JP3836172B2 - ジョイントシート - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、ジョイントシートに関し、さらに詳しくは、化学工業、自動車、船舶、各種機器装置などの広範囲な産業分野において利用され、ガスケットの基材として好適に用いられる、高温域での寸法安定性、フランジ面への馴染み性、シール性等に優れたジョイントシートに関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
従来ジョイントシートとしては、石綿製ジョイントシートが広く用いられてきた。この石綿ジョイントシートは、石綿を基材繊維とし、これに結合剤としてのＮＢＲ、ＳＢＲ等のゴム、ゴム薬品および充填剤を混練してジョイントシート形成用組成物を調製し、この組成物を、熱ロールと冷却ロールとからなる一対のロール間に挿入して加熱圧延し、ジョイントシート形成用組成物を熱ロール側に積層させ、次いで熱ロールに積層されたシート状物を剥離することによって製造されてきた。
【０００３】
このような石綿ジョイントシートは、基材繊維としての石綿を６０〜８０重量％の割合で含んでいるが、近年に至って石綿資源の枯渇およびそれに伴なう入手難の問題が生ずるとともに、石綿の人体に対する悪影響も指摘され、石綿の使用は再検討され始めている。このため石綿に代わる繊維基材（非石綿系基材繊維）を用いてジョイントシートを製造しようとする研究が盛んに行なわれている。たとえば石綿の代替繊維として、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維などの無機繊維あるいは芳香族ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維を用いることによって、ジョイントシートを製造しようとする試みがなされている。
【０００４】
例えば、本願出願人は、特公平４-４３５６号公報において、石綿以外の無機 繊維および／または有機繊維からなる基材繊維：１０〜８０重量％と、ゴム材：１０〜４０重量％と、ゴム薬品および充填剤：２０〜８０重量％と、１２０℃以下の融点を有する高級脂肪酸エステル：０．５〜１０重量％とを混練し、得られたジョイントシート形成用組成物を熱ロールと冷却ロールとからなる一対のロール間に挿入して加熱圧延し、熱ロール側にシート状物を積層し、このシート状物を熱ロールから剥離させることを特徴とするジョイントシートの製造方法を提案している。
【０００５】
また、特公平４-５０５３号公報において、芳香族ポリアミド繊維またはフィ ブリル化した芳香族ポリアミド繊維あるいはこの両者からなる基材繊維、ゴム材、ゴム薬品、充填材およびポリオレフィン系重合体を含んでなることを特徴とするジョイントシートを提案している。
【０００６】
これらのジョイントシートは、シール特性等に優れているが、これらのジョイントシートを、例えば、管体内部は高温蒸気と接し、管体外部は乾熱と接するような高温蒸気配管用として用いようとすると、耐熱性、耐蒸気性が必ずしも充分でなく、蒸気中、特に２００℃程度の高温蒸気と接すると比較的短時間（例：７２時間）に硬化して柔軟性を失い、長時間（例：９７０時間）経過すると熱劣化し脆化してしまい、配管締結ボルトを締め直すとジョイントシートは簡単にひび割れてしまうとの問題点があった。
【０００７】
本発明者らは、このような非石綿系ジョイントシートの耐熱性、耐蒸気特性を向上させるべく鋭意研究したところ、ジョイントシート中に膨張黒鉛が特定の量で含まれていると、得られるジョイントシートの耐熱性および耐蒸気性がバランス良く向上することを見出して、既に特願平６-２５２２６号として提案している。
【０００８】
このような非石綿系ジョイントシートについて、さらに鋭意検討したところ、この膨張黒鉛に代え、あるいはこの膨張黒鉛とともに再生膨張黒鉛が含まれたジョイントシートでは、さらに高温域での寸法安定性、フランジ面への馴染み性、シール性にも著しく優れることなどを見出して本発明を完成するに至った。
【０００９】
なお、上記の公報には、充填材としてグラファイト（黒鉛）が挙げられているが、再生膨張黒鉛、膨張黒鉛については示唆すらされていない。これは従来、充填材として膨張黒鉛などを用いるとジョイントシート製造時の混練操作が困難となり、膨張黒鉛が均一に分散され、気密性に優れたジョイントシートは得られないと考えられていたためと思われる。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は、上述のように、非石綿系基材繊維を用いて得られるジョイントシ―トの高温域での寸法安定性、フランジ面への馴染み性、シール性などを向上させることを目的としている。
【００１１】
【発明の概要】
本発明に係るジョイントシートは、非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維、ゴム材、膨張黒鉛を圧縮粉砕して得られる再生膨張黒鉛、ゴム薬品および再生膨張黒鉛以外の充填材を含んでなり、
上記再生膨張黒鉛が、ジョイントシート中に１〜７０重量％の量で含まれていることを特徴としている。
【００１２】
また、上記ジョイントシート中には、非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維は、５〜８０重量％、ゴム材は、５〜３０重量％、再生膨張黒鉛は、１〜７０重量％、ゴム薬品は、０．１〜１０重量％、充填材（再生膨張黒鉛を除く）は、５〜８０重量％の量で含まれていることが好ましい。
【００１３】
上記ジョイントシートには、上記再生膨張黒鉛と共に、膨張黒鉛が含まれていてもよく、この場合には、再生膨張黒鉛と膨張黒鉛とはその合計量が上記のような範囲であることが好ましい。
【００１４】
上記ジョイントシートには、さらに吸水樹脂が含まれていてもよく、この場合には、ジョイントシート中にこの吸水樹脂は通常、１〜８０重量％、好ましくは２〜２０重量％、さらに好ましくは２〜１５重量％の量で含まれていることが望ましい。
【００１５】
このような本発明に係るジョイントシートは、高温域での寸法安定性、フランジ面への馴染み性、シール性などに優れている。
【００１６】
【発明の具体的説明】
本発明に係るジョイントシートは、非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維、ゴム材、膨張黒鉛を圧縮粉砕して得られる再生膨張黒鉛、ゴム薬品および充填材（再生膨張黒鉛を除く）を含んでなっているが、以下に各成分について詳細に説明する。
［基材繊維］
基材繊維としては、非石綿系無機繊維と有機繊維の何れか一方、または非石綿系無機繊維と有機繊維の両者が用いられる。
【００１７】
非石綿系無機繊維すなわち石綿以外の無機繊維としては、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱さい綿、溶融石英繊維、化学処理高シリカ繊維、溶融珪酸アルミナ繊維、アルミナ連続繊維、安定化ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、チタン酸カリウム繊維、ウイスカー、ボロン繊維、炭素繊維、金属繊維等の従来ジョイントシート形成用基材繊維として公知の無機繊維が広く用いられる。なお、本発明においては無機繊維として、石綿繊維を少量含有させることができる。
【００１８】
有機繊維としては、芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ尿素系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリフルオロカーボン繊維、フェノール繊維、セルロース系繊維等の従来ジョイントシート形成用基材繊維として公知の有機繊維が広く用いられる。このうち、芳香族ポリアミド繊維（商品名：ケブラー，デュポン社製）ならびにフィブリル化した芳香族ポリアミド繊維（商品名：ケブラーパルプ）が特に好ましい。
【００１９】
このような基材繊維は、得られるジョイントシート中に通常、５〜８０重量％、好ましくは１０〜５０重量％の量で含まれていることが望ましい。
［ゴム材］
ゴム材としては従来公知のものが広く用いられるが、本発明においては、下記のようなアクリルゴムおよび／またはニトリルゴムを含むことが好ましい。
アクリルゴム
本発明で用いられるアクリルゴムとしては、（メタ）アクリル酸アルキルエステルとアクリロニトリルとの共重合体、あるいは、
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとアクリロニトリルと官能基（例：水酸基，カルボキシル基）含有モノマーとの共重合体、あるいは（メタ）アクリル酸アルキルエステルと官能基含有モノマーとの共重合体などが挙げられる。
【００２０】
