JP2000513053A - ガスケット紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 非アスベストガスケット紙は、４〜１５重量％のアラミド繊維パルプ、４〜１０重量％の高分子結合剤、６０〜９０重量％の無機ケイ酸塩、および２〜１５重量％の無機結合剤を含んでなる。

Description

【発明の詳細な説明】 ガスケット紙 本発明は、特に、限定的なものではないが、シリンダーヘッドガスケットのよ うな流体シールの目的に用いるのに適当な紙に関する。ガラス繊維および／また は鉱物繊維のような他の繊維を基剤とし、かつ少量のセルロースをウェブ形成剤 として含む非アスベスト処方物からガスケット紙を製造することが知られている 。例えば、ＧＢ−Ａ−２１３８８５４号明細書および２１３８８５５号明細書に は、ボールクレイを充填剤として用いるセルロース含有組成物が開示されている 。ＧＢ−Ａ−２２５０３０２号明細書には、セルロースを含まず、かつ慎重に選 択された焼成チャイナクレイとボールクレイの混合物を充填剤として含むガスケ ット材料が開示されている。 ボールクレイを含むこれらの非アスベスト生成物は非臨界的用途に良好な性能 を有するが、高温でのそれらの挙動は、特に実際の使用を再現する目的で長時間 に亘って試験を行うときには、応力緩和（またはクリープ）に関して適当ではな い。応力緩和またはクリープはボルト接合部の荷重の損失を生じ、ガスケット破 損を生じることがあるので、温度臨界用途では、一層良好な応力保持が強く望ま れる。 ボールクレイ成分を層状カオリナイトクレイまたは繊維状の鎖状ケイ酸塩(fib rous chain silicate)に、またはこれらの混合物に置換すると、応力緩和性能が 向上することを見出だした。 本発明によれば、脱水して紙とするための、４〜１５重量％のアラミド繊維パ ルプ、６０〜９０重量％の無機ケイ酸塩、４０〜１０重量％の高分子結合剤(pol ymeric binder)および２〜１５重量％の無機結合剤を含んでなる用紙の製造法は 、アラミド繊維を水と混合して固形物含量が約２重量％のスラリーを生成し、パ ルプを水で希釈し、無機ケイ酸塩を混合物に加え、混合物を攪拌し、混合物を水 で更に希釈して固形物含量が約４重量％のスラリーを生成させ、ペーパーメーカ ーズ・アラム(papermakers alum)の１０％溶液を加えて乾燥含量が総組成物の 約１％となるようにし、混合物を攪拌し、混合物に無機結合剤を加え、混合物に 固形物含量が約５０重量％の高分子結合剤を加え、高分子結合剤が完全に分散す るまで待機し、上清液が透明になるまで追加量のペーパーメーカーズ・アラム溶 液を加える段階を含んでなる。 本発明のもう一つの態様によれば、無機ケイ酸塩の少なくとも幾らかは、アタ パルガイトによって構成されている。 無機結合剤は、コロイドシリカであるのが好ましい。高分子材料(polymeric m aterial)は、ニトリルゴムであるのが好ましい。 本発明により生成した特に好ましい紙は、４〜８重量％のアラミド繊維パルプ 、５〜８重量％の高分子結合剤、７５〜９０重量％の無機ケイ酸塩、および４〜 １０重量％のコロイドシリカを含んでなる。本明細書において、「アラミド」と はポリ芳香族性アミド材料を表すことを理解されるであろう。 本発明の処方物は、少なくとも２種類の異なる方法で用いることができる。第 一に、焼成チャイナ・クレイをコロイドシリカと組合せて用いると、シリコーン 、またはポリブタジエンのような他の樹脂で含浸して、水−不凍液混合物および 油のような流体に対する耐性およびシール適性を増強することができる紙の生成 物に役立つ。あるいは、アタパルガイトを配合することによって、水に暴露した ときに膨潤する紙を生産することができる。このような紙は、樹脂含浸処理なし で用いることができる。 従って、本発明は、樹脂含浸剤による後処理を有するおよび後処理なしの本発 明の紙からのガスケットの製造法を包含する。 意外なことには、本発明の処方物のために（以前は不可欠の成分と考えられて いた）ボールクレイを除去することによって、無機繊維を用いることなしに、高 温での応力緩和性能を向上させることが可能であることを見出だした。 本発明を更によく理解するために、本発明の好ましい態様を、一例として下記 の例に関して説明することにする。 理解し易くするために、応力緩和性能は、ＡＳＴＭ試験Ｆ１２７６に基づく方 法によって測定し、試料を３００℃に２２時間暴露した。後者は幾つかの他の試 験よりかなり長いことを認識されるであろうが、検討から応力緩和はより長時間 の暴露の後にはかなり高く、これは実際の使用に一層近接していることが明らか である。 従って、試験は、試験紙を平坦なスチールコアの両側に結合し、内径が１４． ７ｍｍであり、外径が３４．５ｍｍの環状試料を打ち抜くことによって行った。 次に、これらをＡＳＴＭ Ｆ１２７６に基づいて５８．６ＭＰａの初期応力を加 えることによって試験した。３００℃で２２時間後に、残留応力を測定し、応力 緩和を計算した後、常法により１．０ｍｍの紙厚みに対して規格化した。