JPH0461908B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

イ 発明の目的 産業上の利用分野 本発明はガスや液体の漏洩を遮断するシール材
に関するもので、特に水を吸収することによつて
シール効果を高めるという水膨潤性シール材の製
造方法に関するものである。 従来の技術 ガスや液体のシール材において、このシール材
の内部に水や油を吸収することにより体積が増大
する物質を混入し、この水膨潤などによつてシー
ル材の内圧を高めると共に、シール材内部に混在
する空〓を埋めてそのシール効果を高めるという
技術は従来から存在し、現にこの種のシール材は
数多く市販されている。 しかし、これら従来のシール材、特に水膨潤性
シール材は、自重の数百倍もの多量の水を吸収し
かつ保水性も高い水膨潤性物質を使用するため湿
式法によつ製造することは不可能とされていたの
である。つまり従来の水膨潤性シール材はゴムを
有機溶剤に溶かした溶液に水膨潤性物質及びその
他の材料を混合し、これを熱ロールに巻きつけて
溶剤を蒸発させつつシール状に成型するという謂
ゆるジヨイント方式のみで製造されていたもので
あり、各種材料を水中で分散混合して金網等で抄
上げ脱水・乾燥するとう謂ゆるピーター法（湿式
法）での製造は、前記の如く水膨潤性物質の吸水
性と保水性とによつて阻害され、実現し得ないも
のであるということが常識化していたののであ
る。 しかしながら、このピーター法は生産効率が良
くまた均質なシール材が得られるためこの方法に
よる水膨潤性シール材の製造は捨て難く、本発明
者等はあえてこの難題を解決すべく研究したので
ある。 発明が解決しようとする問題点 上記の如く従来技術では、ジヨイント方式によ
つてのみ製造されていた水膨潤性シール材を、本
発明はピーター法つまり湿式法にて製造し、従来
方法の欠点であつた生産効率の悪さ及びシール材
の不均質性を解決し、安価で性能の良い水膨潤性
シール材を得ようとするものである。 ロ 発明の構成 本発明の構成は、水膨潤性シール材を湿式法に
て製造する方法であつて、水膨潤性物質を金属塩
電解質水溶液によつて処理することによりその水
膨潤性を封鎖させ、前封鎖後の水膨潤性物質と前
記シール材用の他の諸材料とを水中に混合分散し
て抄紙用スラリーを調製し、ついで前記金属塩電
解質の少くとも金属イオンを水不溶性物質とする
添加剤を抄造時に配合して抄造し、脱水・乾燥工
程中に前記添加剤の反応によつつて前記水膨潤性
の封鎖を解除させることを特徴とする水膨潤性シ
ール材の製造方法、を要旨とするのである。 問題点を解決するための手段 本発明の主たる手段は、水膨潤性物質を水分散
させるに際して、一時的にその水膨潤性を金属塩
電解質によつて封鎖させ他の材料料と共に水分散
させて抄紙用スラリーを調製し、抄紙する直前に
水膨潤性の解除する添加剤を配合して抄造し、脱
水・乾燥工程中にこの添加剤と金属塩電解質とを
反応させてシートが仕上つた時点ではその水膨潤
性が回復しているというものである。 従来より、水膨潤性物質の吸水量は吸水する液
中に含まれる電解質の種類や量によつて大きく変
化することはよく知られており、特に金属イオン
による吸水阻害効果は非常に大きく、電解質物質
として金属塩電解質を用いることが非常に有効な
ものである。 例えば、ある種の水膨潤性物質は純水中で約
500倍量の水を吸収するが、0.1％の硫酸アルミニ
ウム水溶液中ではその吸水量は約100倍量に低下
し、0.15％の硫酸アルミニウム水溶液では約10倍
量となり、そして0.2％の硫酸アルミニウム水溶
液ではほとんど吸水しなくなることが実験により
確かめられたのである。 この金属塩電解質は水中で解離して金属イオン
等となり水膨潤性物質に強く吸着されるものであ
り、一度この吸着された金属イオンは容易には脱