このようなアクリルゴムには、アクリロニトリルが通常０〜５０重量％、好ましくは３〜３０重量％、さらに好ましくは５〜１５重量％の量で共重合されていることが望ましい。このアクリルゴム中におけるアクリロニトリル成分単位の含有量が増大すると、乾熱下の耐熱性は低下し蒸気雰囲気下の耐熱性は向上する傾向があり、反対にアクリロニトリル成分単位の含有量が低下すると乾熱下の耐熱性は向上し蒸気雰囲気下の耐熱性は低下する傾向があるが、上記のような量でアクリロニトリルが共重合されてなるアクリルゴムを用いると、耐蒸気特性および耐熱性のバランスに優れたジョイントシートが得られる。
【００２１】
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、通常該エステル中のアルキル基が炭素数１〜２０程度の鎖状、分岐鎖状あるいは脂環状のものが用いられ、このようなアルキルエステルとしては、具体的には、例えば、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸ヘキサデシル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、フマル酸ジエチル、メタクリル酸ジエチルなどが挙げられ、これらの内では、アルキル基が鎖状であり、そのアルキル鎖の炭素数が１〜１０程度の（メタ）アクリル酸アルキルエステルである（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸オクチルが好ましく用いられる。
【００２２】
アクリルゴムを製造する際には、上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルは、１種または２種以上組み合わせて用いられる。
必要により用いられる官能基含有モノマーとしては、官能基として例えばカルボキシル基、水酸基、ハロゲン基、エポキシ基を有するようなモノマーが挙げられ、このような官能基含有モノマーとしては、具体的には、例えば
（メタ）アクリル酸、マレイン酸等のカルボキシル基含有モノマー；
（メタ）アクリル酸ヒドロキシメチル、（メタ）アクリル酸１−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸１−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、Ｎ−メチロールアクリルアミド等の水酸基含有モノマー；
ハロゲン化カルボン酸ビニル（モノクロロ酢酸ビニルなど）、２-クロロエチ ルビニルエーテル、ビニルクロロアセテート、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレン等のハロゲン基含有モノマー；
アリルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有モノマー等が挙げられ、これらの内では水酸基、ハロゲン基、またはカルボキシル基含有モノマーが好ましく、具体的にはモノクロロ酢酸ビニルのようなハロゲン化カルボン酸ビニル、ヒドロキシエチルメタアクリレートが好ましく用いられる。
【００２３】
このようなアクリルゴムの例を挙げると、アクリル酸ブチル８０〜９０重量％／アクリル酸エチル０．５〜２重量％／アクリロニトリル５〜２０重量％、
アクリル酸エチル９０〜９８重量％／モノクロロ酢酸ビニル１〜５重量％、
アクリル酸ブチル８０〜９０重量％／アクリロニトリル５〜２０重量％／ヒドロキシエチルメタアクリレート０．５〜２重量％などが挙げられる。
【００２４】
なおこのアクリルゴムには、上記共重合用モノマーすなわち（メタ）アクリル酸アルキルエステル、アクリロニトリルおよびさらに必要により用いられる官能基含有モノマーと共に、下記のようなその他のモノマーが共重合されていてもよい。
【００２５】
その他のモノマーとしては、メチルビニルケトン、エチレン、イソブチレン、プロピレン、イソブチルビニルエーテル、プロペニルエーテル、イソプレン、ブタジエン、酢酸ビニル、ビニルスルフィド、ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、２−ビニルピロール、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニル琥珀酸イミド、Ｎ−ビニルカルバゾール、無水マレイン酸、無水（メタ）アクリル酸、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、メチルビニルケトン、アクリルアミド 、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、メタクリロニトリル、フマロニトリル等が挙げられる。
ニトリルゴム
ニトリルゴム（ＮＢＲ）は、アクリロニトリルとブタジエンとの共重合体であって、該共重合体中におけるアクリロニトリルから誘導される構成単位の含有量は、特に限定されないが、例えば１５〜５０重量％程度である。なお、このようなニトリルゴムには、上記共重合成分すなわちアクリロニトリルとブタジエン以外に、通常ニトリルゴムに共重合成分として含まれ得るような成分、例えば（メタ）アクリル酸、２ーメチルー５-ビニルピリジン等の他の成分が共重合されてい てもよい。
【００２６】
このニトリルゴムは、前記アクリルゴムを併用する場合には、ジョイントシート中に前記アクリルゴム１００重量部に対して通常２〜５０重量部、好ましくは５〜２０重量部の量で含まれていることが望ましい。
【００２７】
本発明のジョイントシートには、下記のようなゴム材が含まれていてもよい。ゴム材は、上記の基材繊維類を結合する役割等を果たしており、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン―プロピレンゴム（ＥＰＭ）、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、シリコ―ンゴム（Ｓｉ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、エチレン酢ビゴム（ＥＶＡ）、塩化ポリエチレン（ＣＰＥ）、塩化ブチルゴム（ＣＩＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ニトリルイソプレンゴム（ＮＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）などが挙げれる。
【００２８】
またこれらのゴム材例えばＳＢＲにナフテン系のプロセス油が配合された油展ゴムを用いることもできる。さらにまた、このような油展ゴムと上記のようなゴム材とを組合せて用いることもできる。アクリルゴムおよびニトリルゴム以外のこれらのゴム材の内では、得られるジョイントシートの耐熱性等の観点から、熱硬化性のゴム材が好ましい。
【００２９】
このようなアクリルゴム、ニトリルゴム等のゴム材は、総量で、ジョイントシート中に、通常５〜３０重量％、好ましくは１０〜２０重量％の量で含まれていることが望ましい。
［再生膨張黒鉛および膨張黒鉛］
再生膨張黒鉛は、膨張黒鉛（バージン）を圧縮粉砕して得られる。この際の圧縮圧は、少なくとも１ｋｇ／ｃｍ2、通常１〜１００ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは５〜４０ｋｇ／ｃｍ2、さらに好ましくは１０〜３０ｋｇ／ｃｍ2であることが望ましい。なお、本発明においては、このように圧縮した後、必要によりシート状等に一旦成形し、次いで粉砕してもよい。また、圧縮され、さらに必要により成形された膨張黒鉛シートガスケット等の打ち抜き残滓を粉砕して用いてもよい。このような再生膨張黒鉛は、膨張黒鉛（バージン）と比べて、基材繊維、ゴムなどとの濡れ性（混和性）が良好であり、ジョイントシート中に大量に配合できる。
【００３０】
このような再生膨張黒鉛の長手方向の長さは、通常１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜８０μｍ、さらに好ましくは２０〜５０μｍ，特に好ましくは３０〜５０μｍ程度である。
【００３１】
このような再生膨張黒鉛は、得られるジョイントシート中に、通常、１〜７０重量％、好ましくは１０〜６０重量％程度の量で含有されていることが望ましい。
【００３２】
このような再生膨張黒鉛が含有されたジョイントシートでは、著しくシール性に優れ、圧縮率が大きく、フランジ面への馴染み性に優れている。
なお、上記膨張黒鉛（バージン）は、通常、黒鉛を硫酸、硝酸等で酸処理して層間化合物を生成させたのち、この層間化合物を水洗・乾燥し、次いで熱により黒鉛結晶層間を膨張させて得られるフレーク状粉末である。この膨張黒鉛（バージン）は、製法などにもより一概に決定されないが、例えば、粒度範囲は５０〜６００μｍ程度である。
【００３３】
