JPH03114820A - ジョイントシート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、化学工業、自動車、船舶、各種機器装置など
の広範な産業分野において利用されるガスケットの基材
を構成するジヨイントシートに関する。

発明の技術的背景 ジヨイントシートは、基材繊維、ゴム、加硫剤、充填剤
などからなる配合物を一対の熱ロールおよび冷却ロール
間に投入し、熱ロール上に上記配合物を積層させながら
所定の厚さに為し、次いで熱ロールから積層体を一体の
シート状物として剥離させることにより得られる。この
とき上述のようにジヨイントシートがロールによってシ
ート状物になされるため、基材繊維がロールの円周方向
に配向されることとなり、従来のジヨイントシート、と
くに石綿の代替繊維として非石綿系の有機、無機の繊維
を用いたジヨイントシートにあっては、つぎのような特
性を備える。

■強度の不均一化 繊維流れ方向（縦方向）の強度（引張り強度）は、繊維
横方向の２〜４倍程度の強度を有する。

換言すれば、横方向に比較して１／４〜１／２程度の強
度しかない。

■熱による収縮性の不均一化 ジヨイントシートには、ゴムを中心とした素材の収縮性
が熱によって現われる。素材中には熱により伸長するも
のもあるが、全体的には収縮する傾向を有する。そして
上述したジヨイントシートの配向性に起因して、繊維縦
方向と横方向とで上記収縮性には大きな差異が生じてお
り、横方向の収縮率は縦方向に比して２〜１０倍程度大
きくなっている。ただし、これは構成素材や加工条件に
よって異なる。

このような特性に基づき、ジヨイントシートには以下の
ような問題がある。

ａ）まず熱負荷時においては、横方向の収縮率が大きく
なるとともに強度も弱くなり、その結果、金属フランジ
などの相手材料の熱膨張や振動による引張りあるいは圧
縮応力に対する耐強度性が低くなって、切れや破断を生
じ易い。

ｂ）また繊維縦方向に対する横方向の塑性変形が大きく
、応力緩和特性低下の原因となる。初期締付けに対して
応力緩和が生じると、締着は力不足になって漏洩を招来
する。

以上のような問題点は、既述したように石綿系のジヨイ
ントシートよりも、非石綿系のジヨイントシートにおい
て強く現われるが、その原因は、次のように推測される
。即ち、石綿繊維を用いたジヨイントシートにおいては
、含有される繊維が高度にフィブリル化された構造を形
成しており、そのため、繊維縦方向は熱論のこと、横方
向に対してもある程度の繊維の配向が存在すると思われ
る。従って非石綿系繊維の含有されたジヨイントシート
に比べて、石綿系ジヨイントシートの方が強度が大きく
、収縮が少なくなるのであろうと思われる。さらにまた
非石綿系ジヨイントシートの場合には、その構成材料が
棒状であることが多く、そのため−層構成材料の配向性
が大きくなり、上記のような問題点が強く現われるので
あろうと推測される。

発明の目的 本発明は、上述した問題を解決しようとするものであっ
て、シート平面の縦・横いずれの方向にも均一な強度お
よび熱収縮性を有するとともに、収縮率の緩和を図るこ
とができ、良好な機能性を備えているようなジヨイント
シート特に非石綿系のジヨイントシートを提供すること
を目的としている。

発明の概要 上記目的を達成するために、本発明に係るジヨイントシ
ートは、基材繊維が実質的に一方向に配向されたジヨイ
ントシート形成用組成物シートを複数枚積層してなり、
該ジヨイントシート形成用組成物シートは、その基材繊
維配向方向が、組成物シート相互間では互いに異方向と
なるように積層されていることを特徴としている。

また、本発明の好ましい態様においては、ジヨイントシ
ート形成用組成物シートの貼り合わせ枚数Ｓに対する基
材繊維どうしのなす角度θが（３６０°／２Ｓ）　ｘ　
（１＋５０／１００１　）範囲内となるようにジヨイン
トシート形成用組成物シートは積層されている。

