JPH05171133A - ジョイントシートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、耐熱性に優れるとともにシール性
に優れたジョイントシートおよびその製造方法を提供す
る。 【構成】 本発明に係るジョイントシートは、 ［Ａ］ガラス繊維；５〜３０重量％、 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；１〜１５重量％、 ［Ｃ］炭酸カルシウム；２０〜６０重量％、 ［Ｄ］充填材；１５〜５０重量％、および ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；１０〜２０重量％ から形成されている。本発明に係るジョイントシートの
製造方法は、上記［Ａ］〜［Ｅ］成分と［Ｆ］有機溶剤
とからなる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で加熱圧延してシー
ト状に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、化学工業、自動車、船舶
などの広範な産業分野において、各種機器・装置にガス
ケットの基材として利用されるジョイントシートおよび
その製造方法に関する。

【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、基材繊維としての石綿と、ゴ
ムなどの結合剤と、さらに他の配合剤とを混練して得ら
れるジョイントシート形成用組成物を、一対のロール間
に供給して加熱圧縮することによって製造される緻密で
均等なシート状体であり、通常、石綿を６０〜８０重量
％の量で含有している。

【０００３】しかしながら近年、石綿資源の枯渇および
それに伴う入手難の問題が生ずるとともに、人体に対す
る石綿の悪影響が指摘されるに至り、石綿の使用は再検
討を迫られている。

【０００４】このため石綿の代替繊維として、たとえ
ば、ガラス繊維、ミネラル繊維、カーボン繊維、セラミ
ック繊維、チタン酸カリウム繊維、ウォラスナイトなど
の無機繊維、および芳香族ポリアミド（アラミッド）繊
維、ポリオレフィン繊維、ポリアクリロニトリル繊維な
どの有機繊維を用いてなる非石綿ジョイントシートが研
究されている。

【０００５】しかしながら、たとえばガラス繊維などの
無機繊維と芳香族ポリアミド繊維などの有機繊維とを組
み合わせて用いると、これらの無機繊維と有機繊維とを
混練する際に、無機繊維が粉砕されてアスペクト比が低
下し、得られるジョイントシートではシール性が低下す
ることが指摘されている。また、無機繊維は一般的に混
練時の分散性に劣るため、該繊維が均一に分散されたジ
ョイントシート形成用組成物が得られにくく、該繊維が
不均一に分散されたジョイントシート形成用組成物から
得られるジョイントシートは強度および応力緩和特性に
劣ってしまうという問題点があった。

【０００６】このような問題点を解決するため、基材繊
維として有機繊維を多量に用いて形成されるジョイント
シートが提案されている。ところで、このような非石綿
ジョイントシートは有機繊維を多量に含有しているた
め、耐熱性に劣るという問題点があった。

【０００７】このため、耐熱性に優れるとともに、シー
ル性に優れたジョイントシートおよびその製造方法の出
現が望まれている。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、耐熱性に優れるとともにシー
ル性に優れたジョイントシートおよびその製造方法を提
供することを目的としている。

【０００９】

【発明の概要】本発明に係るジョイントシートは、 ［Ａ］ガラス繊維；５〜３０重量％、 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；１〜１５重量％、 ［Ｃ］炭酸カルシウム；２０〜６０重量％、 ［Ｄ］充填材；１５〜５０重量％、および ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；１０〜２０重量％から形成
されていることを特徴としている。

【００１０】また本発明に係るジョイントシートの製造
方法では、 ［Ａ］ガラス繊維；５〜３０重量％、 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；１〜１５重量％、 ［Ｃ］炭酸カルシウム；２０〜６０重量％、 ［Ｄ］充填材；１５〜５０重量％、および ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；１０〜２０重量％、および ［Ｆ］有機溶剤 からなる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で加熱圧延してシー
ト状に形成することを特徴としている。

【００１１】

【発明の具体的説明】本発明に係るジョイントシート
は、［Ａ］ガラス繊維、［Ｂ］パルプ状の有機繊維、
［Ｃ］炭酸カルシウム、［Ｄ］充填材、および［Ｅ］ゴ
ムおよびゴム薬品から形成されているが、以下にこのよ
うな各成分について詳細に説明する。

