JPH049824B2

JPH049824B2 -

Info

Publication number: JPH049824B2
Application number: JP61115139A
Authority: JP
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1992-02-21
Also published as: JPS62103132A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、ガスケツト基材に用いるジヨイン
トシートの製造方法の改良に関するものである。従来、この種のジヨイントシートには、石綿ジ
ヨイントシートがあり、造船、化学工業、自動
車、機器などの広範囲な産業分野で多用されてい
る。上記の石綿ジヨイントシートは、石綿を基材繊
維とし、ゴムを結合剤としてなる緻密で、均等な
厚紙状に加熱圧縮されたシート状物で、その要求
特性に応じて、３〜７クラス石綿を60〜80％、有
機溶剤に溶解した天然ゴムまたは合成ゴムを固形
分で10〜20％、その他ゴム薬品、充填材などを混
合して得られた材料を、熱ロール上に積層成形す
る方法で作られている。しかして、前記石綿ジヨンイントシートに使用
される石綿は天然鉱物であり、近年、資源の枯
渇、採掘のための人件費および搬送費の高騰によ
り、入手が困難な状況にあり、また、石綿の人体
におよぼす有害性が問題となり、世界的に石綿の
使用が規制される傾向にある。石綿ジヨイントシートは、前記の如く、その組
成の大部分を石綿が占めており、上述のような石
綿が有する問題点を全て包含していることから、
石綿を使用しないジヨイントシートの開発が待望
されている。上記の問題を解決する目的で、石綿以外の繊維
を用いた各種のジヨイントシートが提案されてい
る。たとえば、特開昭51−86659号公報には、ガラ
ス繊維、セラミツク繊維、岩綿の無機質繊維およ
びセリサイトマイカなどの耐熱無機質材料を基材
とし、上記石綿ジヨイントシートと同様な製法に
よつて得られるジヨンイントシートが示されてい
るが、このジヨイントシートは、一般的な石綿ジ
ヨンイントシートに比較して、引張強度が1/3〜
１／４程度のものしか得られず、物性的に石綿ジヨ
イントシートよりもかなり劣り、実用に供すると
ころまで至つていない。また、特開昭51−29658号公報には、基材繊維
として石綿と炭素繊維綿の混合物を用い、合成ゴ
ムラテツクスを結合剤としてなるガスケツト材料
が示されている。これは、石綿に炭素繊維を混合
することにより、耐熱性を改良することを目的と
したものであるが、依然として石綿が使用されて
いるため、上述のような石綿の有する問題点を解
決することはできない。さらにまた、特開昭50−25824号公報には、非
金属性無機繊維および金属繊維を基材とし、ゴム
ラテツクスを結合剤として、抄造方法で形成する
無機繊維質シート材料が示されている。これは、
石綿を含む非金属性無機繊維に金属繊維を混合す
ることにより、耐熱性や密封性を改良することを
目的としたものであるが、結合剤としてゴムラテ
ツクスを用い、抄造方式で製造するので、ジヨイ
ントシートのような機械的強度は得られない。一般的に、ゴムラテツクスを用い、抄造方法で
製造される上記のような無機繊維質シートは、ビ
ーターシートと呼ばれ、有機溶剤に溶解したゴム
を用い、熱ロール上に積層成形して得られるジヨ
イントシートとは、組成的に同一であつても、製
法の違いから構造が異なり、物性に大きな差異を
有するため区別されている。すなわち、ビーターシートの場合、製造過程で
水分を含んだ状態でいつたんシート状に成形し、
その後、加熱により水分の蒸発および加硫を同時
に行なうことによつて得られるため、水分の蒸発
した後が空隙となつてシート内に比較的多く残る
が、ジヨイントシートの場合には、溶剤を蒸発さ
せながら圧搾積層成形してゆき、同時に加硫させ
るため、シート内の空隙の割合が非常に少ないと
いう特徴をもつており、たとえビーターシートに
熱ロール掛け等の処理を施し、空隙を減少させる
方法を施しても、ジヨイントシートの域にまで到
達させることはできない。またビーターシートの場合、結合剤としてゴム
ラテツクスを用いるため、ゴムが粒子状で繊維表
面に存在しやすく、溶剤に溶解したゴムを使用す
るジヨイントの場合のように、ゴムが繊維表面に
均一に存在するものと比較して、繊維への結合状