先行技 術に準じて作成した紙についての試験を含むこの手続きを、下記の例を通して用 いた。例１ 下記の組成を有する紙を製造した。 乾燥重量％ フィブリル化アラミド繊維パルプ ８ 焼成チャイナ・クレイ ７６ ニトリルゴム ６ コロイド状シリカ １０紙料製造 アラミド繊維を水に分散し、固形物含量が約２重量％のスラリーを得た。この パルプは濾水度が５０°ＳＲであった。パルプを混合容器に移し、４０℃の水で 更に希釈した。焼成チャイナ・クレイを加えて、混合物を攪拌した。追加の水を 加え、固形物含量が約４重量％のスラリーを得た。ペーパーメーカーズ・アラム の１０％溶液を、乾燥含量が総組成物の約１％となるように加えた。混合物を２ 分間攪拌した後、コロイド状シリカを３０％固形物懸濁液として加えた。混合物 を更に５分間攪拌し、固形物含量が約５０％のラテックス形態のニトリルゴムを 加えた。ニトリルラテックスゴムを水で５：１に希釈した後、混合物に加えた。 ラテックスが完全に分散した後、上清液が透明になるまで追加量のペーパーメー カーズ・アラム溶液を加えると、ラテックスが繊維と充填剤上に沈澱した。製紙 上記紙料から、ワイヤーメッシュ上で脱水し、圧縮および乾燥する通常の手法 によって紙を製造し、ポリアクリルアミド凝集剤を用いて加工を促進した。次に 、通常の２−ボウル・カレンダーを用いて紙をカレンダー処理して、所望な密度 とした。 生成する紙の特性は、下記の通りである。 厚み ０．８３ｍｍ 濃度(substance) ９２０ｇｍ^-2 密度 １１００ｋｇｍ^-3 引張り強さ ４．２ＭＰａ ３４．５ＭＰａでの圧縮 １４．３％ 応力緩和 ２４．８％ ＧＢ２２５０３０２号公報に準じて作成した通常の紙は、同じ試験法による応 力緩和は４２％であった。 上記の特性の他に、５０％水および５０％不凍液の混合物（重量／重量）に対 する紙のシール能を測定した。１０．３ＭＰａのシール応力を紙の環状試料に加 え、水／不凍液混合物の内圧を１バールずつ段階的に増加した。それぞれの圧力 を５分間保持し、漏れが起こる圧力を記録した。上記紙の試料は、２バールの内 圧で漏れを生じることが分った。 紙のシール性能を、紙をシリコーン樹脂に含浸することによって劇的に向上さ せ、１０バールの流体圧がシールされるようにすることができることが分った。例２ 下記の処方から、ほぼ上記の方法によって紙を製造した。 乾燥重量％ フィブリル化アラミド繊維パルプ ４ 焼成チャイナ・クレイ ３０ アタパルガイト ５０ コロイド状シリカ １０ ニトリルゴム ６ この紙の特性は下記の通りであった。 厚み ０．６５ｍｍ 濃度(substance) ８６０ｇｍ^-2 密度 １３３０ｋｇｍ^-3 引張り強さ ７．０ＭＰａ ３４．５ＭＰａでの圧縮 １５．３％ 応力緩和 ２９．８％ シール試験を上記のようにして行い、紙が１０バールの内圧でシール紙、１０ ．３ＭＰａのシール応力で漏れが認められないことが分った。紙は３．４ＭＰａ の減少したシール圧で１０バールの流体圧もシールした。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ４〜１５重量％のアラミド繊維パルプ、６０〜９０重量％の無機ケイ酸 塩、４〜１０重量％の高分子結合剤、および２〜１５重量％の無機結合剤を含ん でなる、脱水して紙とする紙料の製造法であって、 アラミド繊維を水と混合して、固形物含量が約２重量％のスラリーを生成し、 パルプを水で希釈し、 無機ケイ酸塩を混合物に加え、 混合物を攪拌し、 混合物を水で更に希釈して、固形物含量が約４重量％のスラリーを生成させ、 ペーパーメーカーズ・アラム(papermakers alum)の１０％溶液を加えて乾燥含 量が総組成物の約１％となるようにし、 混合物を攪拌し、 混合物に無機結合剤を加え、 混合物に固形物含量が約５０重量％の高分子結合剤を加え、 高分子結合剤が完全に分散するまで待機し、 上清液が透明になるまで追加量のペーパーメーカーズ・アラム溶液を加える 段階を含んでなる方法。 ２． 添加した無機ケイ酸塩の少なくとも幾らかは、繊維状の鎖状ケイ酸塩に よって構成される、請求項１記載の方法。 ３． 上記の添加した繊維状の鎖状ケイ酸塩がアタパルガイトである、請求項 ２記載の方法。 ４． 添加した無機ケイ酸塩が層状カオリナイト・クレイを含んでなる、請求 項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 ５． 添加したクレイが焼成したチャイナ・クレイを含んでなる、請求項４記 載の方法。 ６． 上記の添加した鎖状クレイが８００℃を上回る温度で焼成したものであ る、請求項５記載の方法。 ７． 添加した無機結合剤がコロイド状ケイ酸塩である、請求項１〜６のいず れか１項に記載の方法。 ８． 添加した高分子結合剤がニトリルゴムである、請求項１〜７のいずれか １項に記載の方法。 ９． ４〜８重量％のアラミド繊維パルプ、５〜８重量％の高分子結合剤、７ ５〜９０重量％の無機ケイ酸塩、４〜１０重量％の無機結合剤を含んでなる、請 求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。