本発明に係るジョイントシートには、上記再生膨張黒鉛と共に、このような膨張黒鉛（バージン）が含まれていても良い。このように再生膨張黒鉛と膨張黒鉛とを併用する場合には、その合計量が上記の範囲となるような量で用いることが好ましい。このように、再生膨張黒鉛と膨張黒鉛とが含有されたジョイントシートでは、膨張黒鉛のみが配合されたジョイントシートよりも圧縮率が大きく、フランジ面への馴染み性に優れる傾向がある。
［吸水樹脂］
本発明に係るジョイントシートには、吸水樹脂が含有されていてもよく、このような吸水樹脂としては、イオン性基またはその塩あるいは、ノニオン性親水性基を有する、親水性かつ水不溶性の水膨潤性高分子が挙げられる。
【００３４】
イオン性基またはその塩としては、カルボキシル基、スルホン基、リン酸基、第４級アンモニウム塩基、アミノ基、イミノ基、ピリジニウム塩基などが挙げられ、ノニオン性親水性基としては、ヒドロキシル基、エーテル基、鎖状または環状アミド基、ニトリル基などが挙げられる。このような吸水樹脂（水膨潤性物質）には、イオン性基またはその塩と、ノニオン性親水性基の両者が含まれていてもよい。これらの吸水樹脂は、天然物であってもよく、合成物あるいは半合成物（例：澱粉系、カルボキシメチルセルロース系）であってもよい。
【００３５】
このような吸水樹脂としては、具体的には、例えば、
アクリル酸またはその塩とジビニルベンゼンとの共重合体；
アクリロニトリルと塩化ビニル（または塩化ビニリデン）、およびこれらと共重合可能な１種または２種以上のエチレン系単量体とを共重合してなる重合体のアルカリ加水分解物；
アクリロニトリル系重合体をアルカリで加水分解してなる重合体のホルムアルデヒド架橋体；
アクリロニトリル系重合体（例：アクロリニトリル−酢酸ビニル共重合体）をアルカリで加水分解してなる重合体を乾燥し、繊維状化させたもの；
アクリロニトリルとアクリル酸とＮ-メチロールアクリロアミドとを共重合し、紡糸し、架橋し（例：２０％Ｈ2ＳＯ4存在下に１００℃に加熱）、乾燥し、次いで繊維状化させたもの；
アシル化ポリエチレンイミンとＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）とを反応させ、発泡（例：１３０℃×３０分間加熱）させた後、水洗し乾燥させたもの；
アクリルアミド系共重合体のホルムアルデヒド架橋体；
ポリアクリル酸とポリビニルアルコールとの酸縮合物；
ポリビニルアルコールの放射線架橋体あるいは、ポリビニルアルコールのエピクロルヒドリン、オルトリン酸あるいはアルブミンによる架橋体を乾燥させたもの；
ポリビニルアルコールのリン酸縮合体；
２-ヒドロキシエチルメタクリレートとエチレングリコールジメタクリレートとの共重合体；
２-メチル-５-ビニルピリジンとＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドとの共重合体；
Ｎ，Ｎ’-ジメチルアミノエチルメタクリレートとＮ，Ｎ’-メチレンビスアクリルアミドとの共重合体；
Ｎ-ビニル-２-ピロリドンとエチレングリコールジメタクリレートとの共重合体；
ポリオキシエチレンの放射線照射による架橋体；
澱粉の酸性下加熱縮合物；
澱粉とモノクロル酢酸ナトリウムとの反応によるカルボキシルメチル化物をホルムアルデヒドにて架橋し、乾燥させたもの；
澱粉とポリアクリル酸ナトリウムとを加熱混練（例：１５０℃〜１７０℃、水中）した後、乾燥させたもの；
多糖類［例：澱粉、ザンタンガム、グアーガム、キサトン、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、好ましくは澱粉］にアクリル酸をグラフト重合したものまたはその中和物 ；
澱粉-アクリロニトリルグラフト共重合体のケン化物；
澱粉とアクリル酸とトリメチロールプロパントリアクリル酸エステル（TMPTA）との共重合体の中和物の乾燥体；
ビニルエステルとエチレン系不飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合体ケン化物の乾燥体；
セルロース-アクリロニトリルグラフト重合物を加水分解した後、乾燥した物；
セルロースとモノクロル酢酸ナトリウムとの反応によるカルボキシルメチル化物を架橋または加熱不溶化し、繊維状化したもの；
再生セルロースとポリアクリル酸ナトリウムとの重合体を紡糸し凝固し乾燥したもの；
アクリル酸金属塩ポリマーを架橋剤（例：金属イオン、ポリエポキシ化合物）にて架橋し、乾燥したもの；
アクリル酸ナトリウムを架橋剤の存在下に重合し、次いで乾燥したもの；
アクリル酸ナトリウムをソルビタン脂肪酸エステル等の存在下に懸濁重合してなる自己架橋物を乾燥したもの；
酢酸ビニルと（メタ）アクリル酸メチルとの共重合体をアルカリ存在下に加水分解し、次いで乾燥したもの；
などが挙げられる。これらの吸水樹脂は、１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００３６】
これらの吸水樹脂の形状は、特に限定されず、例えば、粉末状、繊維状、液状、ゲル状、フィルム状などが挙げられる。
このような吸水樹脂は、ジョイントシート中に、通常１〜８０重量％、好ましくは２〜２０重量％、さらに好ましくは２〜１５重量％の量で含有されてもよい。このような吸水樹脂が含有されているジョイントシートでは、吸水樹脂が含有されていないジョイントシートの場合よりも低面圧での締め付けで、所望の水シール性を得ることができる。
［ゴム薬品および充填材］
ゴム薬品としては、
(i) イソシアネート系化合物の他、硫黄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属石鹸、過酸化物、ジニトロソベンゼンなどの加硫剤、
(ii)チアゾール系化合物、ポリアミン系化合物、スルフェンアミド系化合物、ジチオカルバメート系化合物（例：ジチオカルバミン酸亜鉛）、アルデヒドアミン系化合物、グアニジン系化合物、チオ尿素系化合物、キサンテート系化合物などの加硫促進剤等が挙げられる。これらのゴム薬品は１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。これらのゴム薬品は、ジョイントシート中に、通常０．１〜１０重量％、好ましくは３〜５重量％の量で含まれていることが望ましい。
【００３７】
充填材としては、
クレー、タルク、硫酸バリウム、重炭酸ナトリウム、グラファイト（黒鉛）、硫酸鉛、トリポリ石、ウォラストナイトなどが挙げられる。
【００３８】
再生膨張黒鉛並びに膨張黒鉛を除くこれらの充填材は、１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。該充填材は、ジョイントシート中に、通常５〜８０重量％、好ましくは１０〜５０重量％の量で含まれていることが望ましい。
［ジョイントシートの製造］
次に本発明に係るジョイントシートの製造方法について説明する。
【００３９】
例えば、トルエン、ゴム揮などのゴム材用溶剤に、上記のアクリルゴム、ニトリルゴム等のゴム材を溶解させ、これに再生膨張黒鉛（および必要によりさらに膨張黒鉛および／または吸水樹脂）、ゴム薬品および充填材を混入する。得られた溶液または分散液に、芳香族ポリアミド繊維、フィブリル化した芳香族ポリアミド繊維等の有機繊維および／またはガラス繊維等の無機繊維からなる基材繊維を配合して均一になるように混練して粘土状のジョイントシート形成用組成物を準備する。次いでこの組成物を熱ロールと冷却ロールとからなる一対のロール間に挿入して加熱圧延する。この際、熱ロールは１２０〜１６０℃の温度に、また冷却ロールは３０℃以下の温度に保たれていることが好ましく、このような一対のロールを含む装置は、シーター装置として公知である。
【００４０】
上記のようにジョイントシート形成用組成物を一対のロール間に挿入すると、該組成物は加熱圧延されて熱ロール側にシート状に積層される。このシート状の組成物を熱ロールから剥離させると、ジョイントシートが得られる。
【００４１】
なおゴム材用溶剤は、ジョイントシート形成用組成物の混練工程、加熱圧延工程でほとんど完全に蒸散してしまう。
なお、ジョイントシート形成用組成物を一対のロール間に挿入してシート状に圧延する際に、冷却ロールに該組成物の一部が付着することがある。このような冷却ロールへのジョイントシート形成組成物の付着防止は、該組成物中に有機帯電防止剤を０．１〜１０重量％の量で添加することによって高めることができる。有機帯電防止剤としては、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリドなどのカチオン性帯電防止剤、アルキル硫酸エステルなどのアニオン性帯電防止剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどの非イオン性帯電防止剤、ベタインなどの両性帯電防止剤、水溶性ポリマー帯電防止剤あるいはケイ素化合物系帯電防止剤などが用いられる。
【００４２】