本発明に係るジヨイントシートは、上記のような層から
構成されているので、ジヨイントシートの方向によらず
、シート全体としての強度特性および熱収縮特性がそれ
ぞれ均一化され、かつ向上されるようになっている。

発明の詳細な説明 以下、本発明に係るジヨイントシートについて具体的に
説明する。

本発明に係るジヨイントシートは、たとえば第１図（Ａ
ｌ）あるいは第２図（Ｂ１）に示すようにジヨイントシ
ート形成用組成物シートを複数枚すなわち２枚以上積層
してなっている。

第１図（Ａ１）は、後述するようなジヨイントシート形
成用組成物からなるシート（以下組成物シートともいう
）１．２が２枚積層されたジヨイントシートを示す。ま
た、第２ｒｌ！Ｊ（Ｂ１）は組成物シート３．４．５が
３枚積層されたジヨイントシートを示す。

そして、これらのジヨイントシート形成用組成物シート
では、該組成物シートを構成している基材繊維ａ　　、
ｂ　　、ａ　　、ｂ　　、ｃ２は、実質的１２２ に一方向に配向しているが、本発明においては、上記の
ようにジヨイントシート形成用組成物シートを積層する
際には、たとえば、第１図（Ａ１）に示すように各組成
物シート１および２中の配向した基材繊維ａ　およびｂ
ｌが互いに異方向に配■ 向（配列）するように組成物シート１，２を積層するこ
とが必要である。第１図（Ａ２）は、ジヨイントシート
面に垂直な方向から見た場合における基材繊維ａ　とｂ
ｌの配向関係を示す概念図で■ ある。

なお、第２図（Ｂ１）には、組成物シート３゜４．５を
３枚用いてなるジヨイントシートの概念図を示す。第２
図（Ｂ２）に示す三層からなるジヨイントシートでは、
各層の配向繊維ａ２゜ｂ　　、Ｃ２が互いに異方向とな
るように組成物シートは積層されている。

特に、上記のように複数枚（Ｓ）のジヨイントシート形
成用組成物シートを貼り合わせる場合には、これらの組
成物シートを構成する基材繊維相互のなす角度（θ）が
通常、 θ−（３６０／２Ｓ）　ｘ　（１±５０／１００）の範
囲内、好ましくは θ−（３６０／２Ｓ）　Ｘ　（１±５／１００１の範囲
内、さらに好ましくはθ−３６０／２Ｓとなるようにジ
ヨイントシート形成用組成物シートを積層（貼合せ）す
ることが望ましい。但し、本明細書においては、基材繊
維のなす角度のうちで、小さい方を（θ）とする。この
ようにジヨイントシート形成用組成物シートを積層（貼
合せ）すると、得られるジヨイントシートは縦・横両方
向の引張り強度、熱収縮率等がほぼ等しくなり、しかも
、ジヨイントシートの収縮率は緩和されるようになる。

次にジヨイントシート形成用組成物シートについて説明
すると、ジヨイントシート形成用組成物シートは、基材
繊維を必須成分とし、これに加えて通常では、ゴム剤と
ゴム薬品と充填剤とを含んで形成されている。

基材繊維としては、従来からジヨイントシート形成用組
成物に用いられる基材繊維を用いることができ、具体的
には、無機繊維および／末たは耐熱性の有機繊維が用い
られる。

このような無機繊維としては、ガラス繊維、セラミック
繊維、岩綿、鉱宰綿、溶融石英繊維、化学処理シリカ繊
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、チタン酸アルカリ繊
維、ウィスカー、ボロン繊維、炭素繊維、金属繊維、セ
ビオライト繊維など従来のジヨ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。

また、上記のような有機繊維としては、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
ビニルエーテル系繊維、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
系繊維、フェノール系繊維、セルロース系繊維などの従
来のジヨイントシーＩ・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。

これらの中でも、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（商品名ケブラーバルフ）、セピオライト
繊維、ガラス繊維などが好ましい。

これらの基材繊維は、ジヨイントシート形成用組成物シ
ートを構成する組成物１００重量部中に２〜９０重量部
、好ましくは１０〜８０重量部の量で用いられることが
望ましい。

