JP4852328B2 - Beater sheet gasket - Google Patents
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- Gasket Seals (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Description
本発明は、種々のシール材として幅広く用いられるビーターシートガスケットに関し、耐熱性やシール性に優れた高強度のビーターシートガスケットを提供する。 The present invention relates to a beater sheet gasket widely used as various sealing materials, and provides a high-strength beater sheet gasket excellent in heat resistance and sealability.
ガスケットは、シール材として非常に広範な分野において用いられている。その基本組成は、繊維材料と充填材、ゴム材料などのマトリックス成分から成り、その製造方法からビーターシートとジョイントシートに分類される。 Gaskets are used in a very wide range of fields as sealing materials. The basic composition is composed of a matrix component such as a fiber material, a filler, and a rubber material, and is classified into a beater sheet and a joint sheet according to the manufacturing method.
特に、工業プラント等に使用されるガスケットは、非常に高い耐熱性と、耐薬品性、シール性が求められており、これまでそういった用途には主に耐熱性や耐薬品性に優れ、また低コストであるアスベストを繊維材料として用いたガスケットが使用されていた。しかしながら、昨今のアスベストに対する人体の影響が社会問題となっていることを背景に、アスベスト全廃に向けた規制ができつつある。こういった中で、アスベストを用いず、且つ耐熱性や耐薬品性に優れたガスケットの開発が精力的に行われている。 In particular, gaskets used in industrial plants and the like are required to have extremely high heat resistance, chemical resistance, and sealing properties. Until now, such applications have mainly excellent heat resistance and chemical resistance, and low resistance. Gaskets using asbestos, which is the cost, as a fiber material have been used. However, against the background of the recent influence of the human body on asbestos has become a social problem, regulations for the abolition of asbestos are being made. In went this, without using asbestos, development of the gasket is energetically performed and excellent in heat resistance and chemical resistance.
例えば、特公平４−５０５３号公報などでは、繊維材料にアスベストの代わりに芳香族ポリアミド繊維及び／又はフィブリル化した芳香族ポリアミド繊維を用い、ゴム材料等のバインダー成分と充填材、ポリオレフィン重合体を含むことを特徴とするジョイントシートが開示されている。このジョイントシートは、アスベストを用いず、またポリオレフィン重合体を添加することで、芳香族ポリアミド繊維を繊維材料として用いた場合の欠点であったシール性の向上を達成しているが、一方で工業プラント等の配管で、例えば高圧蒸気のようなものにさらされた場合、ポリオレフィン重合体の他、ゴム材料が容易に劣化し、その結果強度やシール性、圧縮復元性等が大幅に低下する問題がある。 For example, in Japanese Patent Publication No. 4-5053, an aromatic polyamide fiber and / or a fibrillated aromatic polyamide fiber is used as a fiber material instead of asbestos, and a binder component such as a rubber material, a filler, and a polyolefin polymer are used. A joint sheet characterized in that it is included is disclosed. Although this joint sheet does not use asbestos and adds a polyolefin polymer, it achieves improved sealing performance, which was a drawback when using aromatic polyamide fibers as a fiber material. When exposed to piping such as high-pressure steam, for example, in plants, rubber materials easily deteriorate in addition to polyolefin polymers, resulting in a significant decrease in strength, sealability, compression recovery, etc. There is.
更に特開平７−２３３３６０号公報などでは、有機繊維材料、ゴム材料、充填材およびある特定量の膨張黒鉛からなるジョイントシートが開示されている。このジョイントシートは、膨張黒鉛を特定量添加することにより耐熱性や耐水蒸気性が向上するものの、膨張黒鉛のような粉体の量が多くなると、シートの強度は低下するという問題点があった。 Further, JP-A-7-233360 discloses a joint sheet made of an organic fiber material, a rubber material, a filler, and a specific amount of expanded graphite. Although this joint sheet improves heat resistance and water vapor resistance by adding a specific amount of expanded graphite, there is a problem that the strength of the sheet decreases when the amount of powder such as expanded graphite increases. .
このようにシートの強度と耐熱性、耐水蒸気性を両立させることは難しく、高い耐熱性やシール性、高強度を有するシール材の開発が強く望まれていた。 Thus, it is difficult to achieve both the strength, heat resistance, and water vapor resistance of the sheet, and development of a sealing material having high heat resistance, sealing properties, and high strength has been strongly desired.
本発明は、アスベストを使用しない、高い耐熱性、耐水蒸気性やシール性、高強度の性能を合わせ持つ、ビーターシートガスケットに関するものである。 The present invention relates to a beater sheet gasket that does not use asbestos and has high heat resistance, water vapor resistance, sealability, and high strength performance.
繊維状材料、充填材、結合剤樹脂を主成分として成るビーターシートガスケットにおいて、パラ型全芳香族ポリアミド及び／又はメタ型全芳香族ポリアミド重合体溶液を水系凝固液に導入して得られる非晶質含水成形物からなるパラ型全芳香族ポリアミド繊維フィブリッド及び／又はメタ型全芳香族ポリアミド繊維フィブリッド、及びパラ型全芳香族ポリアミド繊維の高度にフィブリル化したアラミドパルプを繊維状材料の原料として含むビーターシートガスケットとする。 Amorphous material obtained by introducing para-type wholly aromatic polyamide and / or meta-type wholly aromatic polyamide polymer solution into water-based coagulating liquid in beater sheet gasket mainly composed of fibrous material, filler and binder resin Para-type wholly aromatic polyamide fiber fibrids and / or meta-type wholly aromatic polyamide fiber fibrids and highly fibrillated aramid pulp of para-type wholly aromatic polyamide fibers made of water-containing molded products Use a beater sheet gasket.