本発明に係るジョイントシートは上記製法に限定されず、従来公知の抄紙法にて製造することもできる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係るジョイントシートは、特定量の再生膨張黒鉛を含んでいるため、高温域での寸法安定性、フランジ面への馴染み性、シール性等に優れている。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。なお、以下の説明では、充填材というときは、通常、再生膨張黒鉛、膨張黒鉛を含まない意味で用いている。
［試験方法］
試料厚さ：１．５ｍｍ
１．常態試験
ＪＩＳ Ｒ ３４５３に準拠して測定した。
２．耐熱老化試験
ａ）引張強さ
試料を熱処理した後、ＪＩＳ Ｒ ３４５３に準拠して測定した。
【００４５】
ｂ）寸法変化率
試料として、２５mm（縦）×１５０mm（横）×１．５mm（厚さ）の大きさのものを用いて、熱処理前後の試料の寸法変化率を、座標測定器［トプコン（株）製］にて測定した。
【００４６】
ｃ） 破断距離・破断荷重
試料として、２５mm（縦）×１５０mm（横）×１．５mm（厚さ）の大きさのものを用いた。
【００４７】
熱処理後の試料を、図１に示すようなインストロン万能試験機１０を使用して１０（mm／分）の速度で圧縮（下方に押し曲げる）して、破断距離（mm）および破断荷重（Ｎ）を求めた。なお、試料の柔軟性が大きいほど破断距離Ｌは大きくなり、また試料の熱硬化の度合が大きいほど破断距離は小さくなる。
［インストロン万能試験機］
なお、このインストロン万能試験機１０は、所定距離Ｍ（６０mm）離間して垂直に立設された上端部が水平な２枚の板状支持脚と、これらの板状支持脚の上端面に沿って該上端面上にそれぞれ配置された２本の丸棒５（直径φ：１０mm）と、これら丸棒−丸棒間上方に配置され、所定速度（１０mm／分）で試料１を押す（試料の圧縮）ことにより、前記丸棒５，５間に掛け渡された試料１を下方４に押し曲げ破断させる荷重３とからなっている。
【００４８】
このインストロン万能試験機を用いた試験においては、落下体３を試料上に落下させることにより試料に亀裂が生じた時の距離Ｌ（mm）を破断距離とし、その時の荷重を破断荷重とした。荷重を降下させ変形（破断）させた状態の試料を点線２で表わしている。
３．耐蒸気特性試験
耐蒸気特性試験に際しては、熱処理装置としてオートクレーブを使用した。
ａ）引張強さ、圧縮率、復元率
試料を熱処理した後、ＪＩＳ Ｒ ３４５３に準拠して測定した。
ｂ）伸び率
試料として、２５mm（縦）×１５０mm（横）×１．５mm（厚さ）の大きさのものを用いた。該試料をチャック間距離１００（ｍｍ）に設定したインストロン万能試験機に固定し、該試料を１０（ｍｍ／分）の速度でその横方向に引張り、破断するまでの伸び率を測定した。
【００４９】
試料の柔軟性が大きいほどその伸び率は大きくなり、硬化するほど伸び率は小さくなっている。
４．シール性
「表２」、「表６」に示すシール性は、本発明の方法により得られた厚さ１．５ｍｍのジョイントシートを外径６５ｍｍ、内径５０ｍｍに打抜いてガスケットを得た。このガスケットを「マルトーシールテスター」（丸東社製）を使用し、ガスケット締付応力９．８ＭＰａ、流体圧０．０９８ＭＰａの窒素ガスにて、シール性を測定した。
５．水シール性
表８に示す水シール性は、ＡＳＴＭ Ｆ ３７ sealability に準拠して測定した。
６．膨潤速度試験
「表７」に示す膨潤速度試験は、ＴＳＫ ７１００ ４．１２項に準拠して測定した。
７．再生膨張黒鉛
以下の実施例、比較例等で用いた「再生膨張黒鉛」は、▲１▼膨張黒鉛（バージン）を加圧・圧縮したものを粉砕するか、▲２▼膨張黒鉛シートガスケット等の打抜き残滓を、粒度５０μｍ以下に粉砕することにより得られる。
８．膨張黒鉛のカサ密度、粒度範囲
以下の実施例、比較例等で用いた膨張黒鉛のカサ密度、粒度範囲は、下記のとおり。
【００５０】
▲１▼ 膨張黒鉛［商品番号：ＥＸＰ．Ｐ，日本黒鉛工業（株）製］：カサ密度が０．０６g/cm3であり、その粒度範囲が１００〜６００μｍである。
▲２▼ 膨張黒鉛［商品番号：ＥＰ，日本黒鉛工業（株）製］：カサ密度が０．１２g/cm3であり、その粒度範囲が５０〜４００μｍである。
９．吸水樹脂
：ビニルアルコール／アクリル酸共重合体，商品名：「スミカゲル ＳＰ−５２０」、住友化学工業（株）製。
１０．ＬＬＣ
：Long Life Coolantの略で、冷却水を表し、本明細書では水/エチレングリコール＝1/1(体積比)を使用。
【００５１】
【実施例１】
以下の組成を有するジョイントシート形成用組成物を調製した。
得られた組成物を１３０℃に保たれた加熱ロールと３０℃以下に保たれた冷却ロールとの間に挿入して加熱圧延した。このようにすると、該組成物は熱ロール側にシート状に積層された。このシート状物を熱ロールからドクターブレードにより剥離してジョイントシートを得た。
【００５２】
次に得られたジョイントシートの各種特性を上記のようにして測定した。
結果を表１〜表４に示す。
【００５３】
【実施例２】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００５４】
結果を表１〜表４に示す。
【００５５】
【実施例３】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００５６】
結果を表１〜表４に示す。
【００５７】
【実施例４】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００５８】
結果を表１〜表４に示す。
【００５９】
【実施例５】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００６０】
結果を表１〜表４に示す。
【００６１】
【比較例１】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００６２】
結果を表１〜表４に示す。
【００６３】
【比較例２】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００６４】
結果を表１〜表４に示す。
【００６５】
【参考例１】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００６６】
結果を表１〜表４に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】
【表２】
【００６９】
【表３】
【００７０】
【表４】
【００７１】
【実施例６】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００７２】
結果を表５〜表８に示す。
【００７３】
【実施例７】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００７４】
結果を表５〜表８に示す。
【００７５】
【実施例８】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００７６】
結果を表５〜表８に示す。
【００７７】
【実施例９】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００７８】
結果を表５〜表８に示す。
【００７９】
【実施例１０】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００８０】
結果を表５〜表８に示す。
【００８１】
【比較例３】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００８２】
結果を表５〜表８に示す。
【００８３】
【比較例４】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００８４】
結果を表５〜表８に示す。
【００８５】
【表５】
【００８６】
【表６】
【００８７】
【表７】
【００８８】
【表８】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、インストロン万能試験機を用いた試料の破断距離および破断荷重の測定方法の説明図である。
【発明の技術分野】
本発明は、ジョイントシートに関し、さらに詳しくは、化学工業、自動車、船舶、各種機器装置などの広範囲な産業分野において利用され、ガスケットの基材として好適に用いられる、高温域での寸法安定性、フランジ面への馴染み性、シール性等に優れたジョイントシートに関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
従来ジョイントシートとしては、石綿製ジョイントシートが広く用いられてきた。この石綿ジョイントシートは、石綿を基材繊維とし、これに結合剤としてのＮＢＲ、ＳＢＲ等のゴム、ゴム薬品および充填剤を混練してジョイントシート形成用組成物を調製し、この組成物を、熱ロールと冷却ロールとからなる一対のロール間に挿入して加熱圧延し、ジョイントシート形成用組成物を熱ロール側に積層させ、次いで熱ロールに積層されたシート状物を剥離することによって製造されてきた。
