JPH0748479A - 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、シール性に優れるととも
に、強度および柔軟性にも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］直径
３μｍ未満の極細の含アルカリ硼珪酸ガラス繊維５〜３
０重量％と、［Ｂ］パルプ状の有機繊維１〜１５重量％
と、［Ｃ］ゴムおよびゴム薬品を含む成分５５〜９４重
量％とから形成されていることを特徴としている。また
本発明に係るジョイントシートの製造方法では、上記の
ような［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］と、［Ｄ］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
状に形成することを特徴としている。

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た非石綿ジョイントシートが研究さ
れている。

【０００５】このような石綿の代替繊維を用いた非石綿
ジョイントシートでは、たとえば、基材繊維としての有
機繊維を多量に含有するジョイントシートが提案されて
いるが、有機繊維を多量に含有するジョイントシート
は、耐熱性に劣るという問題点がある。またガラス繊維
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
とを組合わせて用いたジョイントシートでは、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てしまい、シール性が低下すること
が指摘されている。またこのジョイントシートは、その
強度が繊維の配向方向によって大きく変化してしまい、
さらに柔軟性に劣るという問題点があった。

【０００６】また無機繊維を含有するジョイントシート
では、この無機繊維が均一に分散されていないと強度お
よび応力緩和特性が低下してしまうが、一般的に、無機
繊維は混練時の分散性に劣り、無機繊維が均一に分散さ
れたジョイントシートは得られにくい。

【０００７】さらに無機繊維としてガラス繊維を含有す
るジョイントシートは、強度が繊維方向によって大きく
異なることがあり、このため、耐折れ曲げ強度および柔
軟性に劣る場合があるという問題点がある。

【０００８】このため、耐熱性、シール性に優れるとと
もに、強度および柔軟性にも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。

【０００９】

【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、シール性に優れると
ともに、強度および柔軟性にも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。

【００１０】

【発明の概要】本発明に係るジョイントシートは、
［Ａ］直径３μｍ未満の極細の含アルカリ硼珪酸ガラス
繊維５〜３０重量％と、［Ｂ］パルプ状の有機繊維１〜
１５重量％と、［Ｃ］ゴムおよびゴム薬品を含む成分５
５〜９４重量％とから形成されていることを特徴として
いる。

【００１１】また本発明に係るジョイントシートの製造
方法では、［Ａ］直径３μｍ未満の極細の含アルカリ硼
珪酸ガラス繊維５〜３０重量％と、［Ｂ］パルプ状の有
機繊維１〜１５重量％と、［Ｃ］ゴムおよびゴム薬品を
含む成分５５〜９４重量％と、［Ｄ］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
形成することを特徴としている。

【００１２】

【発明の具体的説明】本発明に係るジョイントシート
は、［Ａ］直径３μｍ未満の含アルカリ硼珪酸ガラス繊
維と、［Ｂ］パルプ状の有機繊維と、［Ｃ］ゴム、ゴム
薬品および充填材と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。

【００１３】［Ａ］直径３μｍ未満の含アルカリ硼珪酸
ガラス繊維 本発明で用いられる［Ａ］直径３μｍ未満の極細の含ア
ルカリ硼珪酸ガラス繊維（以下、極細硼珪酸ガラス繊維
［Ａ］という）は、含アルカリ硼珪酸ガラスが、綿状に
かつ極細に繊維化されたものであって、その平均径は、
具体的に、０．４μｍ〜３μｍ未満、好ましくは０．８
μｍ〜２．０μｍであることが望ましい。このような極
細硼珪酸ガラス繊維［Ａ］では、通常、繊維径のバラツ
キは小さい。

【００１４】この極細硼珪酸ガラス繊維［Ａ］の長さ
は、特に限定されないが、通常０．１〜数ｍｍである。
なお後述するように、ジョイントシート形成時には、ジ
ョイントシート形成用組成物（各成分）は攪拌される
が、この攪拌によって含アルカリ硼珪酸ガラス繊維
［Ａ］の長さは、通常０．１ｍｍ以下となる。

【００１５】なおこのような極細の硼珪酸ガラス繊維
［Ａ］は、たとえば、マイクロウールＣＭＬＦ（日本板
硝子（株）社製、商品名）などとして市販されている。
このような［Ａ］直径３μｍ未満の含アルカリ硼珪酸ガ
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。

【００１６】本発明では、この［Ａ］極細の硼珪酸ガラ
ス繊維とともに、必要に応じて一般的なガラス繊維を用
いることもできる。このガラス繊維としては、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
く、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。

【００１７】本発明において、このようなガラス繊維を
用いる場合には、［Ａ］極細の硼珪酸ガラス繊維中に、
３０〜７０重量％、好ましくは４０〜６０重量％の量で
含有されていてもよい。

【００１８】［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。

【００１９】これらは、２種以上組合わせ用いてもよ
い。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。

【００２０】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。

【００２１】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２
〜１０重量％の量で含有されている。［Ｃ］ゴムおよびゴム薬品を含む成分 本発明に係るジョイントシートは、上記のような［Ａ］
極細の硼珪酸ガラス繊維と、［Ｂ］パルプ状の有機繊維
とともに［Ｃ］ゴム、ゴム薬品および充填材（以下、他
の成分ということもある）とから形成されている。