本発明者は、本目的達成のため鋭意検討を重ねた結果、まず繊維状材料として、パラ型全芳香族ポリアミド溶液を水系凝固液に導入して得られる非晶質含水成形物であるパラ型全芳香族ポリアミド繊維フィブリッド（以後非晶質含水フィブリッドと略称する）を水に分散させたスラリーとし、抄造することにより得られたシート状物を乾燥・熱プレスすることにより、非常に高強度で、また平滑性に富んだ紙が得られることに着目した。これは、この非晶質含水フィブリッドが十分に結晶化が進行していないこと、またポリマー内部に大量の水を含んでいること、また元々この非晶質含水フィブリッドは幾分柔軟であるために、ゴム材料等のバインダー成分のようにバインダー性能を有する上、カレンダー等による熱プレスにより容易に表面が平滑になること、更に抄紙後、乾燥・熱プレスによりポリマー内部の水が除去されることにより結晶化が進行して強度が発現するものと推測される。そこで、一般的なビーターシートガスケットの配合物である、繊維材料、ゴム材料、充填材等に、この非晶質含水フィブリッドを加えたり、また繊維材料および／またはゴム材料などのバインダー成分の一部を非晶質含水フィブリッドで置き換えたりして、ビーターシートガスケットを作製したところ、耐熱性やシール性に優れた、高強度のシール材が得られることを見出し、本発明に到達した。 As a result of intensive studies to achieve this object, the present inventor has first obtained a para type which is an amorphous water-containing molded product obtained by introducing a para type wholly aromatic polyamide solution into a water-based coagulating liquid as a fibrous material. By making a slurry of wholly aromatic polyamide fiber fibrid (hereinafter abbreviated as amorphous water-containing fibrid) dispersed in water, sheet-like material obtained by papermaking is dried and hot pressed, In addition, attention was paid to the fact that a paper with high smoothness can be obtained. This is because the amorphous water-containing fibrids are not sufficiently crystallized, the polymer contains a large amount of water, and the amorphous water-containing fibrids are originally somewhat flexible. In addition to having binder performance like a binder component such as a rubber material, the surface is easily smoothed by heat pressing with a calendar, etc., and further, water inside the polymer is removed by drying and heat pressing after paper making It is presumed that crystallization proceeds and strength develops. Therefore, this amorphous water-containing fibrid is added to a fiber material, rubber material, filler, etc., which is a composition of a general beater sheet gasket, and a part of binder component such as fiber material and / or rubber material. Was replaced with amorphous hydrous fibrids to produce a beater sheet gasket. As a result, it was found that a high-strength sealing material excellent in heat resistance and sealing performance was obtained, and the present invention was achieved.
かくして本発明によれば、繊維状材料、充填材、結合剤樹脂を主成分として成るビーターシートガスケットにおいて、パラ型全芳香族ポリアミド及び／又はメタ型全芳香族ポリアミド重合体溶液を水系凝固液に導入して得られる非晶質含水成形物からなるパラ型全芳香族ポリアミド繊維フィブリッド及び／又はメタ型全芳香族ポリアミド繊維フィブリッド、及びパラ型全芳香族ポリアミド繊維の高度にフィブリル化したアラミドパルプを繊維状材料の原料として含み、該非晶質含水成形物からなるパラ型全芳香族ポリアミド繊維フィブリッド及び／又はメタ型全芳香族ポリアミド繊維フィブリッドの水分率が１０〜９９％であることを特徴とするビーターシートガスケットを提供するものであり、非常に耐熱性やシール性に優れた、高強度のビーターシートガスケットを簡便に製造する方法が提供される。 Thus, according to the present invention, in a beater sheet gasket mainly composed of a fibrous material, a filler, and a binder resin, the para-type wholly aromatic polyamide and / or the meta-type wholly aromatic polyamide polymer solution is converted into an aqueous coagulating liquid. Para-type wholly aromatic polyamide fiber fibrids and / or meta-type wholly aromatic polyamide fiber fibrids , and para-type wholly aromatic polyamide fibers made of amorphous water-containing moldings obtained by introduction , and highly fibrillated aramid pulp The moisture content of the para-type wholly aromatic polyamide fiber fibrid and / or the meta-type wholly aromatic polyamide fiber fibrid, which is included as a raw material of the fibrous material and is made of the amorphous water-containing molded product, is 10 to 99%. It provides beater sheet gaskets that are extremely heat resistant and highly sealable, with high strength. How to easily produce over coater sheet gasket is provided.
ビーターシートガスケットのシール性、引張強度や高圧水蒸気に対する耐久性が向上し、工業プラント等のように非常に高い耐熱性と、シール性、高強度などが求められる環境下で使用されるガスケットに用いる場合において特に有用である。 Beater sheet gasket has improved sealing performance, tensile strength and durability against high-pressure steam, and is used for gaskets used in environments where extremely high heat resistance, sealing performance, high strength, etc. are required, such as in industrial plants. It is particularly useful in some cases.