【０００３】
このような石綿ジョイントシートは、基材繊維としての石綿を６０〜８０重量％の割合で含んでいるが、近年に至って石綿資源の枯渇およびそれに伴なう入手難の問題が生ずるとともに、石綿の人体に対する悪影響も指摘され、石綿の使用は再検討され始めている。このため石綿に代わる繊維基材（非石綿系基材繊維）を用いてジョイントシートを製造しようとする研究が盛んに行なわれている。たとえば石綿の代替繊維として、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維などの無機繊維あるいは芳香族ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維を用いることによって、ジョイントシートを製造しようとする試みがなされている。
【０００４】
例えば、本願出願人は、特公平４-４３５６号公報において、石綿以外の無機 繊維および／または有機繊維からなる基材繊維：１０〜８０重量％と、ゴム材：１０〜４０重量％と、ゴム薬品および充填剤：２０〜８０重量％と、１２０℃以下の融点を有する高級脂肪酸エステル：０．５〜１０重量％とを混練し、得られたジョイントシート形成用組成物を熱ロールと冷却ロールとからなる一対のロール間に挿入して加熱圧延し、熱ロール側にシート状物を積層し、このシート状物を熱ロールから剥離させることを特徴とするジョイントシートの製造方法を提案している。
【０００５】
また、特公平４-５０５３号公報において、芳香族ポリアミド繊維またはフィ ブリル化した芳香族ポリアミド繊維あるいはこの両者からなる基材繊維、ゴム材、ゴム薬品、充填材およびポリオレフィン系重合体を含んでなることを特徴とするジョイントシートを提案している。
【０００６】
これらのジョイントシートは、シール特性等に優れているが、これらのジョイントシートを、例えば、管体内部は高温蒸気と接し、管体外部は乾熱と接するような高温蒸気配管用として用いようとすると、耐熱性、耐蒸気性が必ずしも充分でなく、蒸気中、特に２００℃程度の高温蒸気と接すると比較的短時間（例：７２時間）に硬化して柔軟性を失い、長時間（例：９７０時間）経過すると熱劣化し脆化してしまい、配管締結ボルトを締め直すとジョイントシートは簡単にひび割れてしまうとの問題点があった。
【０００７】
本発明者らは、このような非石綿系ジョイントシートの耐熱性、耐蒸気特性を向上させるべく鋭意研究したところ、ジョイントシート中に膨張黒鉛が特定の量で含まれていると、得られるジョイントシートの耐熱性および耐蒸気性がバランス良く向上することを見出して、既に特願平６-２５２２６号として提案している。
【０００８】
このような非石綿系ジョイントシートについて、さらに鋭意検討したところ、この膨張黒鉛に代え、あるいはこの膨張黒鉛とともに再生膨張黒鉛が含まれたジョイントシートでは、さらに高温域での寸法安定性、フランジ面への馴染み性、シール性にも著しく優れることなどを見出して本発明を完成するに至った。
【０００９】
なお、上記の公報には、充填材としてグラファイト（黒鉛）が挙げられているが、再生膨張黒鉛、膨張黒鉛については示唆すらされていない。これは従来、充填材として膨張黒鉛などを用いるとジョイントシート製造時の混練操作が困難となり、膨張黒鉛が均一に分散され、気密性に優れたジョイントシートは得られないと考えられていたためと思われる。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は、上述のように、非石綿系基材繊維を用いて得られるジョイントシ―トの高温域での寸法安定性、フランジ面への馴染み性、シール性などを向上させることを目的としている。
【００１１】
【発明の概要】
本発明に係るジョイントシートは、非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維、ゴム材、膨張黒鉛を圧縮粉砕して得られる再生膨張黒鉛、ゴム薬品および再生膨張黒鉛以外の充填材を含んでなり、
上記再生膨張黒鉛が、ジョイントシート中に１〜７０重量％の量で含まれていることを特徴としている。
【００１２】
また、上記ジョイントシート中には、非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維は、５〜８０重量％、ゴム材は、５〜３０重量％、再生膨張黒鉛は、１〜７０重量％、ゴム薬品は、０．１〜１０重量％、充填材（再生膨張黒鉛を除く）は、５〜８０重量％の量で含まれていることが好ましい。
【００１３】
上記ジョイントシートには、上記再生膨張黒鉛と共に、膨張黒鉛が含まれていてもよく、この場合には、再生膨張黒鉛と膨張黒鉛とはその合計量が上記のような範囲であることが好ましい。
【００１４】
上記ジョイントシートには、さらに吸水樹脂が含まれていてもよく、この場合には、ジョイントシート中にこの吸水樹脂は通常、１〜８０重量％、好ましくは２〜２０重量％、さらに好ましくは２〜１５重量％の量で含まれていることが望ましい。
【００１５】
このような本発明に係るジョイントシートは、高温域での寸法安定性、フランジ面への馴染み性、シール性などに優れている。
【００１６】
【発明の具体的説明】
本発明に係るジョイントシートは、非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維、ゴム材、膨張黒鉛を圧縮粉砕して得られる再生膨張黒鉛、ゴム薬品および充填材（再生膨張黒鉛を除く）を含んでなっているが、以下に各成分について詳細に説明する。
［基材繊維］
基材繊維としては、非石綿系無機繊維と有機繊維の何れか一方、または非石綿系無機繊維と有機繊維の両者が用いられる。
【００１７】
非石綿系無機繊維すなわち石綿以外の無機繊維としては、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱さい綿、溶融石英繊維、化学処理高シリカ繊維、溶融珪酸アルミナ繊維、アルミナ連続繊維、安定化ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、チタン酸カリウム繊維、ウイスカー、ボロン繊維、炭素繊維、金属繊維等の従来ジョイントシート形成用基材繊維として公知の無機繊維が広く用いられる。なお、本発明においては無機繊維として、石綿繊維を少量含有させることができる。
【００１８】
有機繊維としては、芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ尿素系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリフルオロカーボン繊維、フェノール繊維、セルロース系繊維等の従来ジョイントシート形成用基材繊維として公知の有機繊維が広く用いられる。このうち、芳香族ポリアミド繊維（商品名：ケブラー，デュポン社製）ならびにフィブリル化した芳香族ポリアミド繊維（商品名：ケブラーパルプ）が特に好ましい。
【００１９】
このような基材繊維は、得られるジョイントシート中に通常、５〜８０重量％、好ましくは１０〜５０重量％の量で含まれていることが望ましい。
［ゴム材］
ゴム材としては従来公知のものが広く用いられるが、本発明においては、下記のようなアクリルゴムおよび／またはニトリルゴムを含むことが好ましい。
アクリルゴム
本発明で用いられるアクリルゴムとしては、（メタ）アクリル酸アルキルエステルとアクリロニトリルとの共重合体、あるいは、
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとアクリロニトリルと官能基（例：水酸基，カルボキシル基）含有モノマーとの共重合体、あるいは（メタ）アクリル酸アルキルエステルと官能基含有モノマーとの共重合体などが挙げられる。
【００２０】
このようなアクリルゴムには、アクリロニトリルが通常０〜５０重量％、好ましくは３〜３０重量％、さらに好ましくは５〜１５重量％の量で共重合されていることが望ましい。このアクリルゴム中におけるアクリロニトリル成分単位の含有量が増大すると、乾熱下の耐熱性は低下し蒸気雰囲気下の耐熱性は向上する傾向があり、反対にアクリロニトリル成分単位の含有量が低下すると乾熱下の耐熱性は向上し蒸気雰囲気下の耐熱性は低下する傾向があるが、上記のような量でアクリロニトリルが共重合されてなるアクリルゴムを用いると、耐蒸気特性および耐熱性のバランスに優れたジョイントシートが得られる。
【００２１】
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、通常該エステル中のアルキル基が炭素数１〜２０程度の鎖状、分岐鎖状あるいは脂環状のものが用いられ、このようなアルキルエステルとしては、具体的には、例えば、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸ヘキサデシル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、フマル酸ジエチル、メタクリル酸ジエチルなどが挙げられ、これらの内では、アルキル基が鎖状であり、そのアルキル鎖の炭素数が１〜１０程度の（メタ）アクリル酸アルキルエステルである（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸オクチルが好ましく用いられる。