着されないことが判明したのである。つまり所定
の濃度を有する金属塩電解質水溶液でこの水膨潤
性物質を処理してその金属イオンを吸着させてか
ら、この水溶液を希釈して金属塩電解質の濃度を
低くしても、またこの吸着後の水膨潤性物質を水
で洗浄しても、この金属イオンは容易には脱着し
ないのである。また、金属イオンを吸着した状態
で水膨潤性物質を乾燥して再び水中に投入しても
その吸水性は回復しないままとなつており、吸着
された金属塩電解質を脱着させない限り吸水性能
力は回復しないのである。 この様に水膨潤性物質に金属塩解質水溶液を処
理することによりその水膨潤性を封鎖することが
でき、湿式抄造法による抄紙も可能となるのであ
る。 本発明のまず最初の段階は水膨潤性物質に上記
の如く金属塩電解質水溶液を処理しその水膨潤性
を封鎖し、これを他のシール材用材料と水中に混
合して抄紙用スラリーを調製することである。こ
の場合、単に金属塩電解質水溶液に水膨潤性物質
を分散し、ついでここへ他のシール材用材料を混
合して抄紙用スラリーを調製してもよいし、また
他のシール材用材料の水分散スラリーに前記金属
塩電解質水溶液に水膨潤性物質を分散させたスラ
リーを添加混合して抄紙用スラリーを調製しても
よいし、さらに水膨潤性物質を金属塩電解質水溶
液で処理して乾燥したものを他のシール材用材料
と共に分散させて抄紙用スラリーを調製してもよ
いものである。 ところで、この調製した抄紙用スラリーを抄造
してやればシート状材料が得られるのであるが、
このまま抄造したのでは水膨潤性物質はその水膨
潤性を封鎖されたままであり、吸水能力を回復し
ていないので水膨潤性シール材とはならないので
ある。 したがつて本発明者等はこの水膨潤性の封鎖を
如何にして解除するかを研究したのである。 従来より、金属塩電解質の少くとも金属イオン
を水不溶性物質に変化させてやれば、そのイオン
性がなくなり吸着能力を皆無となることはよく知
られている。しかし通常金属イオンを水不溶性物
質に変える反応は非常に速く、金属塩電解質水溶
援にこの金属イオンと反応して沈澱する物質を加
えてやるとほとんど瞬時に反応するのである。し
たがつて前述した抄紙用スラリー中にこの様な金
属イオンと反応する添加剤を配合すれば、常識的
には直ちに前記吸着された金属イオンが無くなり
水膨潤性の封鎖が解除されて湿式抄造が不可能に
なると判断されるのであるが、本発明者等の実験
の結果、驚くべきことに水膨潤性物質に吸着され
た金属イオンはその反応がかなり遅く、前記金属
イオンと反応する添加剤を配合しても水膨潤性物
質の水膨潤性が直ちに回復することはなく、抄紙
することは充分に可能であり、つづく脱水・乾燥
の工程を経て始めてその水膨潤性封鎖が完全に解
除されるということを見い出したのである。 つまり、本発明の第２段階は、調製された抄紙
用スラリー中に金属塩電解質の少くともその金属
イオンと反応して水不溶性物質となる添加剤を配
合して抄造し、ついで脱水・乾燥し、これらの工
程中にその添加剤と水膨潤性物質に吸着されてい
る金属イオンとを反応させて水不溶性物質とし、
その水膨潤性封鎖を解除して、最終仕上り時には
水膨潤性を完全に回復した水膨潤性シール材とす
ることである。 この場合、新たに生じ水不溶性物質は水膨潤性
物質にイオンとして再吸着されることはないの
で、時間の経過と共に脱落して行くが、前記した
如く湿式抄造中や脱水中に水膨潤性物質の水膨潤
性が回復される割合は少なく、これらの工程が水
膨潤によつて実施不可能になることは全くなく、
非常に安定した状態で容易にその実施ができるも
のとなるのである。 そしてこの添加剤と吸着している金属イオンと
の反応は特に脱水後の乾燥工程における加温によ
つて急激に進行し、乾燥後のシール材中の水膨潤
性物質の水膨潤機能は完全に回復しており、初期