また、これらの基材繊維は単独で使用してもよいし、２
種以上を組み合わせて使用してもよい。

また、ゴム剤は上記基材繊維を結合する役割を果たして
おり、従来ジヨイントシート形成用組成物にゴムとして
用いられている公知のゴムが用いられる。

このようなゴム剤としては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、
スチレンブタジェンゴム（８１３１？）、アクリルゴム
（八ＮＭ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴ
ム（ＣＲ）、ブタジェンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（Ｉ
ＩＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ｒ、ＰＭ）、フッ
素ゴム（ＰＰＭ）　、シ！Ｊ　：Ｉ−＞ゴム（Ｓｉ）　
　クロロスルフォン化ポリエチレン（Ｃ８Ｍ）、エチレ
ン酢ビゴム（ＩＥＶＡ）、塩化ポリエチレン（ＣＩ’ｌ
Ｅ）、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）、水素化ニトリルゴム（Ｎ　Ｂ　Ｒ）
などを挙げることができる。

また、これらのゴム材、たとえばＳＢＨにナフテン系の
プロセス油が配合された油展ゴムもゴム材として使用で
きる。さらにまた、このような油展ゴムと上記のような
ゴム材とを組み合わせて用いることもできる。

これらゴム材の中でも耐熱性のあるスチレンブタジェン
ゴム（ＳＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アク
リルゴムなどを用いるのが好ましい。

また、ゴム薬品としては、 １）硫黄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、過酸化物、ジ
ニトロソベンゼンなどの加硫剤、あるいは２）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、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が用いられる。

このようなゴム材とゴム薬品とは、合計で、ジヨイント
シート形成用組成物１００ｆｆｉｆｆｉ部中に５〜４０
重量部、好ましくは１０〜２０重量部の量で用いられる
。

またジヨイントシート形成用組成物シートを構成する組
成物は、充填剤を含んでいてもよく、このような充填剤
としては、具体的には、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、硫酸鉛、トリポリ石
、ウオラストナイト、マイカなどが用いられる。

このような充填剤は、ジヨイントシート形成用組成物１
００重量部中に１０〜９０重量部、好ましくは２０〜８
０重量部の量で用いられる。

これらの充填剤は、２０〜５００メツシユ、好ましくは
１００〜３００メツシユの粉末状であることが望ましい
。

次に上記のようなジヨイントシート形成用組成物からな
るシート同士を接着するために用いられる接着剤につい
て説明すると、この接着剤は、特に制限はないものの、
熱的安定性が高いことが好ましく、例えば、耐熱性接着
剤から構成され、あるいは上記のようなジヨイントシー
ト形成用組成物に耐熱性接着剤が加えられてなる耐熱性
接着剤入りジヨイントシート形成用組成物から構成され
ている。

上記のような耐熱性接着剤としては、耐熱性無機接着剤
あるいは耐熱性有機接着剤が用いられるが、具体的には
、下記のような化合物が用いられるＯ　　　　　　　＼ 澱粉糊、デキストリン、アラビアゴム、カゼイン、にか
わ、ゼラチンなどの天然物接着剤、エポキシ樹脂、熱硬
化性アクリル樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂などの
熱硬化性接着剤、酢酸ビニル系、アクリル系、ポリビニ
ルアセタール系などの熱可塑性接着剤、 ラテックスなどのゴム系接着剤、 シアノアクリレート、ポリエステルアクリレートなどの
構造用接着剤、ホットメルト接着剤等。

これらの接着剤の内では、エポキシ樹脂、熱硬化性アク
リル樹脂などの熱硬化性接着剤、シアノアクリレートな
どの構造用接着剤が好ましく用いられる。

上記のようなジヨイントシート形成用組成物シートを構
成する組成物は、界面活性材を含んでもよく、このよう
な界面活性材としては、カチオン性界面活性剤、アニオ
ン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性
剤などの従来公知の界面活性剤が用いられる。