【００１２】［Ａ］ガラス繊維 本発明では、［Ａ］ガラス繊維として、ガラス繊維のチ
ョップトストランドが用いられることが好ましい。この
ような［Ａ］ガラス繊維のチョップトストランドは、平
均径が通常約４〜１６μｍ、好ましくは約４〜１０μｍ
であり、長さが通常約１．５〜６ｍｍ、好ましくは約２
〜３ｍｍであることが望ましい。またこの［Ａ］ガラス
繊維のチョップトストランドは、通常、集束処理されて
いるが、本発明では、集束強度の弱い集束剤で処理され
るか、または少量の集束剤で集束処理されているチョッ
プトストランドが好ましい。

【００１３】このような［Ａ］ガラス繊維は、ジョイン
トシート中に５〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量
％の量で含有されている。［Ｂ］パルプ状の有機繊維 本発明では、有機繊維として、フィブリル化したパルプ
状の有機繊維が用いられる。このような有機繊維として
は、具体的に、芳香族アミド（アラミッド）繊維、ポリ
オレフィン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリアミ
ド系繊維、ポリエステル系繊維、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が用いられる。

【００１４】本発明で用いられる［Ｂ］パルプ状の有機
繊維は、平均直径が通常約３〜１５μｍであり、長さが
通常約１〜８ｍｍであることが望ましい。このようにフ
ィブリル化された［Ｂ］パルプ状の有機繊維を用いるこ
とにより、該繊維は後述する混練時に他の成分特にゴム
などと良好に絡み合って、得られるジョイントシートで
は強度が向上されるようになる。

【００１５】このような［Ｂ］パルプ状の有機繊維は、
ジョイントシート中に、１〜１５重量％、好ましくは３
〜１０重量％の量で含有されている。［Ｃ］炭酸カルシウム 本発明では、［Ｃ］炭酸カルシウムとして、重質炭酸カ
ルシウム、軽質炭酸カルシウム、表面処理された炭酸カ
ルシウムなどが用いられる。

【００１６】本発明で用いられる［Ｃ］炭酸カルシウム
は、平均粒度が、通常６μｍ以下、好ましくは０．９〜
２μｍであることが望ましい。このような［Ｃ］炭酸カ
ルシウムは、ジョイントシート中に、２０〜６０重量
％、好ましくは２０〜５０重量％の量で含有されてい
る。

【００１７】また本発明では、該［Ｃ］炭酸カルシウム
と上記［Ａ］ガラス繊維とが、ジョイントシート中に合
計で、４０〜７０重量％の量で含有されていることが望
ましい。このような量で［Ｃ］炭酸カルシウムおよび
［Ａ］ガラス繊維が含有されていることにより、ジョイ
ントシートは耐熱性に優れるとともに強度が向上される
ようになる。

【００１８】本発明では、ジョイントシートを形成する
に際して、［Ａ］ガラス繊維と、［Ｂ］パルプ状の有機
繊維と、［Ｃ］炭酸カルシウムとが併用されているた
め、該［Ｃ］炭酸カルシウムが［Ａ］ガラス繊維間に入
り込んで［Ａ］ガラス繊維の分散性を促し、［Ａ］ガラ
ス繊維がよく分散された緻密なジョイントシート形成用
組成物が得られるようになる。したがって、このような
ジョイントシート形成用組成物から得られるジョイント
シートは、緻密性、強度および応力緩和特性に優れると
ともにシール性にも優れている。

【００１９】これに対して、炭酸カルシウムを用いない
と、一般的にガラス繊維は分散性に劣り、通常ガラス繊
維が均一に分散されたジョイントシート形成用組成物を
得にくく加工性に劣り、このようなジョイントシート形
成用組成物から得られるジョイントシートは、シール性
に劣るようになる。

【００２０】［Ｄ］充填材 本発明では、［Ｄ］充填材として、無機化合物が用いら
れる。このような無機化合物としては、具体的に、ウォ
ラストナイト、ホワイトカーボン、タルク、クレー、硫
酸バリウム、マイカ、酸化マグネシウムなどが挙げられ
る。これらの充填材は、通常組み合わせて用いられる。

【００２１】［Ｄ］充填材は、ジョイントシート中に、
１５〜５０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の量で
含有されている。［Ｄ］充填材の量が５０重量％を越え
ると、加工性が低下し、また得られるジョイントシート
は柔軟性が低下するようになる。

【００２２】［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品 本発明では、ゴムとして、従来ジョイントシート形成用
として公知のゴムが広く用いられ、具体的には、ニトリ
ルゴム（ＮＢＲ）、水添ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ス
チレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（Ｉ
Ｒ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジエンゴム（Ｂ
Ｒ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、フッ素ゴ
ム（ＦＰＭ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳ
Ｍ）、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリ
ルイソプレンゴム（ＮＩＲ）、トランス-1,4- ポリイソ
プレン、シリコーンゴム、天然ゴム（ＮＲ）などが用い
られる。