本発明における非晶質含水フィブリッドとは、例えば、ＷＯ２００４／０９９４７６Ａ１、特公昭３５−１１８５１号公報、特公昭３７−５７３２号公報などに記載されているような、有機系高分子重合体溶液を、該高分子重合体溶液の凝固液と剪断力とが存在する系において混合するなどの方法より作製される、微小のフィブリルを有する薄葉状、鱗片状の小片、ランダムにフィブリル化した微小短繊維、または粒状の粒子状物を指す。ここで非晶質とは一般に水素結合に基づく結晶構造を形成する前の構造物を指す。さらに非結晶構造中に水分が含まれたものを非晶質含水成形物と総称する。一般にポリマーは凝固後、乾燥や延伸することにより結晶化が進行するが、凝固ポリマー中にある程度の水を含むことによりその結晶化が抑制され、それゆえ該非晶質含水フィブリッドの結晶化度は含水率とある程度相関しているといえる。一概には言えないが、含水率が高いほど結晶化度は低く、含水率が低いほど結晶化度は高いと推定される。低結晶化度であるほど柔軟であり、かつ他の繊維材料との絡み合いにおいてバインダー的な特性を有するものとなり、乾燥プレス工程で結晶化が進むことにより、耐熱性のある高強度バインダーとなる。 The amorphous water-containing fibrid in the present invention is, for example, an organic polymer solution as described in WO2004 / 099476A1, Japanese Patent Publication No. 35-11851, Japanese Patent Publication No. 37-5732, etc. A thin leaf-like piece having a fine fibril, a scaly piece, a short fiber randomly fibrillated, prepared by a method such as mixing in a system in which a coagulation liquid and a shearing force of the polymer solution exist. Or a granular particulate matter is pointed out. Here, the term “amorphous” generally refers to a structure before a crystal structure based on hydrogen bonds is formed. Further, a material in which moisture is contained in an amorphous structure is collectively referred to as an amorphous water-containing molded product. In general, crystallization proceeds by drying or stretching after solidification of the polymer, but the crystallization is suppressed by containing a certain amount of water in the solidified polymer. It can be said that there is some correlation with the rate. Although it cannot be generally stated, it is estimated that the higher the water content, the lower the crystallinity, and the lower the water content, the higher the crystallinity. The lower the degree of crystallinity, the more flexible and the binder property in the entanglement with other fiber materials, and the crystallization proceeds in the drying press step, whereby a heat-resistant high-strength binder is obtained.
一旦乾燥工程等を経て該非晶質含水フィブリッドの水が除去された場合、ポリマーの結晶化が進行することにより、再びポリマー中へ大量の水が存在することが困難となり、その結果、本発明で期待されるような、バインダー的な特性は示せず、高強度が発現しないため好ましくない。 Once the water of the amorphous hydrous fibrid is removed through a drying process or the like, it becomes difficult for a large amount of water to exist again in the polymer due to the progress of crystallization of the polymer. As expected, the binder-like characteristics cannot be shown, and high strength is not exhibited.
以上により、該非晶質含水フィブリッドは一般には有機高分子重合体溶液を水系凝固液に導入後、急激な剪断力をかけて微小なフィブリッドとした後、水洗後／又は水洗することなく、かつ乾燥することなくして得ることが好ましい。また非晶質含水フィブリッドとしては、有機系高分子重合体溶液を、水系凝固液で凝固して作製された非晶質含水成形物を湿潤状態で粘状叩解用リファイナリーやビーターを使用して更にフィブリル化したものを乾燥工程等を経ることなく回収されたものでも良い。 As described above, the amorphous water-containing fibrid is generally dried after the organic polymer solution is introduced into the water-based coagulation liquid and then subjected to a rapid shearing force to form a fine fibrid, and then washed with water and / or without washing with water. It is preferable to obtain without doing. As the amorphous hydrous fibrid, an amorphous hydrous molded product prepared by coagulating an organic polymer solution with an aqueous coagulation liquid is further used in a wet state using a refiner or beater for viscous beating. What was collect | recovered without passing through a drying process etc. may be sufficient as what was fibrillated.
さらに非晶質含水フィブリッド中に水分が存在することにより、ポリマーの結晶化が抑制されてポリマー自体があまり剛直にならずに柔軟であり、この状態で抄造等によりビーターシートガスケットの基となるシート状物を得た後、乾燥や熱プレスを行った場合、シート状物中の非晶質含水成形体有機繊維フィブリッドから水が除去されてポリマーの結晶化が進行し、且つその過程で平滑に変形するために、その結果として得られたビーターシートガスケットに高いシール性と高強度が発現するという効果も考えられる。 Furthermore, the presence of moisture in the amorphous water-containing fibrid suppresses the crystallization of the polymer, and the polymer itself is flexible without becoming too rigid. In this state, the sheet that becomes the basis of the beater sheet gasket by papermaking or the like After drying the product, when drying or hot pressing is performed, water is removed from the amorphous water-containing molded organic fiber fibrids in the sheet, and the crystallization of the polymer proceeds. In order to deform | transform, the effect that high sealing performance and high intensity | strength will express to the beater sheet gasket obtained as a result is also considered.
以上のことから、非晶質含水フィブリッドの水分率としては、１０〜９９％であることが必要で、１０％未満では結晶化度が高くなり、本発明の高強度、高シール性は得られない。また９９％以上であれば、水分が殆んどで効率が悪くなり好ましくない。好ましくは２０％以上、最も好ましくは５０％以上である。 From the above, the moisture content of the amorphous water-containing fibrid needs to be 10 to 99%, and if it is less than 10%, the crystallinity becomes high, and the high strength and high sealability of the present invention can be obtained. Absent. On the other hand, if it is 99% or more, the water content is almost undesirably reduced. Preferably it is 20% or more, most preferably 50% or more.
また本発明における非晶質含水フィブリッドの配合量としては、１〜５０重量％、好ましくは３〜３０重量％、さらに好ましくは５〜２０重量％である。配合量が１重量％未満の場合、配合量が少なすぎるために、このような非晶質含水フィブリッドを添加することによる明確な効果は得られない。一方、配合量が５０重量％を超える場合、一般に非晶質含水フィブリッドは、微小のフィブリルを有する薄葉状等の細かい形態を有しているために、スラリーを抄造する際に、ワイヤーメッシュに目詰まりが起こる、濾水時間が長くなる等、作業効率が低下して生産性が悪化するために好ましくない。 The blending amount of the amorphous water-containing fibrid in the present invention is 1 to 50% by weight, preferably 3 to 30% by weight, and more preferably 5 to 20% by weight. When the blending amount is less than 1% by weight, the blending amount is too small, so that a clear effect by adding such an amorphous water-containing fibrid cannot be obtained. On the other hand, when the blending amount exceeds 50% by weight, the amorphous water-containing fibrils generally have a fine shape such as a thin leaf having fine fibrils. It is not preferable because clogging occurs, drainage time is increased, and the work efficiency is lowered and productivity is deteriorated.