ジヨイントシートの製造 次に本発明に係るジョイントーシの製造方法について説
明する。

例えば、まずトルエン、ゴム揮などのゴム材用溶媒にゴ
ム材を溶解させ、これにゴム薬品および充填剤を混入し
、次いで必要に応じて界面活性剤を混入する。得られた
溶液または分散液に、無機繊維または有機繊維あるいは
この両者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ヨ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所定厚さに圧延して、ジヨイン
トシート形成用組成物シート（１）を形成する。

このように、一対のロールにてシート状にされると、得
られるジヨイントシート形成用組成物シートでは、ロー
ルの円周方向（すなわち組成物シートの縦方向）のみに
この組成物シート中の基材繊維が配向してくる。

この際の熱ロールは１００〜１５０℃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−装
置として公知である。

なおゴム材用溶剤は、混線工程および加熱圧延工程でほ
とんど完全に蒸発してしまう。

このようにしてジヨイントシート形成用組成物を所定厚
さに圧延した時点で、前述したような接若剤（たとえば
エポキシ系の５Ｃ−２１００）、あるいは耐熱性接若剤
入りジヨイントシート形成用組成物を一対のロール間に
供給して接む剤層を、ジヨイントシート形成用組成物シ
ート（１）上に形成する。

さらにジヨイントシート形成用組成物を一対のロール間
に供給して得られたジヨイントシート形成用組成物シー
ト（２）層を上記接若剤層上に形成する。

このように接着剤層を介して、組成物シート（１）、（
２）・・・等と順次積層すれば、複数の層からなるジヨ
イントシートが得られる。なお、このように組成物シー
トを積層する際には、基材繊維の配向方向が、前述した
角度となるように、組成物シート（１）、（２）・・・
等を順次積層することが好ましい。

なお、本発明においては、組成物シートを３層以上積層
する場合、例えば第２図（Ｂ１）に従って説明すると、
隣接する直近の組成物シート、たとえば組成物シート３
と４あるいは４と５中の配向基材ａ　とｂ　あるいはｂ
２と０２が前述した２ 角度（θ）となる必要はなく、いくつかの層を隔てた組
成物シート中の配向基材たとえばａ２とｃ２とが所定の
角度（θ）をなしていてもよい。

すなわち、結果として、複数層をなす組成物シート（１
）、（２）・・・等巾の配向基材の配向方向が、ジヨイ
ントシートに垂直な方向から見た場合に前述した角度（
θ）をなしていることが望ましい。

このようにして得られたジヨイントシートは、全体の厚
みが０．４〜２０ｍ■、好ましくは０．８〜３ＩＩ１１
程度であり、接着剤層の厚みは０．１〜５０μｍ１好ま
しくは１〜１０μｍ程度であり、ジヨイントシート形成
用組成物シート層の厚みは０．２〜１０關、好ましくは
０．４〜１．５ｗ程度であることが望ましい。

本発明においては、用いられるジヨイントシート形成用
組成物に基材繊維が含まれている限り、配合成分に特に
制限はないが、例えば前記した組成物を用いる場合には
、組成物の加硫は、各層を所定の厚みに形成する際に各
層を加熱することにより行なってもよく、最終段階で再
度加熱して加硫を行なってもよい。

本発明に係るジヨイントシートは、上記のような方法に
より通常製造されるが、このような方法には限定されな
い。

発明の効果 以上述べたように、本発明に係るジヨイントシートでは
、基材繊維が一方向に配向されたジヨイントシート形成
用組成物シートを複数枚貼り合わせ積層してなり、該ジ
ヨイントシート形成用組成物シートは、その基材繊維配
向方向が、互いに異方向となるように積層さているから
、ジヨイントシートのいずれの方向にも均一な強度およ
び熱収縮性を有すると共に、収縮率の緩和を図ることが
でき、ジヨイントシートの機能性を良好にすることがで
きる。

［実施例］ 以下、本発明に係るジヨイントシートについて実施例に
基づいてさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実
施例に何ら制約されるものではない。

