JP2688075B2

JP2688075B2 - ガスケット組成物の製造方法

Info

Publication number: JP2688075B2
Application number: JP63252400A
Authority: JP
Inventors: 敏司山本; 敬一阪下; 寿松武藤
Original assignee: Ibiden Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Ibiden Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-10-06
Filing date: 1988-10-06
Publication date: 1997-12-08
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: JPH0299580A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、自動車，化学工業、給湯器、暖房機、各種
機器などの耐熱性シール材として用いられるガスケット
の組成物の製造方法に関するものである。［従来の技術］従来、ガスケットとしては、アスベストジョイントシ
ートや、アスベストビーターシート、アスベスト紙、ア
スベスト発泡体等が広く用いられてきた。従来のガスケット用組成物は、安価な天然鉱物繊維で
あるアスベストを60〜95wt％の割合で含有しており、シ
ール性、耐熱性、耐薬品性等の機能面については全く問
題がない。しかしながら、アスベストは、前記シートを
製造する工程ばかりでなく使用設備からもアスベスト繊
維が飛散し健康障害を招くおそれがあった。この点について、日本においては、昭和49年国際ガン
条約の調印に基づき、昭和51年４月１日より「特定化学
物質等障害予防規則」が制定され、さらに昭和53年３月
30日労働基準法規則を一部改正し、ガン源性物質、もし
くはガン源性因子またはガン源性工程における業務によ
る疾病中に「アスベストにさらされる業務による肺ガン
または中皮腫」を指定している。このような背景のもとで、わが国においては、アスベ
スト公害の問題が大きくクローズアップされてきてい
る。そのために最近では、アスベスト代替繊維基材を用
いて、ビーターシートやジョイントシートを製造する研
究が盛んに行われている。そのアスベスト代替繊維として、ガラス繊維、カーボ
ン繊維、チタン酸カリウム繊維、セピオライト、シリカ
アルミナ繊維、ステンレス繊維などの無機繊維、あるい
は、芳香族ポリアミド繊維、フェノール繊維、ポリエチ
レン繊維などの有機繊維を用いてシート状物を製造する
試みがなされている。しかし、チタン酸カリウム繊維やセピオライト等は、
繊維長が短くアスペクト比が低いため、これらを組み合
わせてシート状物とし、これがガスケットにしたような
場合、従来のアスベストガスケットに比べると、圧縮復
元率および強度が著しく劣ってしまうという問題点があ
った。これに対し、ガラス繊維、シリカアルミナ繊維などの
無機繊維を用いる試みもある。これらの繊維からなるシ
ート状物からガスケットを製造する場合、機密性を持た
せる目的で高嵩密度とするべく高圧プレスを行うと、基
材繊維どうしの接点または交差する点において、基材繊
維が粉砕されて該繊維のアスペクト比が低下し、得られ
るガスケットの圧縮復元率、強度が著しく劣ってしまう
という問題があった。これに対し、カーボン繊維および芳香族ポリアミド繊
維、フェノール繊維、ポリエチレン繊維等の有機繊維
は、100〜200℃近辺から繊維の特性が劣化し、400℃以
上では完全に炭化または焼失してしまい、これら単体で
のガスケットとしては、100〜200℃以上の温度域では使
用しがたいものであった。さらに、前記いずれの繊維を使用した場合も、従来の
ジョイントシート状物製造方法、すなわち、解綿機で解
綿と除塵が行われた繊維と溶剤で溶解したゴムベースお
よびゴム薬品を撹拌機で十分に混合し粘土状のジョイン
トシート原料をつくり、前記原料を熱ロールと冷却ロー
ルとで製板する方法においては、以下のような問題点が
あった。前記ジョイントシート状物製造工程において、前記無
機あるいは有機繊維を結合剤としてのゴムベース中に均
一に分散させて混練することが困難である。また、前記
ジョイントシート状物原料を熱ロールと冷却ロールによ
って加熱圧延して熱ロールにシート状に付着させるに際
して、該原料が冷却ロールに付着することがあり、加工
性に劣り、ジョイントシートにシワ等が発生したり著し
く厚みムラが発生したり、さらにはシート化不能にな
る。上述したようなジョイントシート状物の原料が冷却ロ
ールに付着するという問題点を解決するために、ジョイ
ントシート状物原料の混合時に界面活性剤などの帯電防
止剤を添加することが検討されたが、コスト面等におい
て好適とは言えず問題点の解決に至っていない。これに対し、前記いずれかの繊維を使用し、水中にて
原料を混合し抄造プレスするといったビーターシート状
物製造方法が考案されているが、プレス時に基材繊維が
粉砕されて該繊維のアスペクト比が低下し、得られるガ
スケットの強度や圧縮復元率が著しく劣ってしまうとい
う問題点が生じた。また、前記無機繊維と有機繊維の各々の長所を生かす
ため、所定の割合で湿式混合する方法が試みられている
が、均一に分散混合させることが困難であり、いずれも
実用化に至っていない。