【００２３】なお上記のようなゴム、たとえばＳＢＲ
は、ナフテン系のプロセス油が配合された油展ゴムであ
ってもよい。さらにまた、このような油展ゴムと前記の
ようなゴムとを組み合わせて用いることもできる。

【００２４】このゴムは、上記の［Ａ］ガラス繊維、
［Ｂ］有機繊維、［Ｃ］炭酸カルシウムなどを結合する
バインダーの役割を果たしている。また、本発明では、
ゴム薬品として、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、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などが用いられ
る。

【００２５】このようなゴムおよびゴム薬品は、合計
で、ジョイントシート中に１０〜２０重量％の量で含有
されてることが好ましい。ゴムおよびゴム薬品がこのよ
うな量でジョイントシート中に含有されていると、基材
繊維は充分結合されるとともに、ジョイントシートは耐
熱性が低下することがない。

【００２６】上述したように本発明に係るジョイントシ
ートは、特定の組成で形成されており、耐熱性に優れる
とともにシール性にも優れている。このようなジョイン
トシートは、化学工業、自動車、船舶などの広範な産業
分野において、各種機器・装置にガスケットのようなシ
ーリング材として有用に利用される。

【００２７】本発明ではこのようなジョイントシート
を、 ［Ａ］ガラス繊維；５〜３０重量％、 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；１〜１５重量％、 ［Ｃ］炭酸カルシウム；２０〜６０重量％、 ［Ｄ］充填材；１５〜５０重量％、 ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；１０〜２０重量％、および ［Ｆ］有機溶剤 からなる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で加熱圧延し、シー
ト状に成形して製造する。以下に具体的に説明する。

【００２８】まず上記各成分を混練してジョイントシー
ト形成用組成物を得るが、具体的にはたとえば、ゴムを
トルエン、ゴム揮などのゴム用有機溶剤［Ｆ］に溶解
し、これに［Ａ］ガラス繊維および［Ｂ］有機繊維など
の基材繊維、［Ｃ］炭酸カルシウム、［Ｄ］充填材およ
びゴム薬品を加えて混練し、均一なジョイントシート形
成用組成物を得る。上述したように、通常ガラス繊維は
ゴムと混練する時に分散性に劣り、均一なジョイントシ
ート形成用組成物は得られにくいが、本発明では、ガラ
ス繊維もよく分散され均一なジョイントシート形成用組
成物として得られる。このような均一なジョイントシー
ト形成用組成物は、加熱圧延時の成形性に優れる。次い
で、この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供給して、加熱圧
延する。この際、熱ロールは約１３０℃に、また冷却ロ
ールは約３０℃に保たれていることが好ましい。このよ
うな一対のロールを有する装置は、シーター装置として
公知である。

【００２９】上記のようにしてジョイントシート形成用
組成物を一対のロール間に投入すると、該組成物はシー
ト状に加熱圧延されて熱ロール側に巻付られる。このシ
ート状体を熱ロールから剥離してジョイントシートを得
る。

【００３０】なお上記ゴム用有機溶剤［Ｆ］は、混練工
程および加熱圧延工程において、ほぼ完全に蒸散してし
まう。本発明では、このようにしてジョイントシートを
製造する際に、ジョイントシート表面に、たとえば、ト
ルエンに水添ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）とニトリルゴム
（ＮＢＲ）とを約１：１（重量比）で溶解してなるゴム
塗布液をコートして、表面処理してもよい。このような
ゴム塗布液は、さらにＴｉＯ₂ 、ベンガラ、イオウ、Ｚ
ｎＯなどを含有していてもよい。また、該塗布液は、粘
度が約５０〜１００００ｃｐｓ程度であることが好まし
い。このような表面処理は、通常、ジョイントシート形
成用組成物から加熱圧延により成形されたシート状体を
熱ロールに巻付ける際に、該塗布液をシート状体の表面
に塗布して行われる。

【００３１】このような表面コート処理することによ
り、ジョイントシートは表面の平滑性が向上するととも
にシール性がより向上するようになり好ましい。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係るジョイントシートは、上述
したように特定の組成からなっており、耐熱性に優れる
とともにシール性に優れている。

【００３３】また本発明に係る製造方法によれば、ジョ
イントシート形成用組成物が均一な混練物として得られ
るので、上記ジョイントシートを成形性よく製造するこ
とができる。