態が悪く、バインダーとしての効果が劣る。上記のような理由で、ヒーターシートは、ジヨ
イントシートに比較して、機械的強度やシール特
性など、ガスケツトとして必要な物性がかなり劣
り、ジヨイントシートが使用されるような、使用
条件の厳しい場所には不適格なものである。この発明は、上述した事情に鑑み、石綿以外の
繊維を使用し、しかも従来の石綿ジヨイントシー
トのもつ機械的強度やシール性能と対比して優る
とも劣らない物性を具備するジヨイントシートの
製造方法を提供することを主たる目的としている
ものである。本発明者は、上記の目的を遂行するため、種種
の研究実験を行つたところ、基材繊維として、石
綿以外の繊維から少なくとも２種類のチヨツプ状
繊維を選定し、それらのチヨツプ状繊維を適当の
比率で混合したものを用い、これを有機溶剤に溶
解した天然ゴムまたは合成ゴムを結合剤として、
ゴム薬品、充填剤等と共に均一に混合し、得られ
た混合材料を常温のロール間または熱ロール間に
投入して予備成形シートを成形し、この予備成形
シートを熱プレスして成形する方法によつて得ら
れたシートは、石綿ジヨイントシートに匹適する
高強度とガスケツトとして必要な圧縮復元特性を
具備していることを知見し、この知見に基いてこ
の発明を完成したものである。この発明で用いる石綿以外のチヨツプ状繊維
は、ガラス繊維、セラミツク繊維、岩綿、鉱滓
綿、ウオストナイト、チタン酸カリウムから成る
第１繊維群と、ポリアミド系繊維、ポリエステル
系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、フエノー
ル繊維、炭素繊維から成る第２繊維群とから成
り、少なくとも２種類の繊維の組合わせは、前記
第１繊維群と第２繊維群、第２繊維群同志のいず
れかである。また、この発明で用いる単繊維の直径は細い程
好ましいが、通常、平均直径0.1〜50μ程度のもの
が良く、これ以上の直径になると、繊維の剛直性
が増し、繊維同志が絡まりにくくなるため、製品
の強度が低下する傾向にあり、好ましくない。また、単繊維長さは0.1〜10mm程度のものを用
いるのが良い。繊維がこれより短かいと繊維同志
の絡み合いが弱いため、製品の強度が低下する傾
向にあり、逆に長いとゴム、ゴム薬品などとの混
合状態が悪くなり、その上、繊維の分散不良を生
じるため、製品の強度低下およびシール性の低下
をもたらす傾向にある。この発明で用いる繊維は、単繊維の寸法が、上
記直径、長さの範囲内のものを用いるのが好まし
いが、この範囲外の繊維が混合されていてもさし
つかえない。しかし、この場合上記範囲内の繊維
が全繊維体積の50％以上含まれていることが必要
である。これより上記範囲内の繊維の含有量が少
ないと、充分な製品強度、およびシール性が得ら
れない。繊維の表面は、結合剤であるゴムとの接着性を
改良するため、表面処理しておくことが好まし
く、例えば、シラン系カツプリング剤で処理した
ガラス繊維を用いると、処理しないものを用いた
場合に比較して、1.2倍〜２倍程度に、引張強度
を向上させることができる。繊維の最適場合比は繊維の種類、繊維直径、繊
維長さなどにより異るが、例えば、平均直径
13μ、平均長さ３mmのＥガラス繊維と、平均直径
13μ、平均長さ６mmのフエノール繊維を混合する
場合、または、上記Ｅガラス繊維と平均直径
10μ、平均長さ６mm、炭化度約80％の炭素繊維を
混合する場合には、Ｅガラス繊維100重量部当り、
フエノール繊維（または炭素繊維）を５〜100重
量部配合するのが良く、好ましくは15〜50重量部
配合するのが良い。この発明の組成中に占める全繊維の最適配合量
は、繊維の種類、ゴムの種類などにより若干、異
なるが、ゴム100重量部当り、繊維を100〜500重
量部配合するのが良い。例えば、前記Ｅガラス繊維とフエノール繊維を
４：１の重量比で混合したものを繊維として使用
し、ゴムとして天然ゴム（NR）を使用した場
合、または、前記Ｅガラス繊維と炭素繊維を４：
１の重量比で混合したものを繊維として使用し、
ゴムとしてインプレンゴム（IR）を使用した場
合は、ゴム100重量部当り、繊維を150〜500重量
部配合するのが好ましい。この範囲より繊維量が
多すぎるか、または少なすぎる場合は、製品の引
張強度の低下をもたらし、特に、繊維量が多すぎ
る場合は、シール性の低下をもたらす傾向があ
る。一般的に、密度の大きい繊維は多めに、嵩の大
きい繊維は少なめに配合するのが良く、また、ゴ