【発明が解決しようとする課題】

そこで本発明者らは、上記従来技術の欠点を除去解決
することを目的とし、この目的を達成するために種々研
究を重ねた結果、低コストでかつ強度および耐圧縮性に
優れたガスケット組成物を有利に製造する方法を開発す
るに至り、本発明を完成した。

【課題を解決するための手段】

上述した従来技術が抱えている種々の課題を解決し、
上記の目的を達成するべく鋭意研究した結果、以下の構
成を骨子とする本発明に想到した。本発明は、アスベストを除くその他の無機質耐熱繊維
を40〜80wt％と、フィブリル化した芳香族ポリアミド繊
維およびこの繊維を除くその他の有機繊維を合計で３〜
30wt％と、そして10wt％未満のエマルジョンラテックス
とから主としてなり、かつ前記芳香族ポリアミド繊維お
よび前記有機繊維とは、該芳香族ポリアミド繊維１に対
し該有機繊維を0.1〜20の範囲内で配合してなるガスケ
ット組成物の製造に当たり、フィブリル化した前記芳香
族ポリアミド繊維および前記有機繊維を叩解度200〜400
mlの範囲で同時叩解処理し、その後、前記無機質耐熱繊
維と無機結合材または無機充填材とエマルジョンラテッ
クスとを湿式混合してから抄造しそして脱水プレス後乾
燥し、さらにその後、60〜300℃の温度にてホットプレ
スをすることを特徴とするガスケット組成物の製造方法
である。