本発明における非晶質含水フィブリッドに使用するポリマーとしては、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドに代表されるパラ型全芳香族ポリアミドや、その共重合体、メタ型全芳香族ポリアミドであることが必要である。 The polymer used in the amorphous hydrous fibrid of the present invention, and para-type wholly aromatic polyamide represented by poly -p- phenylene terephthalamide, necessary that the copolymer is a meta-type wholly aromatic polyamide It is .
本発明における繊維材料としては、ガラス繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、ロックウール、炭素繊維、スチール繊維などの無機繊維や、パラ型全芳香族ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、セルロース繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、芳香族ポリエステル繊維などの有機繊維の短繊維や高度にフィブリル化したパルプ状繊維が挙げられ、少なくともパラ型全芳香族ポリアミド繊維の高度にフィブリル化したアラミドパルプが含まれていることが必要である。また単一または複数種組み合わせて用いることができ、その種類や組合せ、配合比率等は特に限定されるものではなく、その配合量としては、１〜７０重量％、好ましくは３〜５０重量％、さらに好ましくは５〜４０重量％である。 Examples of the fiber material in the present invention include inorganic fibers such as glass fiber, ceramic fiber, alumina fiber, potassium titanate fiber, rock wool, carbon fiber, and steel fiber, para-type wholly aromatic polyamide fiber, acrylic fiber, and poly-p. -Organic fiber short fibers such as phenylene benzobisoxazole fiber, cellulose fiber, polypropylene fiber, polyethylene fiber, and aromatic polyester fiber, and highly fibrillated pulp-like fibers are included. Must contain fibrillated aramid pulp. Moreover, it can be used in combination of a single kind or a plurality of kinds, and the kind, combination, blending ratio and the like are not particularly limited. More preferably, it is 5 to 40% by weight.
本発明における結合剤樹脂としては、ゴム材料が好ましく、ニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、天然ゴムなど一般に公知のゴムのラテックスを、単一または適宜複数組み合わせて用いることができ、その種類や組合せ、配合比率等は特に限定されるものではなく、その配合量としては、５〜４０重量％、好ましくは７〜３０重量％、さらに好ましくは１０〜２５重量％である。また、このようなゴムを加硫させるために、硫黄やイソシアネート、過酸化物などの加硫剤を適宜適量使用することができる。また、フッ素樹脂やウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラニン樹脂、尿素樹脂などの樹脂エマルションを用いることもできる。 As the binder resin in the present invention, a rubber material is preferable, and a latex of a generally known rubber such as nitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, silicon rubber, ethylene propylene rubber, fluorine rubber, isoprene rubber, natural rubber or the like is used. , Can be used singly or in combination as appropriate, and the type, combination, blending ratio and the like are not particularly limited, and the blending amount is 5 to 40% by weight, preferably 7 to 30% by weight, More preferably, it is 10 to 25% by weight. Further, in order to vulcanize such rubber, an appropriate amount of a vulcanizing agent such as sulfur, isocyanate, or peroxide can be used. Moreover, resin emulsions, such as a fluororesin, a urethane resin, an epoxy resin, a phenol resin, a melanin resin, a urea resin, can also be used.
本発明における充填材としては、クレイ、カーボンブラック、タルク、硫酸バリウム、カオリン、シリカ、グラファイト、膨張黒鉛、ウォラストナイトなど一般に公知の充填材を単一または複数種組み合わせて用いることができ、その種類や粒径、形状、組合せ、配合比率等は特に限定されるものではなく、その配合量としては、２０〜９０重量％、好ましくは３０〜８５重量％、さらに好ましくは４０〜８０重量％である。またシートを着色する目的で各種顔料を適宜適量添加することもできる。 As the filler in the present invention, generally known fillers such as clay, carbon black, talc, barium sulfate, kaolin, silica, graphite, expanded graphite, and wollastonite can be used singly or in combination. The type, particle size, shape, combination, blending ratio and the like are not particularly limited, and the blending amount is 20 to 90% by weight, preferably 30 to 85% by weight, more preferably 40 to 80% by weight. is there. In addition, an appropriate amount of various pigments can be appropriately added for the purpose of coloring the sheet.
本発明におけるビーターシートガスケットの製造工程として、まず原料のスラリーを調製する。このスラリーの水への投入順序等に特に規定はなく、繊維材料や非晶質含水フィブリッド、結合剤樹脂であるゴム材料や樹脂などのエマルジョン、充填材などを水へ投入し、例えばナイアガラビーターやディスクリファイナーなどの公知の叩解機を用いることができる。なお、叩解により形状が変わるなどの支障がある材料の場合は、繊維材料等を予め叩解した後に添加しても特に差し支えない。 As a manufacturing process of the beater sheet gasket in the present invention, first, a raw material slurry is prepared. There is no particular restriction on the order in which the slurry is introduced into water, and fiber materials, amorphous hydrous fibrids, emulsions such as rubber materials and resins that are binder resins, fillers, and the like are introduced into water. For example, Niagara Beater or A known beating machine such as a disc refiner can be used. In addition, in the case of a material having a hindrance such as a shape change by beating, there is no problem even if a fiber material or the like is added after beating in advance.