ムを溶剤で膨潤させたとき、膨潤率の大きいゴム
を使用する場合は繊維量を多めに、膨潤率の小さ
いゴムを使用する場合は、繊維量を少なめに配合
するとが良い傾向がある。ゴムの最適配合量については、ゴムの種類、繊
維の種類、繊維寸法などにより若干異なるが、５
〜50wt％配合するのが良い。例えば、前記Ｅガラス繊維とフエノール繊維を
４：１の重量比で混合したものを繊維として使用
し、ゴムとして天然ゴム（NR）を使用した場
合、または、前記Ｅガラス繊維と炭素繊維を４：
１の重量比で混合したものを繊維として使用し、
ゴムとしてインプレンゴム（IR）を使用した場
合は、ゴム配合量を10〜30wt％配合するのが好
ましい。上記は石綿以外の繊維の選定ならびにその繊維
径、繊維長さ、配合量などについて述べたもので
あるが、それらの繊維を使用しても、従来の石綿
ジヨイントシートの製法をもつてしては、石綿ジ
ヨイントシートに匹敵する高強度と圧縮復元性を
有するものは得られない。この発明によつてジヨンイントシートを製造す
るには、まず、天然ゴムまたは合成ゴムをトルエ
ンなどの有機溶剤に溶解しておき、これと、上記
に示した少なくとも２種類の繊維、ゴム薬品、充
填材などを均一に混合する。この混合処理には、
リボン型ミキサー、ヘンシエル型ミキサー、ニー
ダー、プラネタリミキサーなどの市販のミキサー
を用いれば良い。ただし、石綿のように、比較的強度があり、か
つ、柔軟な繊維は、充分な混合を行ないさえすれ
ば、良好な製品が得られやすいが、この発明で用
いる繊維の場合は、繊維の強度および柔軟性が不
充分なものが多く、特に前記第１繊維群に分類さ
れる繊維は剛直で折れやすい傾向があるため、混
合しすぎると繊維が粉砕され、充分な製品強度が
得られなくなる。また、混合が不充分であると他
の材料との均一な混合状態が得られず、繊維の分
散不良を生じて充分な製品強度が得られず、シー
ル性も低下する。故に、このような繊維を取り扱
う場合には、使用するミキサーの能力に応じた適
切な混合条件を見い出すことが必要であり、混合
状態が均一になり、かつ、繊維が粉砕される以前
に混合を止めるようにしなければならない。前記第１繊維群に分類された繊維のみの組合わ
せによつて、混合を行なうと、繊維に粉砕が生じ
ない状態で均一な混合状態を得ることが非常に難
かしく、このことが前記第１繊維群に含まれる繊
維のみを繊維として使用して構成した製品の場
合、例えば、前記特開昭51−86659号公報に示さ
れたような場合には、高強度のものが得られなく
なる一つの理由となつていると思われる。この発明で示した繊維群の組合せからなる繊維
を用いると、繊維がほとんど粉砕されず、かつ、
他の材料との均一な混合状態を得るための混合条
件を容易に見い出すことができ、例えば、回転数
45rpmのニーダーを使用した場合は、通常60分〜
90分程度の混合時間で良好な混合物が得られる。次に、上記のようにして得られた混合物を一定
間隙の常温ロール間または熱ロール間に投入し、
一方のロール上に巻きつかせながら成形し、均一
な厚みに巻きついた後、これを剥離して予備成形
シートを得る。ここで使用する２対のロール表面が同種の物質
から構成されている場合は、混合物は両方のロー
ルに巻きつくため、一方のロールのみに巻きつか
せるのは非常に困難となる。本発明者は種々の検
討を行なつた結果、２対のロールの表面をそれぞ
れ適当な異物質で構成させることにより、一方の
ロールのみに容易に巻きつかせ得ることを発見し
た。例えば、硬質クロムメツキロールとアクリルゴ
ム被覆ロールの組合わせの場合、混合物は硬質ク
ロムメツキロール側に巻きつき、また硬質クロム
メツキロールと弗素樹脂被覆ロールの組合わせの
場合、混合物は硬質クロムメツキロール側に巻き
つき、また、硬質クロムメツキロールとアルミニ
ウムロールの組合わせの場合、混合物はアルミニ
ウムロール側に巻きつくことなどが判明し、この
発明ではこれらのうちの一つの組合わせによるロ
ールを用いて予備成形を行なつた。このような予備成形シートはまだ溶剤を含んだ
状態にあるので、その強度は比較的弱く、外部か
ら機械的応力が加わると容易に破壊してしまう。
故に２ロールの周速は等速であることが好まし
い。ロール間隙は、ロール直径、ロール周速、混合
物の状態、最終製品の厚さなどを考慮して決定す
るが、0.1〜10mm、好ましくは0.3〜５mm程度が良
い。柔軟な繊維または繊維長の短かい繊維からなる