【００２２】
アクリルゴムを製造する際には、上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルは、１種または２種以上組み合わせて用いられる。
必要により用いられる官能基含有モノマーとしては、官能基として例えばカルボキシル基、水酸基、ハロゲン基、エポキシ基を有するようなモノマーが挙げられ、このような官能基含有モノマーとしては、具体的には、例えば
（メタ）アクリル酸、マレイン酸等のカルボキシル基含有モノマー；
（メタ）アクリル酸ヒドロキシメチル、（メタ）アクリル酸１−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸１−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、Ｎ−メチロールアクリルアミド等の水酸基含有モノマー；
ハロゲン化カルボン酸ビニル（モノクロロ酢酸ビニルなど）、２-クロロエチ ルビニルエーテル、ビニルクロロアセテート、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレン等のハロゲン基含有モノマー；
アリルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有モノマー等が挙げられ、これらの内では水酸基、ハロゲン基、またはカルボキシル基含有モノマーが好ましく、具体的にはモノクロロ酢酸ビニルのようなハロゲン化カルボン酸ビニル、ヒドロキシエチルメタアクリレートが好ましく用いられる。
【００２３】
このようなアクリルゴムの例を挙げると、アクリル酸ブチル８０〜９０重量％／アクリル酸エチル０．５〜２重量％／アクリロニトリル５〜２０重量％、
アクリル酸エチル９０〜９８重量％／モノクロロ酢酸ビニル１〜５重量％、
アクリル酸ブチル８０〜９０重量％／アクリロニトリル５〜２０重量％／ヒドロキシエチルメタアクリレート０．５〜２重量％などが挙げられる。
【００２４】
なおこのアクリルゴムには、上記共重合用モノマーすなわち（メタ）アクリル酸アルキルエステル、アクリロニトリルおよびさらに必要により用いられる官能基含有モノマーと共に、下記のようなその他のモノマーが共重合されていてもよい。
【００２５】
その他のモノマーとしては、メチルビニルケトン、エチレン、イソブチレン、プロピレン、イソブチルビニルエーテル、プロペニルエーテル、イソプレン、ブタジエン、酢酸ビニル、ビニルスルフィド、ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、２−ビニルピロール、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニル琥珀酸イミド、Ｎ−ビニルカルバゾール、無水マレイン酸、無水（メタ）アクリル酸、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、メチルビニルケトン、アクリルアミド 、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、メタクリロニトリル、フマロニトリル等が挙げられる。
ニトリルゴム
ニトリルゴム（ＮＢＲ）は、アクリロニトリルとブタジエンとの共重合体であって、該共重合体中におけるアクリロニトリルから誘導される構成単位の含有量は、特に限定されないが、例えば１５〜５０重量％程度である。なお、このようなニトリルゴムには、上記共重合成分すなわちアクリロニトリルとブタジエン以外に、通常ニトリルゴムに共重合成分として含まれ得るような成分、例えば（メタ）アクリル酸、２ーメチルー５-ビニルピリジン等の他の成分が共重合されてい てもよい。
【００２６】
このニトリルゴムは、前記アクリルゴムを併用する場合には、ジョイントシート中に前記アクリルゴム１００重量部に対して通常２〜５０重量部、好ましくは５〜２０重量部の量で含まれていることが望ましい。
【００２７】
本発明のジョイントシートには、下記のようなゴム材が含まれていてもよい。ゴム材は、上記の基材繊維類を結合する役割等を果たしており、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン―プロピレンゴム（ＥＰＭ）、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、シリコ―ンゴム（Ｓｉ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、エチレン酢ビゴム（ＥＶＡ）、塩化ポリエチレン（ＣＰＥ）、塩化ブチルゴム（ＣＩＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ニトリルイソプレンゴム（ＮＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）などが挙げれる。
【００２８】
またこれらのゴム材例えばＳＢＲにナフテン系のプロセス油が配合された油展ゴムを用いることもできる。さらにまた、このような油展ゴムと上記のようなゴム材とを組合せて用いることもできる。アクリルゴムおよびニトリルゴム以外のこれらのゴム材の内では、得られるジョイントシートの耐熱性等の観点から、熱硬化性のゴム材が好ましい。
【００２９】
このようなアクリルゴム、ニトリルゴム等のゴム材は、総量で、ジョイントシート中に、通常５〜３０重量％、好ましくは１０〜２０重量％の量で含まれていることが望ましい。
［再生膨張黒鉛および膨張黒鉛］
再生膨張黒鉛は、膨張黒鉛（バージン）を圧縮粉砕して得られる。この際の圧縮圧は、少なくとも１ｋｇ／ｃｍ2、通常１〜１００ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは５〜４０ｋｇ／ｃｍ2、さらに好ましくは１０〜３０ｋｇ／ｃｍ2であることが望ましい。なお、本発明においては、このように圧縮した後、必要によりシート状等に一旦成形し、次いで粉砕してもよい。また、圧縮され、さらに必要により成形された膨張黒鉛シートガスケット等の打ち抜き残滓を粉砕して用いてもよい。このような再生膨張黒鉛は、膨張黒鉛（バージン）と比べて、基材繊維、ゴムなどとの濡れ性（混和性）が良好であり、ジョイントシート中に大量に配合できる。
【００３０】
このような再生膨張黒鉛の長手方向の長さは、通常１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜８０μｍ、さらに好ましくは２０〜５０μｍ，特に好ましくは３０〜５０μｍ程度である。
【００３１】
このような再生膨張黒鉛は、得られるジョイントシート中に、通常、１〜７０重量％、好ましくは１０〜６０重量％程度の量で含有されていることが望ましい。
【００３２】
このような再生膨張黒鉛が含有されたジョイントシートでは、著しくシール性に優れ、圧縮率が大きく、フランジ面への馴染み性に優れている。
なお、上記膨張黒鉛（バージン）は、通常、黒鉛を硫酸、硝酸等で酸処理して層間化合物を生成させたのち、この層間化合物を水洗・乾燥し、次いで熱により黒鉛結晶層間を膨張させて得られるフレーク状粉末である。この膨張黒鉛（バージン）は、製法などにもより一概に決定されないが、例えば、粒度範囲は５０〜６００μｍ程度である。
【００３３】
本発明に係るジョイントシートには、上記再生膨張黒鉛と共に、このような膨張黒鉛（バージン）が含まれていても良い。このように再生膨張黒鉛と膨張黒鉛とを併用する場合には、その合計量が上記の範囲となるような量で用いることが好ましい。このように、再生膨張黒鉛と膨張黒鉛とが含有されたジョイントシートでは、膨張黒鉛のみが配合されたジョイントシートよりも圧縮率が大きく、フランジ面への馴染み性に優れる傾向がある。
［吸水樹脂］
本発明に係るジョイントシートには、吸水樹脂が含有されていてもよく、このような吸水樹脂としては、イオン性基またはその塩あるいは、ノニオン性親水性基を有する、親水性かつ水不溶性の水膨潤性高分子が挙げられる。
【００３４】
イオン性基またはその塩としては、カルボキシル基、スルホン基、リン酸基、第４級アンモニウム塩基、アミノ基、イミノ基、ピリジニウム塩基などが挙げられ、ノニオン性親水性基としては、ヒドロキシル基、エーテル基、鎖状または環状アミド基、ニトリル基などが挙げられる。このような吸水樹脂（水膨潤性物質）には、イオン性基またはその塩と、ノニオン性親水性基の両者が含まれていてもよい。これらの吸水樹脂は、天然物であってもよく、合成物あるいは半合成物（例：澱粉系、カルボキシメチルセルロース系）であってもよい。