次に、このスラリーに叩解時に添加しなかった材料を投入し混合する。混合は、パルパーなどの公知のミキサーを用いることができる。これらの工程で、混合や叩解の際、気泡の発生を抑制する目的で、一般の抄造の際に用いられる公知の消泡剤を用いることができる。また、ゴム材料や充填材の繊維材料への定着率を向上させる目的で、スラリーのｐＨを調整したり、必要に応じて一般の抄造の際に用いられる定着剤を適宜用いたりすることができる。 Next, the material not added at the time of beating is added to the slurry and mixed. For the mixing, a known mixer such as a pulper can be used. In these steps, a known antifoaming agent used in general papermaking can be used for the purpose of suppressing the generation of bubbles during mixing and beating. Further, for the purpose of improving the fixing rate of the rubber material or filler to the fiber material, the pH of the slurry can be adjusted, or a fixing agent used in general papermaking can be appropriately used as necessary. .
次に、このスラリーを抄造し、シート状物を得る。抄造は、長網抄紙機や丸網抄紙機といった連続抄紙機や、ＴＡＰＰＩ箱型抄紙機など公知の抄造装置を用いて抄造することができ、また抄造後、連続抄紙機の場合はそのまま乾燥工程を経てローラーへ巻き取る。箱型抄紙機などのバッチ式での抄紙機の場合は、抄造後の紙を金枠等に保持し、乾燥機などで乾燥する。乾燥温度は、水が十分に除去できる温度であれば特に制限は無いが、原料の劣化等を考慮すると、８０℃〜１５０℃が好ましいが、この温度に限定されるものではない。その後、必要に応じて熱プレスを行う。熱プレスの圧力や温度は、特に限定されるものではなく、原料の種類や最終製品の厚みなどにより適宜調節することができ、カレンダーなどの公知の熱プレス機を用いることができる。なお乾燥と熱プレスを同時に行っても特に差し支えは無い。この乾燥および熱プレス工程において、該非晶質含水フィブリッドは、ポリマー中から水が除去され、シートの平滑性や高強度が発現するものと考えられる。さらに必要に応じて任意の大きさや形状に裁断し、ビーターシートガスケットを得る。 Next, the slurry is made to obtain a sheet. Paper making can be carried out using a continuous paper machine such as a long paper machine or a round paper machine, or a known paper making machine such as a TAPPI box paper machine. After that, take it up on a roller. In the case of a batch type paper machine such as a box type paper machine, the paper after the paper making is held on a metal frame or the like and dried with a dryer or the like. The drying temperature is not particularly limited as long as it is a temperature at which water can be sufficiently removed. However, considering the deterioration of the raw material and the like, it is preferably 80 ° C. to 150 ° C., but is not limited to this temperature. Thereafter, hot pressing is performed as necessary. The pressure and temperature of the hot press are not particularly limited and can be appropriately adjusted depending on the type of raw material and the thickness of the final product, and a known hot press such as a calendar can be used. There is no problem even if drying and hot pressing are performed simultaneously. In this drying and hot pressing process, it is considered that the amorphous hydrous fibrid exhibits water smoothness and high strength by removing water from the polymer. Furthermore, it cuts into arbitrary magnitude | sizes and shapes as needed, and obtains a beater sheet gasket.
このように本発明により、結合剤樹脂及び／又は繊維材料の代わりに、非晶質含水フィブリッドを適量配合物に加えることにより、耐熱性、シール性、強度面などに優れたビーターシートガスケットを簡便に作製することができる。 As described above, according to the present invention, a beater sheet gasket having excellent heat resistance, sealing properties, strength, and the like can be easily obtained by adding an appropriate amount of amorphous water-containing fibrid to the compound in place of the binder resin and / or fiber material. Can be produced.
以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、これらに限定されるものではない。尚、実施例においては下記の測定方法に従って各種の物性測定を実施した。
１）引張強度、伸度
下記条件により引張強度および破断伸度を測定した。この測定結果を表２に示す。
温度：室温
試験機：ＩＮＳＴＲＯＮ ５５６５型（ＩＮＳＴＲＯＮ社製）を用い、平板形状のチャックに試験片を挟み引張試験を行った。
試験片：８０ｍｍ×１０ｍｍに裁断したしたものを試験片として用いた。なお、試験片はカレンダー方向（ＭＤ）ついて測定した。
チャック間距離：６０ｍｍ
The present invention will be specifically described below based on examples, but is not limited thereto. In the examples, various physical properties were measured according to the following measurement methods.
1) Tensile strength and elongation The tensile strength and elongation at break were measured under the following conditions. The measurement results are shown in Table 2.
Temperature: Room temperature Tester: An INSTRON 5565 type (manufactured by INSTRON) was used, and a tensile test was conducted with a test piece sandwiched between flat plate-shaped chucks.
Test piece: A piece cut to 80 mm × 10 mm was used as a test piece. The test piece was measured in the calendar direction (MD).
Distance between chucks: 60mm
２）応力緩和試験
下記条件で試験片を処理した際の、処理前後の厚み変化の変化率を測定した。この測定結果を表２に示す。
装置：Ｋｌｉｎｇｅｒ Ｔｅｓｔｅｒ
温度：２００℃
荷重：５０ＭＰａ
時間：１６時間
2) Stress relaxation test The rate of change in thickness before and after treatment was measured when the specimen was treated under the following conditions. The measurement results are shown in Table 2.
Device: Klinger Tester
Temperature: 200 ° C
Load: 50MPa
Time: 16 hours
３）耐熱劣化試験
２００℃で、３００時間で熱処理を行った後、１．と同じ方法で引張強度および破断伸度を測定した。この測定結果を表２に示す。
3) Thermal degradation test After heat treatment at 200 ° C. for 300 hours, Tensile strength and elongation at break were measured by the same method. The measurement results are shown in Table 2.