混合物を用いた場合、比較的小さいロール間隙で
も混合物がよくくい込んで成形できるが、剛直な
繊維または繊維長の長い繊維を用いた混合物の場
合は、ロール間隙へ混合物がくい込みにくく、ま
た、たとえくい込んでも大きな剪断力が働くと繊
維自体が折れやすくなるため、比較的大きめのロ
ール間隙が必要となる傾向がある。また溶剤に膨潤させたゴムの状態としては、粘
着性の大きいもの、および粘度の大きいものを使
用するほど、予備成形シートの強度が大きくな
り、成形しやすくなる傾向にあるため、混合に支
障をもたらさない範囲で、ゴム液を高粘性の状態
に調整した方が好ましい。次に、この予備成形されたシートを複数枚積層
し、ゴムの加硫温度に設定された熱プレス（60℃
〜200℃）に挾み、40Kg／cm²未満の低面圧状態で、
ときどき、ガス抜きしながら加圧し、溶剤が完全
に蒸発した後、40〜200Kgｆ／cm²の高面圧で加圧
し、ジヨイントシート製品とするものである。この時、必要とする製品厚さに応じて、積層数
を定める。特に、予備成形シート自体は、ある程
度配向しているので、この配向方向を直角に交互
に積層することにより、従来の石綿ジヨイントシ
ートにはみられなかつた平面方向に等方性のある
製品を得ることが可能である。最初、低面圧で加圧する理由は、上記のような
溶剤を含んだシートを加圧する場合、初めから高
面圧を負荷すると、シートがフローし、充分に圧
搾することができないためで、溶剤を蒸発させた
後、高面圧にすれば、フローを最低量に押さえる
ことができ、充分に圧搾された密なシートが得ら
れる。また、熱プレスを行う前にシート状に予備成形
する理由は、混合の終つた材料を並べて直接熱プ
レス成形しても、材料同志の界面での繊維の絡み
合いが生じず、界面の接着状態が悪くなり、良好
な機械的強度を有するシートが得られないためで
ある。この点、ロールにより予備成形を行なう
と、材料がロール上で均一にならされ、この時、
材料同志がやく接着し合うため、比較的強度の強
いシートが得られる利点があり、特に、何枚かの
シートを積層することにより、更に均質なものが
得られ、物性のバラツキも少なくなる。次に、この発明の実施例および比較例を示す。実施例１組成材料重量％Ｅガラスチヨツプドストランド（径13μ、長さ３
mm） 40 フエノール繊維チヨツプ（径13μ、長さ６mm）10 天然ゴム 15 硫黄１亜鉛華１加硫促進剤 0.2 充填材 32.8 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.7の割合
で使用。予め、ゴムを溶剤に膨潤させた後、上記組成材
料をニーダー内に投入し、約90分間混合して得ら
れた材料を、それぞれのロール表面が硬質クロム
メツキと四弗化エチレン・六弗化プロピレン共重
合樹脂からなり、ロール間隙が約0.4mmである２
対の常温ロール間に投入し、硬質クロムメツキロ
ール側に材料を巻きつかせる。材料がロール全体にわたつて均一な厚みに巻き
ついた後、これをドクターナイフによりロールか
ら剥離し、厚さ約0.6mmの予備成形シートを得る。
これを繊維の配向方向を同一方向にそろえて６枚
重ね、金型内にセツトし、約130℃に設定された
熱プレスに挾み、面圧20Kgｆ／cm²で加圧しなが
ら、ときどきプレスを開いてガス抜きを行ない、
充分に溶剤を蒸発させその後、面圧を90Kgｆ／cm²
に昇圧し、約30分間保持したあと、試料を取り出
すことにより、厚み約２mmのシートが得られた。実施例２組成材料重量％Ｅガラスチヨツプドストランド（径13μ、長さ３
mm） 40 炭素繊維チヨツプ（径10μ、長さ６mm、炭化度80
％） 15 天然ゴム 15 硫黄１亜鉛華１加硫促進剤 0.2 充填材 27.8 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.7の割合
で使用。上記組成材料を実施例１と同様の方法により成
形してシートを得た。実施例３組成材料重量％炭素繊維チヨツプ（径10μ、長さ６mm、炭化度80
％） 15 フエノール繊維チヨツプ（径13μ、長さ６mm）20 天然ゴム 15 硫黄１亜鉛華１加硫促進剤 0.2 充填材 47.8 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.7の割合
で使用。上記組成材料を実施例１と同様の方法により成
形してシートを得た。実施例４組成材料重量％Ｅガラスチヨツプドストランド（径13μ、長さ３