【００３４】

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
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。

【００３５】

【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。 ［Ａ］ガラス繊維のチョップトストランド；１１重量
％、 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；３重量％、 ［Ｃ］炭酸カルシウム；３３重量％、 ［Ｄ］充填材（ウォラストナイト、マイカ、タルク、ホ
ワイトカーボンの混合物）；３４重量％、 ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；１９重量％、および ［Ｆ］トルエン …上記混合物１Ｋｇに対して０．
４リットルの割合 得られた組成物を熱ロール（１３０℃）と冷却ロール
（３０℃）との間に投入して加熱圧延した。熱ロール側
に巻付いたシート状体を、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。

【００３６】次いで得られたジョイントシートからガス
ケットを形成し、このガスケットについて下記〜の
特性をＪＩＳ Ｒ３４５３に準拠して測定した。 引張強さ（ヨコ）〔ＭＰａ〕 圧縮率 〔％〕 復元率 〔％〕 応力緩和特性（２００℃、２０．５８ＭＰａで２２
時間） 〔％〕 シール性〔Ｐａ・ｍ³ ／ｓ〕 ジョイントシートから外径６５φ×内径５０φ×厚さ
１．５ｍｍに打ち抜いたシートを、フランジ内で締付け
（圧；２０ＭＰａ）、Ｎ₂ ガス（内圧；１ＭＰａ）を負
荷してシール性を測定した。

【００３７】これらの結果を表１に示す。

【００３８】

【実施例２】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。 ［Ａ］ガラス繊維のチョップトストランド；１１重量
％、 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；３重量％、 ［Ｃ］炭酸カルシウム；５０重量％、 ［Ｄ］充填材（実施例１と同じ）；１７重量％、 ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；１９重量％、および ［Ｆ］トルエン …上記混合物１Ｋｇに対して０．
４リットルの割合 上記組成物から実施例１と同様にして表１に示すジョイ
ントシートを得て、実施例１と同様にしてその特性を測
定した。

【００３９】結果を表１に示す。

【００４０】

【実施例３】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。 ［Ａ］ガラス繊維のチョップトストランド；１５重量
％、 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；３重量％、 ［Ｃ］炭酸カルシウム；３３重量％、 ［Ｄ］充填材（実施例１と同じ）；３０重量％、 ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；１９重量％、および ［Ｆ］トルエン …上記混合物１Ｋｇに対して０．
４リットルの割合 上記組成物から実施例１と同様にして表１に示すジョイ
ントシートを得て、実施例１と同様にしてその特性を測
定した。

【００４１】結果を表１に示す。

【００４２】

【実施例４】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。 ［Ａ］ガラス繊維のチョップトストランド；８重量％、 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；３重量％、 ［Ｃ］炭酸カルシウム；３３重量％、 ［Ｄ］充填材（実施例１と同じ）；３７重量％、 ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；１９重量％、および ［Ｆ］トルエン …上記混合物１Ｋｇに対して０．
４リットルの割合 上記組成物から実施例１と同様にして表１に示すジョイ
ントシートを得て、実施例１と同様にしてその特性を測
定した。

【００４３】結果を表１に示す。

【００４４】

【比較例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。 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；１０重量％、 ［Ｄ］充填材（実施例１と同じ）；６７重量％、 ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；２３重量％、および ［Ｆ］トルエン …上記混合物１Ｋｇに対して０．
４リットルの割合 上記組成物から実施例１と同様にして表１に示すジョイ
ントシートを得て、実施例１と同様にしてその特性を測
定した。

【００４５】結果を表１に示す。

【００４６】

【表１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】［Ａ］ガラス繊維；５〜３０重量％、 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；１〜１５重量％、 ［Ｃ］炭酸カルシウム；２０〜６０重量％、 ［Ｄ］充填材；１５〜５０重量％、および ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；１０〜２０重量％ から形成されていることを特徴とするジョイントシー
   ト。
2. 【請求項２】［Ａ］ガラス繊維；５〜３０重量％、 ［Ｂ］パルプ状の有機繊維；１〜１５重量％、 ［Ｃ］炭酸カルシウム；２０〜６０重量％、 ［Ｄ］充填材；１５〜５０重量％、 ［Ｅ］ゴムおよびゴム薬品；１０〜２０重量％、および ［Ｆ］有機溶剤 からなる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で加熱圧延してシート
   状に成形することを特徴とするジョイントシートの製造
   方法。