の目的が達成されているのである。 なお、この金属塩電解質を水不溶性物質に変え
る添加剤の配合は、抄紙・脱水工程が不可能にな
るほど水膨潤性物質の機能を回復させる時間が経
過しない時点であれば何時でもよいが、通常は原
料スラリーを抄紙適正濃度にまで希釈する希釈工
程での配合が作業性の点から最も実施しやすいも
のである。 本発明における水膨潤性物質とは、通常吸水性
の非常に大きい有機樹脂よりなるもので、水膨潤
性樹脂粉体、又は水膨潤性繊維として市販されて
おり、例えばデンプン、カルボキシル化メチルセ
ルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレン
イミンやポリアクリル酸など水溶性樹脂を部分的
に架橋したり、疎水性モノマーと親水性モノマー
を共重合したりして作られるものである。 〔市販の商品名例…サンウエツト（三洋化成）、
アクアキープ（製鉄化学）、スミカゲル（住友化
学）、ワンダーゲル（花王石鹸）〕 また、本発明におけるシール用材料の他の諸材
料としては、石綿、バルブ、セラミツク繊維等の
繊維材料や、タルク、クレー、水酸化アルミニウ
ム等の無機粉体、及びバインダーとしてのNBR
ラテツクス、SBRラテツクス、アクリル系樹脂
エチルジヨンなどがあげられる。 本発明において使用される金属塩電解質とこの
電解質の少くとも金属イオンを水不溶性物質に変
える添加剤との組合せは後述するものの外に、例
えば塩化バリウムと硫酸、硝酸銀と塩酸、硝酸亜
鉛と硫化アンモニウムなどもあげられ、その組合
せ数は非常に多く目的により適宜選定してやれば
よいものである。 その選定基準としては、これらの電解質より生
成される水不溶性物質は元来シール材中に混入さ
れる目的のものではないためシール材中に混在す
る量はできるだけ少量であることが望ましいとい
うこと、また前記添加剤は通常過剰量添加される
のでこの添加剤がシール材中に残存しないもので
あることが好ましいこと、などがあげられる。 したがつて金属塩電解質としては解離して金属
イオンとなつた時のイオン価が高いものの方がそ
の使用量が少くなり好ましいものである。何故な
らイオン価の高いものほど水膨潤性挿阻害効果は
大きく吸着量も少くてよいからである。またこの
金属塩電解質と反応させる添加剤としてはアンモ
ニア水（水酸化アンモニウム）の様に乾燥工程で
ガスとなつて飛散してシール材中に残存しないも
のが望ましいものである。 さらに金属イオンを含む電解質水溶液が酸性な
らばこの金属イオンを水不溶性にする添加剤はア
ルカリ性のものを、一方金属イオンを含む電解質
水溶液がアルカリ性ならば添加剤としては酸性物
質を、選定してやることが望ましいものである。
つまりこの様にすることによつてスラリーのPHを
調べることにより、このPHが水不溶性物質に変え
る添加剤の適正な配合量を知るための目安となり
非常に都合のよいものとなるのである。 この様な諸条件を鑑みて、本発明者等が選定し
た金属塩電解質とこれに対応する添加剤との好適
な組合せは、例えば下記の如きものがあげられ
る。 金属塩電解質 添加剤 硫酸アルミニウム …アンモニア水 塩化アルミニウム …ンモア水 塩化第２鉄 …アンモニア水 作 用 本発明は以上の如き構成であり、水膨潤性物質
の水膨潤性を一時的に金属塩電解質によつて封鎖
してこれをシール材用諸材料と混合してスラリー
を調製し、この金属塩電解質の少くとも金属イオ
ンと反応して水不溶性物質となる添加剤を抄造時
に配合するというもので、吸着された金属イオン
とこの添加剤との反応は遅く、抄造脱水工程では
ほとんど水膨潤性物質の水膨潤性は回復しておら
ず、したがつてこれらの工程は問題なく進行でき
るというすぐれた作用を発揮するのである。さら
に、続く乾燥工程において大部分の金属イオンが
水不溶性物質に変化し、その水膨潤性封鎖を解除
し、仕上り品は完全に水膨潤性を回復したシール