【００３５】
このような吸水樹脂としては、具体的には、例えば、
アクリル酸またはその塩とジビニルベンゼンとの共重合体；
アクリロニトリルと塩化ビニル（または塩化ビニリデン）、およびこれらと共重合可能な１種または２種以上のエチレン系単量体とを共重合してなる重合体のアルカリ加水分解物；
アクリロニトリル系重合体をアルカリで加水分解してなる重合体のホルムアルデヒド架橋体；
アクリロニトリル系重合体（例：アクロリニトリル−酢酸ビニル共重合体）をアルカリで加水分解してなる重合体を乾燥し、繊維状化させたもの；
アクリロニトリルとアクリル酸とＮ-メチロールアクリロアミドとを共重合し、紡糸し、架橋し（例：２０％Ｈ2ＳＯ4存在下に１００℃に加熱）、乾燥し、次いで繊維状化させたもの；
アシル化ポリエチレンイミンとＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）とを反応させ、発泡（例：１３０℃×３０分間加熱）させた後、水洗し乾燥させたもの；
アクリルアミド系共重合体のホルムアルデヒド架橋体；
ポリアクリル酸とポリビニルアルコールとの酸縮合物；
ポリビニルアルコールの放射線架橋体あるいは、ポリビニルアルコールのエピクロルヒドリン、オルトリン酸あるいはアルブミンによる架橋体を乾燥させたもの；
ポリビニルアルコールのリン酸縮合体；
２-ヒドロキシエチルメタクリレートとエチレングリコールジメタクリレートとの共重合体；
２-メチル-５-ビニルピリジンとＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドとの共重合体；
Ｎ，Ｎ’-ジメチルアミノエチルメタクリレートとＮ，Ｎ’-メチレンビスアクリルアミドとの共重合体；
Ｎ-ビニル-２-ピロリドンとエチレングリコールジメタクリレートとの共重合体；
ポリオキシエチレンの放射線照射による架橋体；
澱粉の酸性下加熱縮合物；
澱粉とモノクロル酢酸ナトリウムとの反応によるカルボキシルメチル化物をホルムアルデヒドにて架橋し、乾燥させたもの；
澱粉とポリアクリル酸ナトリウムとを加熱混練（例：１５０℃〜１７０℃、水中）した後、乾燥させたもの；
多糖類［例：澱粉、ザンタンガム、グアーガム、キサトン、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、好ましくは澱粉］にアクリル酸をグラフト重合したものまたはその中和物 ；
澱粉-アクリロニトリルグラフト共重合体のケン化物；
澱粉とアクリル酸とトリメチロールプロパントリアクリル酸エステル（TMPTA）との共重合体の中和物の乾燥体；
ビニルエステルとエチレン系不飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合体ケン化物の乾燥体；
セルロース-アクリロニトリルグラフト重合物を加水分解した後、乾燥した物；
セルロースとモノクロル酢酸ナトリウムとの反応によるカルボキシルメチル化物を架橋または加熱不溶化し、繊維状化したもの；
再生セルロースとポリアクリル酸ナトリウムとの重合体を紡糸し凝固し乾燥したもの；
アクリル酸金属塩ポリマーを架橋剤（例：金属イオン、ポリエポキシ化合物）にて架橋し、乾燥したもの；
アクリル酸ナトリウムを架橋剤の存在下に重合し、次いで乾燥したもの；
アクリル酸ナトリウムをソルビタン脂肪酸エステル等の存在下に懸濁重合してなる自己架橋物を乾燥したもの；
酢酸ビニルと（メタ）アクリル酸メチルとの共重合体をアルカリ存在下に加水分解し、次いで乾燥したもの；
などが挙げられる。これらの吸水樹脂は、１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００３６】
これらの吸水樹脂の形状は、特に限定されず、例えば、粉末状、繊維状、液状、ゲル状、フィルム状などが挙げられる。
このような吸水樹脂は、ジョイントシート中に、通常１〜８０重量％、好ましくは２〜２０重量％、さらに好ましくは２〜１５重量％の量で含有されてもよい。このような吸水樹脂が含有されているジョイントシートでは、吸水樹脂が含有されていないジョイントシートの場合よりも低面圧での締め付けで、所望の水シール性を得ることができる。
［ゴム薬品および充填材］
ゴム薬品としては、
(i) イソシアネート系化合物の他、硫黄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属石鹸、過酸化物、ジニトロソベンゼンなどの加硫剤、
(ii)チアゾール系化合物、ポリアミン系化合物、スルフェンアミド系化合物、ジチオカルバメート系化合物（例：ジチオカルバミン酸亜鉛）、アルデヒドアミン系化合物、グアニジン系化合物、チオ尿素系化合物、キサンテート系化合物などの加硫促進剤等が挙げられる。これらのゴム薬品は１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。これらのゴム薬品は、ジョイントシート中に、通常０．１〜１０重量％、好ましくは３〜５重量％の量で含まれていることが望ましい。
【００３７】
充填材としては、
クレー、タルク、硫酸バリウム、重炭酸ナトリウム、グラファイト（黒鉛）、硫酸鉛、トリポリ石、ウォラストナイトなどが挙げられる。
【００３８】
再生膨張黒鉛並びに膨張黒鉛を除くこれらの充填材は、１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。該充填材は、ジョイントシート中に、通常５〜８０重量％、好ましくは１０〜５０重量％の量で含まれていることが望ましい。
［ジョイントシートの製造］
次に本発明に係るジョイントシートの製造方法について説明する。
【００３９】
例えば、トルエン、ゴム揮などのゴム材用溶剤に、上記のアクリルゴム、ニトリルゴム等のゴム材を溶解させ、これに再生膨張黒鉛（および必要によりさらに膨張黒鉛および／または吸水樹脂）、ゴム薬品および充填材を混入する。得られた溶液または分散液に、芳香族ポリアミド繊維、フィブリル化した芳香族ポリアミド繊維等の有機繊維および／またはガラス繊維等の無機繊維からなる基材繊維を配合して均一になるように混練して粘土状のジョイントシート形成用組成物を準備する。次いでこの組成物を熱ロールと冷却ロールとからなる一対のロール間に挿入して加熱圧延する。この際、熱ロールは１２０〜１６０℃の温度に、また冷却ロールは３０℃以下の温度に保たれていることが好ましく、このような一対のロールを含む装置は、シーター装置として公知である。
【００４０】
上記のようにジョイントシート形成用組成物を一対のロール間に挿入すると、該組成物は加熱圧延されて熱ロール側にシート状に積層される。このシート状の組成物を熱ロールから剥離させると、ジョイントシートが得られる。
【００４１】
なおゴム材用溶剤は、ジョイントシート形成用組成物の混練工程、加熱圧延工程でほとんど完全に蒸散してしまう。
なお、ジョイントシート形成用組成物を一対のロール間に挿入してシート状に圧延する際に、冷却ロールに該組成物の一部が付着することがある。このような冷却ロールへのジョイントシート形成組成物の付着防止は、該組成物中に有機帯電防止剤を０．１〜１０重量％の量で添加することによって高めることができる。有機帯電防止剤としては、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリドなどのカチオン性帯電防止剤、アルキル硫酸エステルなどのアニオン性帯電防止剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどの非イオン性帯電防止剤、ベタインなどの両性帯電防止剤、水溶性ポリマー帯電防止剤あるいはケイ素化合物系帯電防止剤などが用いられる。
【００４２】
本発明に係るジョイントシートは上記製法に限定されず、従来公知の抄紙法にて製造することもできる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係るジョイントシートは、特定量の再生膨張黒鉛を含んでいるため、高温域での寸法安定性、フランジ面への馴染み性、シール性等に優れている。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。なお、以下の説明では、充填材というときは、通常、再生膨張黒鉛、膨張黒鉛を含まない意味で用いている。
［試験方法］
試料厚さ：１．５ｍｍ
１．常態試験
ＪＩＳ Ｒ ３４５３に準拠して測定した。
２．耐熱老化試験
ａ）引張強さ
試料を熱処理した後、ＪＩＳ Ｒ ３４５３に準拠して測定した。
【００４５】
ｂ）寸法変化率
試料として、２５mm（縦）×１５０mm（横）×１．５mm（厚さ）の大きさのものを用いて、熱処理前後の試料の寸法変化率を、座標測定器［トプコン（株）製］にて測定した。
【００４６】
ｃ） 破断距離・破断荷重
試料として、２５mm（縦）×１５０mm（横）×１．５mm（厚さ）の大きさのものを用いた。