mm） 60 フエノール繊維チヨツプ（径13μ、長さ６mm）15 合成ゴム（SBR） 20 硫黄１亜鉛華 1.3 加硫促進剤 0.3 充填材２トルエン：上記混合物１Kgに対して0.7の割合
で使用。上記組成材料の混合物を熱ロール上に積層成形
して予備成形シートを得、これを約130℃に設定
された熱プレスに挾み、面圧90Kgｆ／cm²で約20分
間プレス成形してシートを得た。実施例５組成材料重量％Ｅガラスチヨツプドストランド（径13μ、長さ３
mm） 33 フエノール繊維チヨツプ（径13μ、長さ３mm）８合成ゴム（NBR） 27 硫黄２亜鉛華２加硫促進剤 0.4 充填材 27.6 トルエン：上記混合物１Kgに対して1.6の割合
で使用。上記組成材料を実施例１と同様の方法により混
合および予備成形し、厚さ約1.5mmの予備成形シ
ートを得た。但し、ロール間隙は1.2mmとした。
次に、この予備成形シート２枚をそれぞれの繊維
の配向方向が直角になるように重ねた後、約130
℃に設定された熱プレスに挾み、面圧１Kgｆ／cm²
で加圧しながら、ときどきプレスを開いてガス抜
きを行ない、充分に溶剤を蒸発させ、その後、面
圧を80Kgｆ／cm²に昇圧し、約30分間保持したあ
と、試料を取り出すことにより、厚み約1.5mmの
シートが得られた。実施例６組成材料重量％Ｅガラスチヨツプドストランド（径13μ、長さ３
mm） 39 フエノール繊維チヨツプ（径13μ、長さ３mm）10 合成ゴム（SBR） 24 硫黄 1.7 亜鉛華 1.7 加硫促進剤 0.4 充填材 23.2 トルエン：上記混合物１Kgに対して1.4の割合
で使用。上記組成材料を実施例５と同様の方法により成
形してシートを得た。実施例７組成材料重量％Ｅガラスチヨツプドストランド（径13μ、長さ３
mm） 47 炭素繊維チヨツプ（径10μ、長さ６mm、炭化度80
％） 12 合成ゴム（IR） 19 硫黄 1.4 亜鉛華 1.4 加硫促進剤 0.3 充填材 18.9 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.9の割合
で使用。上記組成材料を実施例５と同様の方法により成
形してシートを得た。実施例８組成材料重量％Ｅガラスチヨツプドストランド（径13μ、長さ３
mm） 38 炭素繊維チヨツプ（径10μ、長さ６mm、炭化度80
％）９ウオラストナイト（平均径22μ、平均長さ600μ）
５合成ゴム（CR） 30 酸化マグネシウム２加硫促進剤 1.5 充填材 14.5 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.9の割合
で使用。上記組成材料を実施例５と同様の方法により成
形してシートを得た。実施例９組成材料重量％Ｅガラスチヨツプドストランド（径13μ、長さ３
mm） 39 アクリル繊維チヨツプ（径12μ、長さ６mm） 10 合成ゴム（BR） 24 硫黄 0.7 亜鉛華 2.4 加硫促進剤 0.5 充填材 23.4 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.7の割合
で使用。上記組成材料を実施例５と同様の方法により成
形してシートを得た。比較例１組成材料重量％Ｅガラスチヨツプドストランド（径13μ、長さ３
mm） 50 天然ゴム（NR） 15 硫黄１亜鉛華１加硫促進剤 0.2 充填材 32.8 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.7の割合
で使用。上記組成材料の混合物を実施例１と同様の方法
により成形してシートを得た。比較例２組成材料重量％フエノール繊維チヨツプ（径13μ、長さ６mm）25 天然ゴム 15 硫黄１亜鉛華１加硫促進剤 0.2 充填材 57.8 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.7の割合
で使用。上記組成材料の混合物を実施例１と同様の方法
により成形してシートを得た。比較例３組成材料重量％炭素繊維チヨツプ（径10μ、長さ６mm、炭化度80
％） 30 天然ゴム 15 硫黄１亜鉛華１加硫促進剤 0.2 充填材 52.8 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.7の割合
で使用。上記組成材料の混合物を実施例１と同様の方法
