。なお、糸速２ｍ/minで、乾燥条件は乾燥炉内滞留距離で5ｍであり、絞り用ロールの滞積物の除去は、３０分から１時間毎に1回程度行った。
比較例では、図６に示すように乾燥後の糸重量が要求される上限値である５．２ｇ／５ｍを超えている部分が相当多くなっている。これに対して実施例では、図５に示すように乾燥後の糸重量が要求される上記上限値と下限値である４．２ｇ／５ｍとの間で推移している。さらに、実施例では比較例に比べ乾燥後の糸重量の変化率も少ないものとなっている。なお、グランドパッキン用編糸としての好適な含浸率は、２５〜４０重量％である。含浸率が２５重量％を下回ると目詰め効果が乏しく、含浸率が４０重量％を上回ると過摺動による発熱や成形寸法のばらつきが生じやすい。
【００１６】
なお、上記実施例では、編糸２として炭素繊維を使用しているが、これに限られるものではなく、例えばアラミド繊維や膨張黒鉛繊維、耐炭化繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、フッ素樹脂系繊維等であっても構わない。また、含浸液Ａとしてポリテトラフルオロエチレンを用いているが、これに限られるものではなく、例えばタービン油等の鉱油系潤滑剤、シリコーンオイル、パラフィンワックス、接着剤等の通常パッキンに使われる潤滑剤であっても構わない。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る編糸の含浸方法および装置では、駆動ロールを含浸液に一部浸漬した状態で一定の速度で回転させて、駆動ロールの凹溝に付着した含浸液を編糸に含浸させているので、常に一定量の含浸液を編糸に含浸させることができる。また、駆動ロールの凹溝に導入された編糸は、従動ロールによって押圧されて圧縮されるので、押圧より開放されて元の形状に復元する際に駆動ロールの凹溝に付着した含浸液を吸収し、編糸の内部まで含浸液が含浸される。よって、編糸に含浸液を均一に含浸することができ、品質の向上および安定を図ることができる。また、駆動ロールを含浸液に一部浸漬した状態で回転させているので、駆動ロールに付着した含浸液は固まらず、編糸に余分に付着した含浸液をしごき落としていた従来の方法に比較して廃棄物の量が減少し、廃棄物の処理費用の低減および資源保護にもつながる。また、従来のような滞積物を除去する作業が必要でなくなるので、無人運転が可能となり、夜間電力を使用して生産することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る編糸の含浸装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】上記編糸の含浸装置に用いる駆動ロールおよび従動ロールの断面図である。
【図３】上記駆動ロールへの含浸液の付着状態を説明図である。
【図４】上記駆動ロールおよび従動ロールの他の実施形態を示す断面図である。
【図５】上記編糸の含浸装置の運転時間の経過に伴う編糸の乾燥後の糸重量の推移を示すグラフである。
【図６】従来の編糸の含浸装置の運転時間の経過に伴う編糸の乾燥後の糸重量の推移を示すグラフである。
【図７】従来の編糸の含浸装置の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
Ａ    含浸液
１    編糸の含浸装置
２    編糸
３    原糸リール
４    駆動ロール
４ａ  凹溝
５    従動ロール
６    含浸液槽
７    乾燥炉
８    引張り機
９    巻取りリール
１０、１１  ガイドローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003704477.tif 000008