【発明の実施の形態】本発明製造方法の下に得られるガスケット組成物にお
いては、強度や圧縮復元性を確保するためには、フィブ
リル化した芳香族ポリアミド繊維を使用することが特徴
の１つである。その理由は、芳香族ポリアミド繊維は、
それ単体での強度は強いが、繊維表面が平滑なため引張
強度や層間剥離強度が低下する。このことから、前記繊
維表面をフィブリル化することによって繊維同士に絡み
合いを持たせシート形成後、所望する引張強度や層間剥
離強度をだすためである。そのフィブリル化した芳香族ポリアミド繊維として
は、ケブラー、ウエットパルプ（デュポン社製）等が好
適である。次に、本発明製造方法において、前記フィブリル化し
た芳香族ポリアミド繊維に対して、さらにこの繊維以外
のその他の有機繊維を配合多する。その配合割合は、フ
ィブリル化した芳香族ポリアミド繊維１に対して、有機
繊維0.1〜20の範囲とすることが必要である。その理由
は、前記有機繊維が0.1より少ないと、フィブリル化し
た芳香族ポリアミド繊維が絡み合い、前記ロングテール
を形成してしまうし、一方有機繊維が20より多いと、ガ
スケットとしての強度、圧縮復元性を得ることができな
いと共に耐熱性が著しく劣ってしまうからである。上記の芳香族ポリアミド繊維を除くその他の有機繊維
としては、セルロースパルプ、麻、ポリエステル等が使
用できるが、なかでも繊維長およびコストの面からセル
ロースパルプがよい。本発明方法の他の特徴としては、フィブリル化した芳
香族ポリアミド繊維とこの繊維以外のその他の有機繊維
とがガスケット組成物中に占める割合を、合計量で３〜
30wt％とすることにある。その理由は、フィブリル化し
た芳香族ポリアミド繊維と有機繊維がガスケット組成物
中に占める割合が3wt％よりも少ないと、ガスケットと
しての強度、圧縮復元性等を得ることができないし、一
方、30wt％より多いと、コスト高となると共に耐熱性に
劣ってしまうからである。また、本発明方法において、アスベストを除くその他
の無機質耐熱繊維の混合量は、ガスケット組成物中に40
〜80wt％であることが必要である。この理由は、40wt％
より少ないと耐熱性が劣化するし、一方80wt％より多い
と、プレス成形時繊維同士の接点で繊維が折れてしま
い、強度が低下してしまうからである。なお、この無機質耐熱繊維としては、シリカアルミナ
繊維、ガラス繊維、ロックウール繊維等が、形成される
ガスケットの用途に応じて使用できる。また、本発明方法においては、その他にエマルジョン
ラテックスを混合する。この混合量は、ガスケット組成
物中に10wt％未満であることが必要である。その理由
は、前記エマルジョンラテックスは後述する加熱架橋に
よって強度はあがるが、10wt％以上となると耐熱性が著
しく劣ってしまうからである。かかるエマルジョンラテックスとしては、NBR、SBR、
IIR等いずれのラテックスを使用してもよいが、加熱架
橋が必要なことおよびコスト面等から、NBR系が望まし
い。なお、上述した成分の他に、本発明においては、必要
に応じ耐熱性および強度を保持するうえにおいて、無機
結合材または無機充填材を添加しても良い。その無機結合材または無機充填材としては、セピオラ
イト、タルク、クレー、合成マイカ等が使用できるが、
なかでも耐熱性結合材としては、セピオライトがより好
ましい。以下に、本発明にかかるガスケット組成物の製造方法
について、具体的に説明する。本発明によれば、フィブリル化した前記芳香族ポリア
ミド繊維とこの繊維を除くその他の有機繊維とは同時叩
解処理することが必須である。この理由は、フィブリル化した芳香族ポリアミド繊維
だけをそのまま湿式撹拌すると、繊維同士が絡み合って
しまい、ロングテール等を形成し、分散性が著しく劣っ
てしまうからである。そのロングテールを防止するためには、単に粒状また
は鱗片状のフィラー等を添加し、フィブリル化した部分
の繊維間に充填することが有効である。しかし、この方
法は、フィブリル化した繊維長が短い場合は効果がある
が、フィブリル化した繊維が長い場合には、ロングテー
ルを防止するには不十分である。そこで、本発明においては、上記フィブリル化した芳
香族ポリアミド繊維に対し、その繊維以外の粒状，鱗片
状フィラーを提供するための他の有機繊維を配合し、か
つこれらを同時に叩解処理することによって、この有機
繊維のアスペクト比を大きくすることで、上述したフィ
ブリル化芳香族ポリアミド繊維どうしの絡み合いを無く
し、これによって、上述したロングテールを効果的に防
止するようにしたのである。なお、上記の同時叩解処理における叩解度は、200〜4
00ml（カナディアン・フリーネス式叩解度試験機）の範
囲とすることが望ましい。その理由は、400mlより大き
いとフィブリル化したポリアミド繊維と有機繊維とがあ
る程度のアスペクト比をもって十分に混合されないし、
一方200mlより小さいと、瀘水性が著しく低下するため
生産性が極端に悪くなってしまうからである。次に、本発明においては、同時叩解処理されたフィブ
リル化した前記芳香族ポリアミド繊維と有機繊維に、ア
スベストを除くその他の無機質耐熱繊維とエマルジョン
ラテックスと必要に応じて無機結合材または無機充填材
を添加し、混合するのであるが、分散性を確保する必要
から組成物の混合は湿式混合が望ましく、次いで抄造す
ることが望ましい。その後、このように処理して得られる抄造物について
は、脱水プレス乾燥した後、シート材としての機密性を
持たせるためとエマルジョンラテックスを加熱架橋させ
て強度を出すために、ホットプレスする必要がある。かかるホットプレスの温度は、60℃〜300℃であり、
かつプレス圧力は５〜200kg/cm²であることが望まし
い。その理由は、プレス温度が60℃より低い温度では、
短時間でエマルジョンラテックスを架橋させることが困
難であるし、一方300℃より高くするとエマルジョンラ
テックスが変性してしまい、強度が出ないからである。また、前記ホットプレスの圧力は、5kg/cm²より低い
とシート材料としての嵩密度が上がらない。一方、200k
g/cm²より高いと組成物中の無機繊維が折れてしまい強
度の低下の原因となるからである。なお、本発明にかかる製造方法によって得られるガス
ケット組成は、次のような効果がある。まず、高強度高弾性のフィブリル化した芳香族ポリア
ミド繊維を使用するため、ガスケットとしての強度、圧
縮復元率に優れており、とくにフィブリル化した前記芳
香族ポリアミド繊維は、有機繊維とともに同時叩解処理
されるため、ロングテール等を形成することがなく、強
度的に優れたものが得られる。また、アスベストを除く無機質耐熱繊維を含むため、
耐熱性に優れ、加熱後も復元率を維持することが可能と
なり、さらにホットプレスを行うことにより、無機質耐
熱繊維を折損することなく、シール性に優れた高密度な
ガスケット組成物が得られる。