により成形してシートを得た。比較例４組成材料重量％クラフトパルプ（平均幅40μ、平均厚さ3μ、平均
長さ３mm） 20 天然ゴム（NR） 15 硫黄１亜鉛華１加硫促進剤 0.2 充填材 62.8 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.7の割合
で使用。上記組成材料の混合物を実施例１と同様の方法
により成形してシートを得た。但し、パルプはミラクルミルにより予め機械的
に開綿したものを使用した。比較例５組成材料重量％チタン酸カリウム繊維（平均径0.2μ、平均長さ
25μ） 70 天然ゴム（NR） 15 硫黄１亜鉛華１加硫促進剤 0.2 充填材 12.8 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.7の割合
で使用。上記組成材料の混合物を実施例１と同様の方法
により成形してシートを得た。比較例６組成材料重量％ウオラストナイト（平均径22μ、平均長さ600μ）
80 天然ゴム（NR） 10 硫黄 0.7 亜鉛華 0.7 加硫促進剤 0.2 充填材 8.4 トルエン：上記混合物１Kgに対して0.5の割合
で使用。上記組成材料の混合物を実施例１と同様の方法
により成形してシートを得た。ただし、比較例２〜４において、フエノール繊
維、炭素繊維、パルプの配合量が、他の繊維系の
ものに比較して少ないのは、これら繊維の密度
が、ガラスなどの無機質繊維に比較して小さく、
ガラスなどと同等の配合量にすると嵩が大きくな
りすぎ、混合が困難となるためである。また上記実施例および比較例で使用したガラス
チヨツプストランドは、全て表面をシラン系カツ
プリング剤で処理したものである。上記の実施例および比較例の代表的な物性値を
第１表に示す。ただし、JIS Ｒ 3453の方法によつて物性の測
定を行なつた。

【表】上記第１表における比較例１〜６の物性値に示
されているように、石綿以外の繊維を単独で用い
たシートにあつては、一般的な石綿ジヨイントシ
ートの引張強度が２〜４Kgｆ／cm²であるのに比較
して、かなり小さいことがわかるが、実施例１〜
９の物性値に示されるように、単独では充分な強
度を得られない繊維を用いても、２種類以上を混
合したシートにあつては、石綿ジヨイントに匹敵
する高強度のもとが得られることが明らかとなつ
た。また、一般的な石綿ジヨイントシートは、圧縮
率が７〜17％程度、復元率が40〜60％程度である
が、実施例１〜９に示したように、この発明によ
れば、石綿ジヨイントシートより大きい圧縮率、
復元率が得られる。これはガスケツト材料とし
て、非常に大きな利点であるということができ
る。また、一般的な石綿ジヨイントシートは、折り
曲げた時、その屈曲部が割れる傾向があるが、こ
の発明で得られたシートは、180°に折り曲げても
割れることはなく、非常に優れた耐屈性を具備し
ている。また従来、石綿ジヨイントシートに最も多く利
用されているクリソタイル石綿は、酸に対して弱
く、これを基材繊維としたジヨイントシートは耐
酸性に乏しいことが欠点とされているが、この発
明によれば、耐酸性の良い繊維、例えばフエノー
ル繊維などを選択使用することにより、耐酸性の
優れたジヨイントシートが得られる利点がある。また、通常、天然鉱物である石綿は、その中に
マグネタイト、遊離塩素（Cl^-）を含有しており、
石綿が主成分である石綿ジヨイントシート内に
は、当然、これらの物質が含有されていることに
なる。ステンレスフランジ用のシール材として、
このような石綿ジヨイントシートを適用すると、
これら物質が原因となつて、ステンレス面に孔食
を起こし、しばしば問題となつている。この発明によれば、これらの物質を含有しない
繊維を自由に選べるので、ステンレス用のガスケ
ツトとしても有用である。２種以上の繊維を混合することにより、そのシ
ートの強度が石綿ジヨイントシートと同じ程度に
向上されるのは、下記の理由によるものである。一般的な短繊維強化複合材料においては、強度
に影響する因子として、次のものが考えられる。 (1) 繊維アスペクト非（繊維長／繊維直径） (2) 繊維とマトリツクス界面の接着力 (3) 繊維相互の抱合力（からみ合いによる力） (4) 繊維の体積含有率 (5) マトリツクス繊維 (6) 繊維強度ジヨイントシートが引張り破断される場合、ほ
とんど繊維がマトリツクスから引き抜けた状態で
破損しており、繊維自体の降伏破損が支配的では