材料となつているという顕著な作用もも発揮する
ものである。 実施例 １ 水膨潤性物質として太さ３デニール長さ３mmの
水膨潤性繊維（日本エクスラン工業(株)製、商品名
ランシールＦ）を使用し、0.3％の硫酸アルミニ
ウム水溶液にこの水膨潤性繊維10重量部を混合し
て分散液を調製した。 一方、シール材用のその他の材料として石綿
100重量部とタルク10重量部を水中で混合分散し、
これにバインダーとしてNBRラテツクスを固形
分換算で10重量部添加してスラリーを調製した。 この石綿等の分散スラリーに前記の水膨潤性繊
磯維の分散液を混合し抄抄紙用スラリーを調整し
た。 この抄紙用スラリーを抄紙適正濃度まで水で希
釈しつつ同時にアンモニア水を添加剤として配合
し、最終的にPHを９に調節して、直ちに角手抄マ
シンによりシートを形成し脱水・乾燥した後さら
にプレスして密度向上を行なつてシール材を作成
した。 比較例 １ 実施例１におけるアンモニア水の配合を行なわ
ず、他は全部実施例１と同一手法によりシール材
を作成した。 実施例 ２ 0.2％の塩化第２水溶液に水膨潤性物質として
水膨潤性樹脂粉体（クラレイソブレンケミカル(株)
製、商品名KIゲル−201H）を５重量部分散さ
せ、ついでこの中へタルク80重量部を混合した。 さらに別途に調製しておいたパルプ10重量部と
セラミツク繊維10重量部の混合分散液を前記分散
液に混合し、その後SBRラテツクスを固形分換
算で12重量部添加て抄紙用スラリーを調製した。 このスラリーを抄紙適正濃度にまで希釈したの
ち、アンモニア水を加えてPHを８に調節し、直ち
に角型手抄マシンにてシートを形成して後、脱
水・乾燥しプレス加工して密度を向上させシール
材を作成した。 比較例 ２ 実施例２におけるアンモニア水の配合を行なわ
ずに、他は全部実施例２と同一手法によりシール
材を作成した。 以上の各実施例と比較例についてその諸物性を
測定したところ次表の如き結果が得られた。

【表】 この表から、実施例はいずれも耐水性試験にお
いて、大巾にその厚さが増加し、かつ重量増加率
も非常に大きいものとなつている。それに比べて
比較例では厚さの増加も重量の増加も少ないもの
となつている。 つまり、本発明製造方法によつて水膨潤性シー
ル材が問題なく得られており、湿式法であつても
金属塩電解質による一時的水膨潤性封鎖と、抄造
時における金属イオンと反応して水不溶性となる
添加剤の配合によつて、本発明の目的が達成され
ていることが判るのである。 なお、実施例１及び２において水膨潤性物質を
金属塩電解質で処理しないものについても比較の
ため試験を行なつたが、スラリーの粘度が高くな
つて抄紙に長時間を要し、またプレス脱水時にシ
ートがつぶれてしまい完全なシート化が不可能な
ものであつた。 ハ 発明の効果 本発明の効果は上記の如く、ピーター法という
湿式手段によつて水膨潤性シール材を問題なく製
造できるということであり、従来のジヨイント方
式に比べてその製造効率が大巾に上昇し、得られ
たシール材の均質性がすぐれ、その水膨潤による
シール効果向上性も非常にすぐれたものが得られ
るということである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水膨潤性シール材を湿式法にて製造する方法
   であつて、水膨潤性物質を金属塩電解質水溶液に
   よつて処理することによりその水膨潤性を封鎖さ
   せ、前記封鎖後の水膨潤性物質と前記シール材用
   の他の諸材料とを水中に混合分散して抄紙用スラ
   リーを調製し、ついで前記金属塩電解質の少くと
   も金属イオンを水不溶性物質とする添加剤を抄造
   時に配合して抄造し、脱水・乾燥工程中に前記添
   加剤の反応によつて前記水膨潤性の封鎖を解除さ
   せることを特徴とする水膨潤性シール材の製造方
   法。