【実施例】

本発明実施例１市販のケプラーウェットパルプとセルロースパルプを
同重量ずつ、Jones−Bertram特殊ヒーターを用いて叩解
度300mlとなるように同時叩解処理した。次に、パルパーにおいて、乾燥固形分重量比で、前記
ケプラーウェットパルプ10wt％、セルロースパルプ10wt
％、無機耐熱繊維として脱粒ロックウール65wt％、無機
結合材としてセピオライト〔エートプラス10wt％（武田
薬品製）〕、NBRラテックス5wt％を撹拌混合凝集させた
後、抄造菌型にて、厚み10mmのウェットシートを抄造し
た。次いで、前記ウェットシートを油圧プレスにて脱水プ
レスし、厚み3mmとした後、110℃で５時間乾燥した。さ
らに、前記乾燥シートを160℃×120kg/cm²で５分間ホッ
トプレスし、厚み2.5mm,嵩密度1.4g/cm²のシートを得
た。なお、得られたシートを20mm角にカットした後、SUS3
04製金属板にはさみ込み、ボルトナットで90％圧縮（厚
み2.5mmを2.25mm）固定した後、電気炉にて275℃×24Hr
熱処理した後、圧縮永久歪率（％）を測定したところ73
％であった。なお、圧縮永久歪率は下記式において算出した。ここに、T₀＝初期の試料厚み T₁＝90％圧縮後の試料厚み T₂＝加熱処理後、固定治具より解放したときの試料厚み次いで、前記シートをドーナツ状に打ち抜き加工し、
市販の石油式Ｆ・Ｆファンヒーターの気化筒にガスケッ
トとして使用したところ、10時間焼成、２時間停止を１
サイクルとして100サイクル運転を行った結果、燃料漏
れ、排気ガス漏れとも全くなかった。比較例１実施例１と同様であるが、ケプラーウェットパルプと
セルロースパルプを同時叩解処理せずに、以下同様の方
法でシートを作り、実施例と同様の方法で圧縮永久歪率
（％）を測定したところ95％であった。実施例と同じく
Ｆ・Ｆファンヒーターに使用した結果、25サイクル目に
排気ガスが漏れだした。比較例２実施例１と同様ではあるが、ホットプレスを400℃と
高温の温度で行ったところ、ホットプレス時にエマルジ
ョンラテックスが著しく変色し、シートに強度と弾性力
がなくなってしまった。比較例３実施例１と同様ではあるが、ケプラーウェットパルプ
とセルロースパルプを500mlで叩解したところ、抄造時
に濾水性が悪くシート化できなかった。比較例４実施例１と同様ではあるが、ケプラーウェットパルプ
20wt％、セルロースパルプ25wt％、無機質耐熱繊維とし
て、シリカアルミナ繊維（商品名イビウール）35wt％、
無機充填材としてタルク10wt％、エマルジョンラテック
ス（NBR）10wt％としたシートを製造し圧縮永久歪率
（％）を測定したところ120％であった。そして、実施例１と同じくＦ・Ｆファンヒーターに使
用した結果、５サイクル目に燃料が漏れだした。

【発明の効果】

以上述べたように本発明方法によれば、高強度高弾性
のフィブリル化した芳香族ポリアミド繊維を使用し、か
つこれを有機繊維と共に同時叩解処理し、その後ホット
プレス処理を施すことにより、強度および圧縮復元性に
優れるとともに無機質耐熱繊維を含有するため、耐熱性
に優れた公害発生の全く心配のない低コストのガスケッ
ト組成物を得ることができ、産業上３寄与する効果は極
めて大きい。

フロントページの続き (72)発明者武藤寿松岐阜県山県郡高富町赤尾176―２有限会社岐北エンジニア (56)参考文献特開昭63−179990（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−146860（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−129377（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アスベストを除くその他の無機質耐熱繊維
を40〜80wt％と、フィブリル化した芳香族ポリアミド繊
維およびこの繊維を除くその他の有機繊維を合計で３〜
30wt％と、そして10wt％未満のエマルジョンラテックス
とから主としてなり、かつ前記芳香族ポリアミド繊維お
よび前記有機繊維との混合割合は該芳香族ポリアミド繊
維１に対し該有機繊維を0.1〜20の範囲内で配合してな
るガスケット組成物の製造に当たり、フィブリル化した前記芳香族ポリアミド繊維および前記
有機繊維を叩解度200〜400mlの範囲で同時叩解処理し、
その後、前記無機質耐熱繊維と無機結合材または無機充
填材とエマルジョンラテックスとを湿式混合してから抄
造しそして脱水プレス後乾燥し、さらにその後、60〜30
0℃の温度にてホットプレスをすることを特徴とするガ
スケット組成物の製造方法。
【請求項２】その他の有機繊維として、セルロースパル
プ，麻およびポリエステルのいずれか少なくとも１種以
上を用いることを特徴とする請求項１に記載の製造方
法。