ないので、(6)は考慮しなくても良い。ジヨイントシートの場合、使用するマトリツク
ス（ゴム）の種類および加硫剤の最適配合量を検
討することにより(5)は決まり、また、繊維の最適
配合量を検討することにより(4)は決まるため、こ
の２項目については、実験により、容易に最良の
値を求めることができる。故に、ジヨイントシートの強度を向上させるた
めに、技術的工夫を必要とするのは(1)〜(3)の項目
であり、これらについて以下に考察する。 (1) 繊維のアスペクト比通常、アスペクト比が大きい程、高強度のも
のが得られると考えられる。石綿の場合、完全に単繊維に開綿されると、
その繊維径は250〓〜400〓であるのに対し、石
綿以外のほとんどの無機質および有機質繊維
は、現在の技術では、2μ〜5μ程度が製造限界
となつている。故に、同じ繊維長で比較する
と、石綿、他の無機質および有機質繊維の100
〜200倍のアスペクト比を有していると考えら
れる。したがつて、石綿の場合、たとえ完全開
綿がなされず、ある程度、繊維が収束していた
としても、少なく見積つても、他の繊維に比べ
て数十倍のアスペクト比を有しているものと思
われる。このことが、石綿ジヨイントシートが
高強度を有し、石綿以外の繊維を用いた場合、
強度が出ない、一つの原因となつていると考え
られる。石綿以外の繊維について、そのアスペクト比
を石綿のアスペクト比に近づけるためには、そ
の繊維長を長くすればよいが、この発明で示し
た繊維長以上になると、ミキシング時に繊維の
分散不良を生じ、逆に強度が低下するばかりで
なく、シール特性なども低下して、物性的に好
ましくなる。すなわち、最大繊維長がある程度
規制されてしまうため、アスペクト比を無制限
に大きくすることは困難となる。また、前述した繊維の中でも、チタン酸カリ
ウム繊維のように、結晶を成長させて繊維化す
るものは、石綿に近い繊維径のものを作ること
はできるが、現在の技術では繊維長が非常に短
く、粉に近いものであるので、アスペクト比を
充分大きくとることはできない。将来、石綿以外の繊維で、石綿に匹敵する繊
維長、繊維径のものが得られるようになつた場
合、その繊維を用いて高強度のジヨイントシー
トが得られるようになると推測されるが、現在
の時点では、この方法により、強度を向上させ
ることは難かしいと思われる。この発明においては、剛直で折れやすい傾向
にある第１繊維群に分類される繊維同志の組合
わせにより製造すると、ミキシング時に繊維が
粉砕され、アスペクト比の低下をまねきやすい
が、比較的柔軟性のある第２繊維群と組合わせ
れば、アスペクト比の低下を最低限におさえ得
ることを見い出し、このことが、高強度の製品
を得る上での一つのポイントとなつている。 (2) 繊維とマトリツクス界面の接着力一般的に繊維とマトリツクスの界面接着力が
大きいほど、高強度のものが得られると考えら
れる。通常、２つの物質間の界面接着力および相溶
性は、溶解度指数（SP値）で評価することが
できる。 SP値は、各物質固有の値であり、この値の
近いもの同志が、一般的に良い相溶性を示すこ
とが知られている。シヨイントシートの場合、マトリツクスとし
て使用されるゴムは７〜10程度のSP値を有し
ており、他の有機物質も、一般的にほぼこの近
辺のSP値を有しているが、無機物質は、一般
的に、これよりかなり大きい値となる（ガラス
の場合122〜133）。このことから、無機質繊維より、有機質繊維
の方がゴムとの界面接着力に優れていることが
推定される。この発明において、ゴムとの相溶性の悪いガ
ラス繊維を用いる場合、表面をシラン系カツプ
リング剤で処理することにより、ガラス表面の
SP値を下げ、ゴムとの接着力を増すことを試
みており、その結果、引張強度が表面処理しな
いものに比較して1.2〜２倍程度向上すること
を示した。 (3) 繊維相互の抱合力一般的に、繊維相互の抱合力の大きいものほ
ど、高強度のものが得られると考えられる。石綿の場合は、繊維自体が柔軟であり、また
表面が平滑でないため、繊維同志の抱合力が大
きく、そのことが、石綿ジヨイントシートが高
強度を有する一原因を成していると考えられ
る。石綿も含めて、一般的に天然繊維は繊維相互
の抱合力が大きいと推定されるが、人造無機質
繊維および合成高分子系有機質繊維において
は、ほとんどの繊維が平滑な表面を有するた
め、繊維同志が比較的からみにくく、とくに人
造無機質繊維においては、繊維自体が剛直なも
のが多いため、非常にからみにくい傾向を示