【００４７】
熱処理後の試料を、図１に示すようなインストロン万能試験機１０を使用して１０（mm／分）の速度で圧縮（下方に押し曲げる）して、破断距離（mm）および破断荷重（Ｎ）を求めた。なお、試料の柔軟性が大きいほど破断距離Ｌは大きくなり、また試料の熱硬化の度合が大きいほど破断距離は小さくなる。
［インストロン万能試験機］
なお、このインストロン万能試験機１０は、所定距離Ｍ（６０mm）離間して垂直に立設された上端部が水平な２枚の板状支持脚と、これらの板状支持脚の上端面に沿って該上端面上にそれぞれ配置された２本の丸棒５（直径φ：１０mm）と、これら丸棒−丸棒間上方に配置され、所定速度（１０mm／分）で試料１を押す（試料の圧縮）ことにより、前記丸棒５，５間に掛け渡された試料１を下方４に押し曲げ破断させる荷重３とからなっている。
【００４８】
このインストロン万能試験機を用いた試験においては、落下体３を試料上に落下させることにより試料に亀裂が生じた時の距離Ｌ（mm）を破断距離とし、その時の荷重を破断荷重とした。荷重を降下させ変形（破断）させた状態の試料を点線２で表わしている。
３．耐蒸気特性試験
耐蒸気特性試験に際しては、熱処理装置としてオートクレーブを使用した。
ａ）引張強さ、圧縮率、復元率
試料を熱処理した後、ＪＩＳ Ｒ ３４５３に準拠して測定した。
ｂ）伸び率
試料として、２５mm（縦）×１５０mm（横）×１．５mm（厚さ）の大きさのものを用いた。該試料をチャック間距離１００（ｍｍ）に設定したインストロン万能試験機に固定し、該試料を１０（ｍｍ／分）の速度でその横方向に引張り、破断するまでの伸び率を測定した。
【００４９】
試料の柔軟性が大きいほどその伸び率は大きくなり、硬化するほど伸び率は小さくなっている。
４．シール性
「表２」、「表６」に示すシール性は、本発明の方法により得られた厚さ１．５ｍｍのジョイントシートを外径６５ｍｍ、内径５０ｍｍに打抜いてガスケットを得た。このガスケットを「マルトーシールテスター」（丸東社製）を使用し、ガスケット締付応力９．８ＭＰａ、流体圧０．０９８ＭＰａの窒素ガスにて、シール性を測定した。
５．水シール性
表８に示す水シール性は、ＡＳＴＭ Ｆ ３７ sealability に準拠して測定した。
６．膨潤速度試験
「表７」に示す膨潤速度試験は、ＴＳＫ ７１００ ４．１２項に準拠して測定した。
７．再生膨張黒鉛
以下の実施例、比較例等で用いた「再生膨張黒鉛」は、▲１▼膨張黒鉛（バージン）を加圧・圧縮したものを粉砕するか、▲２▼膨張黒鉛シートガスケット等の打抜き残滓を、粒度５０μｍ以下に粉砕することにより得られる。
８．膨張黒鉛のカサ密度、粒度範囲
以下の実施例、比較例等で用いた膨張黒鉛のカサ密度、粒度範囲は、下記のとおり。
【００５０】
▲１▼ 膨張黒鉛［商品番号：ＥＸＰ．Ｐ，日本黒鉛工業（株）製］：カサ密度が０．０６g/cm3であり、その粒度範囲が１００〜６００μｍである。
▲２▼ 膨張黒鉛［商品番号：ＥＰ，日本黒鉛工業（株）製］：カサ密度が０．１２g/cm3であり、その粒度範囲が５０〜４００μｍである。
９．吸水樹脂
：ビニルアルコール／アクリル酸共重合体，商品名：「スミカゲル ＳＰ−５２０」、住友化学工業（株）製。
１０．ＬＬＣ
：Long Life Coolantの略で、冷却水を表し、本明細書では水/エチレングリコール＝1/1(体積比)を使用。
【００５１】
【実施例１】
以下の組成を有するジョイントシート形成用組成物を調製した。
【００５２】
次に得られたジョイントシートの各種特性を上記のようにして測定した。
結果を表１〜表４に示す。
【００５３】
【実施例２】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００５４】
結果を表１〜表４に示す。
【実施例３】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００５６】
結果を表１〜表４に示す。
【実施例４】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００５８】
結果を表１〜表４に示す。
【実施例５】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００６０】
結果を表１〜表４に示す。
【比較例１】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００６２】
結果を表１〜表４に示す。
【比較例２】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００６４】
結果を表１〜表４に示す。
【参考例１】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００６６】
結果を表１〜表４に示す。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【実施例６】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００７２】
結果を表５〜表８に示す。
【実施例７】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００７４】
結果を表５〜表８に示す。
【実施例８】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００７６】
結果を表５〜表８に示す。
【実施例９】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００７８】
結果を表５〜表８に示す。
【実施例１０】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００８０】
結果を表５〜表８に示す。
【比較例３】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００８２】
結果を表５〜表８に示す。
【比較例４】
実施例１において、配合材料および配合割合をそれぞれ下記のように変えた以外は、実施例１と同様にしてジョイントシートを製造し、実施例１と同様に各種特性を測定した。
【００８４】
結果を表５〜表８に示す。
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、インストロン万能試験機を用いた試料の破断距離および破断荷重の測定方法の説明図である。
Claims (8)
- 非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維、ゴム材、膨張黒鉛を圧縮粉砕して得られる再生膨張黒鉛、ゴム薬品および該再生膨張黒鉛以外の充填材を含んでなり、
上記再生膨張黒鉛が、ジョイントシート中に１〜７０重量％の量で含まれていることを特徴とするジョイントシート。 - 上記非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維、ゴム材、再生膨張黒鉛、ゴム薬品および再生膨張黒鉛以外の充填材がジョイントシート中に、それぞれ下記の量で含まれていることを特徴とする請求項１に記載のジョイントシート：
- さらに吸水樹脂が含有されていることを特徴とする請求項１に記載のジョイントシート。
- 上記非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維、ゴム材、再生膨張黒鉛、吸水樹脂、ゴム薬品および再生膨張黒鉛以外の充填材がジョイントシート中に、それぞれ下記の量で含まれていることを特徴とする請求項３に記載のジョイントシート：
- 非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維、ゴム材、膨張黒鉛を圧縮粉砕して得られる再生膨張黒鉛と膨張黒鉛、ゴム薬品および充填材（再生膨張黒鉛と膨張黒鉛を除く）を含んでなり、
上記再生膨張黒鉛と膨張黒鉛とが、ジョイントシート中に合計で１〜７０重量％の量で含まれていることを特徴とするジョイントシート。 - 上記非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維、ゴム材、再生膨張黒鉛と膨張黒鉛、ゴム薬品、充填材（再生膨張黒鉛と膨張黒鉛を除く）がジョイントシート中に、それぞれ下記の量で含まれていることを特徴とする請求項５に記載のジョイントシート：
- さらに吸水樹脂が含有されていることを特徴とする請求項５に記載のジョイントシート。
- 上記非石綿系無機繊維および／または有機繊維からなる基材繊維、ゴム材、再生膨張黒鉛と膨張黒鉛、吸水樹脂、ゴム薬品、充填材（再生膨張黒鉛と膨張黒鉛を除く）がジョイントシート中に、それぞれ下記の量で含まれていることを特徴とする請求項７に記載のジョイントシート：
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