４）耐水蒸気劣化試験
１５０℃の飽和水蒸気下で、１００時間処理を行った後、１．と同じ方法で引張強度および破断伸度を測定した。この測定結果を表２に示す。
4) Resistance to steam deterioration test After treatment for 100 hours under saturated steam at 150 ° C, Tensile strength and elongation at break were measured by the same method. The measurement results are shown in Table 2.
５）ガス透過性評価
下記条件で試験片のガス透過性を評価した。この測定結果を表２に示す。
装置：ガス透過率測定器（(株)クリエテック製）
温度：２０℃
試験片：６５ｍｍ角に裁断したものを評価に用いた
締め付け圧：５ＭＰａ
ガス：窒素
窒素ガス圧力：０．０５ＭＰａ
5) Gas permeability evaluation The gas permeability of the test piece was evaluated under the following conditions. The measurement results are shown in Table 2.
Equipment: Gas permeability meter (manufactured by CRIETECH)
Temperature: 20 ° C
Test piece: 65 mm square cut was used for evaluation Clamping pressure: 5 MPa
Gas: Nitrogen Nitrogen gas pressure: 0.05 MPa
６）水分率（％）
ＪＩＳ Ｌ１０１３に準拠して測定し下記の式で算出した。
（Ｗ０−Ｗ）／Ｗ０×１００ Ｗ０は乾燥前重量 Ｗは乾燥後重量
寸法測定器：ＳＴ−０２２ゲージスタンド（(株)小野測器製）を用いて測定した。
6) Moisture content (%)
It measured based on JISL1013 and computed with the following formula.
(W0-W) / W0 × 100 W0 is the weight before drying W is the weight after drying Dimensional measuring instrument: Measured using a ST-022 gauge stand (manufactured by Ono Sokki Co., Ltd.).
［実施例１］
ＷＯ２００４／０９９４７６Ａ１の実施例１に準拠し、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドの非晶質含水フィブリッドを作製した。なお得られた非晶質含水フィブリッドの長さ加重平均繊維長は０．８１ｍｍ、水分率は９１．５％であった。
その他、繊維材料の内、有機繊維としてポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維を高度にフィブリル化させたアラミドパルプ（商品名「トワロン１０９４」、帝人トワロン製、長さ加重平均繊維長：０．９１ｍｍ 以下アラミドパルプと略称）を、無機繊維としてはガラス繊維チョップドファイバー（旭ファイバーグラス製）およびロックウール（商品名「ラピナス ロックフィル ロクサル１０００」、ＬＡＰＩＮＵＳ ＦＩＢＲＥＳ ＢＶ製）をそれぞれ用い、結合剤樹脂としては、ＮＢＲゴムラテックス（商品名「Ｎｉｐｏｌ １５７１Ｈ」、日本ゼオン製）、充填材としてはクレイ、硫酸バリウム、カーボンブラックを、それぞれ表１のような組成で、ビーターシートガスケットを次のような工程を経て作製した。
まず、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドの非晶質含水フィブリッドとアラミドパルプ、およびＮＢＲゴムラテックスを水に分散させ、定着剤、消泡剤、ｐＨ調製剤を添加した後、ナイアガラビーター（熊谷理機製）で叩解した。その後、そのスラリーに各種充填材を添加し、パルパーにて混合した。そして、抄紙機を用いて抄造した後、カレンダーを用いて乾燥・熱プレスを行ってビーターシートガスケットを得た。得られたビーターシートガスケットの厚みは０．８０ｍｍであった。ガスケットの物性を表２に示す。この結果、比較例１や２に比べ、伸度は小さくなるものの、引張強度は高くなった。また、応力緩和、耐熱劣化試験や耐水蒸気劣化試験においても、強度低下も小さく、またゴム硬化に伴う劣化により伸度が小さくなる現象も小さくなった。これは、ゴムラテックスの量を耐熱性の高いポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドの非晶質含水フィブリッドで置き換えたことにより劣化成分が減少したこともあるが、非晶質含水フィブリッドを使用することにより、脱水、乾燥、加熱プレスにより熱及び水蒸気処理に対して安定なバインダーとして機能していることを示している。更に、ガス透過性についても比較例１、２に比べ高く、これは該フィブリッドが乾燥・熱プレス工程で平滑に変形し、シール性が向上したことが一因と考えられる。
[Example 1]
In accordance with Example 1 of WO2004 / 099476A1, an amorphous water-containing fibrid of poly-p-phenylene terephthalamide was produced. The obtained amorphous water-containing fibrids had a length weighted average fiber length of 0.81 mm and a moisture content of 91.5%.
In addition, among the fiber materials, aramid pulp (trade name “Twaron 1094”, made by Teijin Twaron, length-weighted average fiber length: 0.91 mm or less, in which poly-p-phenylene terephthalamide fiber is highly fibrillated as organic fiber. Aramid pulp is abbreviated as glass fiber chopped fiber (manufactured by Asahi Fiber Glass) and rock wool (trade name “Lappinas Rock Phil Roxal 1000”, manufactured by LAPINUS FIBRES BV) as binder fibers, NBR rubber latex (trade name “Nipol 1571H”, manufactured by Nippon Zeon), clay, barium sulfate, and carbon black as fillers, each having the composition shown in Table 1, and a beater sheet gasket manufactured through the following steps did.