し、小さい抱合力しか得られない。そのため、
これら繊維を単に石綿と置き換えて使用して
も、高強度のジヨイントシートを得ることは難
かしい。しかし、この発明で示した組合わせによる繊
維同志を適当な比率で混合使用した場合には、
繊維の分散性は非常に良好となり、かつ、繊維
同志がよく絡み合い、繊維相互の抱合力が著し
く高められるが、単一戦域を用いた場合には、
これらの効果が得られないのである。２種以上の繊維を混合することによつて、シ
ートの高度を向上できるのは、上記の理由にも
とづくものであるが、この発明は、それに加
え、繊維・ゴム混合物をロール間に投入して予
備成形シートとなし、それを熱プレスによつて
成形して製品とする方法を適用したことに特徴
を有するものである。前述したように、プレスする前にロールでシ
ート状に予備成形をしておくと、材料がロール
上に均一にならされ、その際材料同志がよく接
着し合うため、出発繊維原料の組合わせと相ま
つて、シートの強度増加が得られるものであ
る。また、予備成形シートを作る場合には、必
要に応じてそれを複数枚積層して一体にプレス
できるから、更に均質で物性のバラツキの少な
いシートが得られることも最大の利点となつて
いる。以上のことを実証する顕微鏡写真（倍率70倍）
を第１図および第２図に示す。第１図の写真は実
施例１で得られた製品内部の顕微鏡写真で、繊維
の分散状態の良好なこと、および、ガラス繊維、
フエノール繊維が良く絡み合つていることが明瞭
にわかる。なお、無色透明のまつすぐな繊維がガラス繊維
で、曲りくねつた黒色の繊維がフエノール繊維で
ある。又、他の白つぽい部分はゴム、充填材であ
る。これに対して、第２図の写真は、比較例１で得
られた製品内部の顕微鏡写真で、繊維の分散、絡
み合いが不充分であることが明瞭に認められる。この発明によるジヨイントシートは、石綿ジヨ
イントシートと同様な分野のガスケツト基材とし
て有用であるが、その他に、摩擦材や電気絶縁材
としても使用できる。以上に述べたように、この発明によれば、比較
的剛直な繊維であるガラス繊維、セラミツク繊
維、岩綿、鉱滓綿、ウオラストナイト、チタン酸
カリウムから成る第１繊維群および比較的柔軟な
繊維であるポリアミド系繊維、ポリエステル系繊
維、ポリアクリロニトリル系繊維、フエノール繊
維、炭素繊維から成る第２繊維群、あるいは第２
繊維群のみからそれぞれ選定して組合わせた少な
くとも２種類のチヨツプ状繊維と、有機溶剤に溶
解させた天然ゴムまたは合成ゴムと、ゴム薬品
と、充填材とを混合して得た混合物を常温または
熱ロール間に投入して予備成形シートとなし、こ
の予備成形シートを熱プレスして製品とするの
で、石綿以外の繊維を使用して簡単な処理工程に
より、石綿ジヨイントシートに匹敵する高強度
と、すぐれた圧縮復元性を有するジヨイントシー
トを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られた製品における繊維
組織の顕微鏡写真、第２図は比較例１で得られた
製品における繊維組織の顕微鏡写真である。

Claims

【特許請求の範囲】１比較的剛直な繊維であるガラス繊維、セラミ
ツクス繊維、岩綿、鉱滓綿、ウオラストナイト、
チタン酸カリウムから成る第１繊維群および比較
的柔軟な繊維であるポリアミド系繊維、ポリエス
テル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、フエ
ノール繊維、炭素繊維から成る第２繊維群、ある
いは第２繊維群のみからそれぞれ選定して組合わ
せた少なくとも２種類のチヨツプ状繊維と、有機
溶剤に溶解させた天然ゴムまたは合成ゴムと、ゴ
ム薬品と、充填材とを混合して得た混合物を常温
または熱ロール間に投入して予備成形シートとな
し、この予備成形シートを熱プレスして製品とす
ることを特徴とするジヨイントシートの製造方
法。２常温ロールで成形した予備成形シートを所要
枚数積層して熱プレスする特許請求の範囲第１項
記載のジヨンイントシートの製造方法。３前記の少なくとも２種類のチヨツプ状繊維
は、単繊維の平均直径が0.1〜50μ、平均長さが
0.1〜10mmであつて、全繊維体積の50％以上を含
む特許請求の範囲第１項記載のジヨイントシート
の製造方法。４前記の少なくとも２種類のチヨツプ状繊維の
合計量がゴム100重量部当たり、100〜500重量部
である特許請求の範囲第１項記載のジヨイントシ
ートの製造方法。