実施例１ 下記の配合割合（重量％）のジヨイントシート形成用組
成物（Ａ）からなるシート（厚さ０．７５ｍｍ）を２枚
用いて、表１に記載される条件下に捕祠繊維が直交する
ように上記組成物シート（Ａ）を配置し、ジヨイントシ
ートを形成した。　得られたジヨイントシートについて
、表１記載の各種試験を行なった。

結果を表１に合わせて示す。

なお、上記ジヨイントシート形成用組成物（Ａ）からな
るシートを貼合せる際には、組成物シート（Ａ）の接着
予定面に、接着剤としてエポキシ系接着剤（品番：　５
Ｃ−２１０、製造元：ソニーケミカル■）を２〜１０μ
ｍ厚に塗布した。また、接芒条件を下記のように設定し
た。

接着条件： 温度Ｘ時間・・・１６０℃×５時間 血圧　　　−３０〜５０　ｋｇ　ｆ　／　ｃｊ組成物Ａ
： ゴム（ＮＢＩ？）　　　　　　　　　　・・・１５（重
量％）有機繊維（アラミド繊維）　　・・・　２（重量
％）無機繊維（セビオライト繊維）・・・５４（重量％
）フィラー（クレー）　　　　　　・・・２５（重−％
）ゴム薬品　　　　　　　　　　・・・　４（重量９６
）合　　　　　計　　　　　　　　　１００　（重量％
）溶剤（トロール）・・・０．６２　（Ｎ　／ｋｇ組成
物）比較例１ 実施例１において、ジヨイントシート形成用組成物（Ａ
）からなるシート（厚さ１ｍ）を１枚用いた以外は、実
施例１と同様にして表１記載の各種試験を行なった。

結果を表１に示す。

実施例２ 実施例１において、下記のジヨイントシート形成用組成
物（Ｂ）からなるシート（厚さ０．７５ｍ＋ｓ）を２枚
用いた以外は、実施例１と同様な条件下にジヨイントシ
ートを形成した。

得られたジヨイントシートについて表１記載の各種試験
を行なった。

結果を表１に合わせて示す。

組成物（Ｂ）： ゴム（ＮＢＲ） 有機機ｍ（アラミド繊維） 無機繊維（セピオライト） フィラー（クレー） ゴム薬品 ・・・　１５　（■量％） ・・・　１０　（重量％） ・・・４３　（重量％） ・・・２９　（重量％） ３　（重量％） 合　　　　　計　　　　　　　　１００（ｆｆｉ−量％
）溶剤（トロール）・・・０．　７０　（Ｎ　／ｋｇ組
成物）比較例２ 実施例２において、ジヨイントシート形成用組成物ＣＢ
）からなるシート（厚さ１．５ｍｍ）を１枚用いた以外
は、実施例２と同様にして表１記載の各種試験を行なっ
た。

結果を表１に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ　）、第２図（Ｂ１）は本発明に係す るジヨイントシートの概念図である。 第１図（Ａ１）では、２枚の組成物シートを、該シート
中の繊維基材の配向方向が直交するように積層してなる
ジヨイントシートを示す。 第２図（Ｂ１）では、３枚の組成物シートを各シート中
の繊維基材の配向方向が６０度の角度となるように積層
してなるジヨイントシートを示す。 第１図（Ａ　）、第２図（Ｂ２）はそれぞれのジヨイン
トシート中の基材繊維の配向関係を示す。 １〜５・・・組成物シート ａｌ、ｂ　　、ａ　　、ｂ　　、ｃ２−・・配向繊維２
２ （基材繊維）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基材繊維が実質的に一方向に配向されたジョイン
   トシート形成用組成物シートを複数枚積層してなり、該
   ジョイントシート形成用組成物シートは、その基材繊維
   配向方向が、互いに異方向となるように積層されている
   ことを特徴とするジョイントシート。
2. （２）請求項第１項に記載されたジョイントシートにお
   いて、 ジョイントシート形成用組成物シートの貼り合わせ枚数
   Ｓに対する基材繊維どうしのなす角度θが（３６０゜／
   ２Ｓ）×（１±５０／１００）の範囲内となるようにジ
   ョイントシート形成用組成物シートが積層されているこ
   とを特徴とするジョイントシート。