First, an amorphous water-containing fibrid of poly-p-phenylene terephthalamide, an aramid pulp, and an NBR rubber latex are dispersed in water, and after adding a fixing agent, an antifoaming agent, and a pH adjusting agent, a Niagara beater (manufactured by Kumagai Riken) ) Thereafter, various fillers were added to the slurry and mixed with a pulper. Then, after making paper using a paper machine, drying and hot pressing were performed using a calendar to obtain a beater sheet gasket. The thickness of the obtained beater sheet gasket was 0.80 mm. Table 2 shows the physical properties of the gasket. As a result, compared with Comparative Examples 1 and 2, although the elongation was small, the tensile strength was high. Also, in the stress relaxation, heat resistance deterioration test and water vapor deterioration test, the decrease in strength was small, and the phenomenon that the elongation was reduced due to deterioration due to rubber curing was also reduced. This is because the deterioration component may be reduced by replacing the amount of rubber latex with amorphous water-containing fibrids of poly-p-phenylene terephthalamide having high heat resistance, but by using amorphous water-containing fibrids. It shows that it functions as a stable binder against heat and steam treatment by dehydration, drying and heating press. Further, the gas permeability is higher than those of Comparative Examples 1 and 2, which is considered to be due to the fact that the fibrids are smoothly deformed in the drying / hot pressing process and the sealing property is improved.
［実施例２］
実施例１と同様に作製した非晶質含水フィブリッドを、アラミドパルプの一部と置き換え、配合量をそれぞれ表１のように調節したこと以外は、実施例１と同じ処方でビーターシートガスケットを作製した。得られたビーターシートガスケットの厚みは０．７９ｍｍであった。物性を表２に示す。この結果、熱処理後、水蒸気処理後の引張強度維持率がより改善され、非晶質含水フィブリッドの量に依存している。このことは非晶質含水フィブリッドが乾燥、加熱プレスによりアラミドパルプのバインダーとして機能していることを意味している。
[Example 2]
A beater sheet gasket was prepared with the same formulation as in Example 1 except that the amorphous water-containing fibrid prepared in the same manner as in Example 1 was replaced with a part of aramid pulp and the blending amounts were adjusted as shown in Table 1, respectively. did. The thickness of the obtained beater sheet gasket was 0.79 mm. The physical properties are shown in Table 2. As a result, the tensile strength retention rate after the heat treatment and after the steam treatment is further improved and depends on the amount of the amorphous hydrous fibrid. This means that the amorphous water-containing fibrid functions as a binder for aramid pulp by drying and heating press.
［実施例３］
実施例１と同様に作製したポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドの非晶質含水フィブリッドを、ＮＢＲゴムラテックスの一部と置き換え、配合量をそれぞれ表２のように調節したこと以外は、実施例１と同じ処方でビーターシートガスケットを作製した。得られたビーターシートガスケットの厚みは０．８０ｍｍであった。この結果、引張強度が向上し、耐熱性、耐水蒸気性も向上している。この結果は非晶質含水フィブリッドがバインダーとして、ガスケット引張強度に強く寄与していることを示している。また非晶質含水フィブリッドはシール性にも大きく寄与していることを示している。
[Example 3]
Example 1 except that the amorphous water-containing fibrid of poly-p-phenylene terephthalamide produced in the same manner as in Example 1 was replaced with a part of the NBR rubber latex, and the blending amounts were adjusted as shown in Table 2, respectively. A beater sheet gasket was prepared with the same formulation. The thickness of the obtained beater sheet gasket was 0.80 mm. As a result, the tensile strength is improved, and the heat resistance and water vapor resistance are also improved. This result shows that amorphous hydrous fibrids strongly contribute to gasket tensile strength as a binder. Further, it is shown that the amorphous water-containing fibrid greatly contributes to the sealing property.
［実施例４］
実施例１と同様に作製したポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドの非晶質含水フィブリッドを、アラミドパルプおよびＮＢＲゴムラテックスの一部と置き換え、配合量をそれぞれ表１のように調節したこと以外は、実施例１と同じ処方でビーターシートガスケットを作製した。得られたビーターシートガスケットの厚みは０．８２ｍｍであった。この結果、引張強度やシール性共に高いものが得られ、また熱処理や水蒸気処理に対しても効果も高く、非晶質含水フィブリッドの添加量に依存していることを示している。このことは非晶質含水フィブリッドはゴムラテックスのようなバインダー性能やシール性と、パルプのような繊維材料の補強性能の両方を併せ持つ特性を有していると考えられる。
[Example 4]
The amorphous water-containing fibrid of poly-p-phenylene terephthalamide produced in the same manner as in Example 1 was replaced with a part of aramid pulp and NBR rubber latex, and the blending amounts were adjusted as shown in Table 1, respectively. A beater sheet gasket was prepared according to the same formulation as in Example 1. The thickness of the obtained beater sheet gasket was 0.82 mm. As a result, a material having high tensile strength and sealability is obtained, and it is highly effective for heat treatment and steam treatment, indicating that it depends on the amount of amorphous hydrated fibrid added. This suggests that amorphous water-containing fibrids have characteristics that combine both binder performance and sealability such as rubber latex and reinforcement performance of fiber materials such as pulp.
［実施例５］
実施例１と同様に作製したポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドの非晶質含水フィブリッドを、アラミドパルプおよびＮＢＲゴムラテックスの一部と置き換え、配合量をそれぞれ表１のように調節したこと以外は、実施例１と同じ処方でビーターシートガスケットを作製した。得られたビーターシートガスケットの厚みは０．７９ｍｍであった。この結果、引張強度やシール性共に非常に高いものが得られ、また熱処理や水蒸気処理に対しても効果が最も高く、非晶質含水フィブリッドの量に依存していることを示している。このことは非晶質含水フィブリッドはゴムラテックスのようなバインダー性能やシール性と、パルプのような繊維材料の補強性能の両方を併せ持つ特性を有していると考えられる。
[Example 5]
The amorphous water-containing fibrid of poly-p-phenylene terephthalamide produced in the same manner as in Example 1 was replaced with a part of aramid pulp and NBR rubber latex, and the blending amounts were adjusted as shown in Table 1, respectively. A beater sheet gasket was prepared according to the same formulation as in Example 1. The thickness of the obtained beater sheet gasket was 0.79 mm. As a result, a material having very high tensile strength and sealability can be obtained, and the effect is most effective for heat treatment and steam treatment, which depends on the amount of amorphous hydrous fibrid. This suggests that amorphous water-containing fibrids have characteristics that combine both binder performance and sealability such as rubber latex and reinforcement performance of fiber materials such as pulp.
［実施例６］
実施例１と同様に作製したポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドの非晶質含水フィブリッドを適度に乾燥し、その水分率を２４．２％とし、配合量をそれぞれ表１のように調節したこと以外は、実施例１と同じ処方でビーターシートガスケットを作製した。得られたビーターシートガスケットの厚みは０．８１ｍｍであった。この結果、引張強度が向上し、耐熱性、耐水蒸気性も向上している。これは、非晶質含水フィブリッドの水分率が実施例１の場合に比べ低かったにもかかわらず、同様にバインダー性能を有し、ガスケットの引張強度やシール性にも十分寄与していることを示している。
[Example 6]
Except that the amorphous water-containing fibrid of poly-p-phenylene terephthalamide produced in the same manner as in Example 1 was appropriately dried to have a moisture content of 24.2%, and the blending amounts were adjusted as shown in Table 1, respectively. Produced a beater sheet gasket with the same formulation as in Example 1. The thickness of the obtained beater sheet gasket was 0.81 mm. As a result, the tensile strength is improved, and the heat resistance and water vapor resistance are also improved. This shows that although the moisture content of the amorphous water-containing fibrid is lower than that in Example 1, it has binder performance and contributes sufficiently to the tensile strength and sealability of the gasket. Show.
［比較例１］
ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドの非晶質含水フィブリッドを全く使用せず、この全量を有機繊維のポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維を高度にフィブリル化させたパルプで置き換え、配合量をそれぞれ表１のように調節したこと以外は、実施例１と同じ処方でビーターシートガスケットを作製した。得られたビーターシートガスケットの厚みは０．８１ｍｍであった。得られた物性を表２に示す。この結果熱処理、水蒸気処理により大幅に物性が低下し、実用性に劣るものであった。
[Comparative Example 1]
Poly-p-phenylene terephthalamide amorphous water-containing fibrids were not used at all, and the total amount was replaced with a highly fibrillated pulp of organic fiber poly-p-phenylene terephthalamide fiber. A beater sheet gasket was prepared with the same formulation as in Example 1 except that the adjustment was made as described above. The thickness of the obtained beater sheet gasket was 0.81 mm. The obtained physical properties are shown in Table 2. As a result, the physical properties were greatly lowered by heat treatment and steam treatment, and the practicality was inferior.
［比較例２］
ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドの非晶質含水フィブリッドを全く使用せず、この全量をＮＢＲゴムラテックスで置き換え、配合量をそれぞれ表１のように調節したこと以外は、実施例１と同じ処方でビーターシートガスケットを作製した。得られたビーターシートガスケットの厚みは０．７８ｍｍであった。得られた物性を表２に示す。この結果熱処理、水蒸気処理により大幅に物性が低下し、実用性に劣るものであった。
[Comparative Example 2]
The same formulation as in Example 1 except that no amorphous water-containing fibrid of poly-p-phenylene terephthalamide was used, this total amount was replaced with NBR rubber latex, and the blending amounts were adjusted as shown in Table 1, respectively. A beater sheet gasket was produced. The thickness of the obtained beater sheet gasket was 0.78 mm. The obtained physical properties are shown in Table 2. As a result, the physical properties were greatly lowered by heat treatment and steam treatment, and the practicality was inferior.
［比較例３］
実施例１と同様に作製したポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドの非晶質含水フィブリッドを適度に乾燥し、その水分率を６．５％としたこと以外は、実施例１と同じ処方でビーターシートガスケットを作製した。得られたビーターシートガスケットの厚みは０．７９ｍｍであった。得られた物性を表２に示す。この結果熱処理、水蒸気処理により大幅に物性が低下し、実用性に劣るものであった。これは、非晶質含水フィブリッドのポリマー中の水が脱水したことにより、ポリマーの結晶化が促進され、これを抄造に用いたことにより、開繊性が著しく低かったこと、もはやバインダー性能を有していなかったこと、変形しないために高い平滑性が得られなかったことなどが原因として考えられる。
[Comparative Example 3]
A beater sheet having the same formulation as in Example 1 except that the amorphous water-containing fibrid of poly-p-phenylene terephthalamide prepared in the same manner as in Example 1 was appropriately dried to have a moisture content of 6.5%. A gasket was produced. The thickness of the obtained beater sheet gasket was 0.79 mm. The obtained physical properties are shown in Table 2. As a result, the physical properties were greatly lowered by heat treatment and steam treatment, and the practicality was inferior. This is because water in the polymer of amorphous hydrous fibrids was dehydrated to promote crystallization of the polymer, and this was used for papermaking, resulting in extremely low openability and no longer having binder performance. This may be due to the fact that no smoothness was obtained because of no deformation.
このように、非晶質含水フィブリッドを適量添加することにより、高い耐熱性やシール性、高強度を有するビーターシートガスケットを作製できるので、工業プラント等の配管に用いられるシール材として特に有用である。 Thus, by adding an appropriate amount of amorphous water-containing fibrids, a beater sheet gasket having high heat resistance, sealing properties, and high strength can be produced, which is particularly useful as a sealing material used for piping in industrial plants and the like. .
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