【００２２】(i) ゴムおよびゴム薬品 本発明で用いられるゴムとしては、従来ジョイントシー
ト形成用として公知のゴムが広く挙げられる。具体的に
は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水添ニトリルゴム（ＨＮ
ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレ
ンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジ−
ンゴム（ＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰ
Ｍ）、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、クロロスルフォン化ポリ
エチレン（ＣＳＭ）、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（ＣＩ
Ｒ）、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
ようなゴムとを組合わせて用いることもできる。

【００２４】このゴムは、上記の［Ａ］極細の硼珪酸ガ
ラス繊維、［Ｂ］有機繊維、さらには下記のような(ii)
充填材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】本発明に係るジョイントシートは、上記の
ような(i) ゴムおよびゴム薬品を、合計で、ジョイント
シート中に１０〜２０重量％、好ましくは１０〜１７重
量％の量で含有していることが望ましい。

【００２６】(ii)充填材 本発明では、(ii)充填材としては、具体的に、炭酸カル
シウム、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
などの無機化合物が用いられる。

【００２７】上記のような炭酸カルシウムとしては、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が、本発明で用いら
れる炭酸カルシウムは、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。

【００２８】上記のような(ii)充填材は、２種以上組合
わせて用いることができる。このような量の(i) ゴムお
よびゴム薬品は、バインダーとして充分な効果を発現す
るとともに、ジョイントシートの耐熱性を低下させるこ
とがない。

【００２９】また(ii)充填材は、ジョイントシート中
に、３０〜８０重量％、好ましくは４０〜７５重量％の
量で含有されていることが望ましい。本発明に係るジョ
イントシートは、［Ｃ］他の成分として、これら(i) ゴ
ムおよびゴム薬品、(ii)充填材以外にも、ジョイントシ
ートを形成するに有用な成分を必要に応じて含有するこ
とができる。

【００３０】本発明に係るジョイントシートは、［Ｃ］
ゴム、ゴム薬品および充填材などの他の成分を、５５〜
９４重量％、好ましくは６０〜８０重量％の量で含有し
ていることが望ましい。

【００３１】上記のような各成分からなる本発明に係る
ジョイントシートは、耐熱性、シール性に優れるととも
に、無機繊維としてガラス繊維を含有する従来の非石綿
ジョイントシートに比べて、配向性が小さく、強度、柔
軟性に優れるとともに圧縮率にも優れている。

【００３２】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
用である。

【００３３】本発明ではこのようなジョイントシート
を、上記のような［Ａ］直径３μｍ未満の含アルカリ硼
珪酸ガラス繊維５〜３０重量％と、［Ｂ］パルプ状の有
機繊維１〜１５重量％と、［Ｃ］ゴム、ゴム薬品および
充填材などの他の成分５５〜９４重量％と［Ｄ］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、
シート状に成形して製造する。以下に具体的に説明す
る。

【００３４】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に溶解し、これ
に極細の硼珪酸ガラス繊維および有機繊維などの基材繊
維と、充填材およびゴム薬品とを加えて混練し、均一な
ジョイントシート形成用組成物を形成する。上述したよ
うに、一般的に従来のガラス繊維はゴムとの混練時に分
散性に劣り、均一なジョイントシート形成用組成物を得
るには手間がかかるが、本発明で用いられる極細の硼珪
酸ガラス繊維は、ゴム、ゴム薬品あるいは充填材中によ
く分散され、均一なジョイントシート形成用組成物とし
て得ることができる。

【００３５】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。

【００３６】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、加
熱圧延時の成形性に優れており、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
ルから剥離すると、ジョイントシートが得られる。

【００３７】なお上記ゴム用有機溶剤は、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（ＮＢ
Ｒ）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、ＺｎＯ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。

【００３８】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。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係るジョイントシートは、上述
したように基材繊維として、直径３μｍ未満の極細の含
アルカリ硼珪酸ガラス繊維を含む非石綿ジョイントシー
トであって、耐熱性に優れるとともに、圧縮率に優れシ
ール性に優れている。さらに本発明に係るジョイントシ
ートは、従来のガラス繊維を含むジョイントシートに比
べて、配向性が弱いため、その機械的強度が方向によっ
て大きく異なることがなく、柔軟性にも優れている。

【００４０】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。

【００４１】

【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。

【００４２】

【実施例１〜５】表１に示すような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。なお表１におい
て、各成分としては以下のものを用いた。 ［Ａ］極細の含アルカリ硼珪酸ガラス繊維； マイクロウールＣＭＬＦ１０９（日本板硝子（株）製、
平均径２．０μｍ） マイクロウールＣＭＬＦ３０６（日本板硝子（株）製、
平均径０．８μｍ） ［Ｂ］パルプ状の有機繊維； アラミド繊維（ケブラードライパルプ、デュポン社製） ［Ｃ］ゴム （ニッポール１５２Ｊ、日本ゼオン（株）
製） ゴム薬品（イオウ、加硫促進剤、老化防止剤） 充填材（炭酸カルシウム、タルク、マイカの混合物） ［Ｄ］トルエン …上記混合物１kgに対して０．４リ
ットルの割合 表１に示すような各組成物を、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。

【００４３】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〕 引張強さ（タテ）〔ＭＰａ〕 圧縮率 〔％〕 復元率 〔％〕 柔軟性 〔倍〕 なお柔軟性を示す数値は、小さい程柔軟性がよい。 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。

【００４４】これらの結果を表１に示す。

【００４５】

【比較例１】表１に示すような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。この組成物から実施例
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。

【００４６】結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】＊１）ガラス繊維；ガラス繊維のチョップ
ドストランド（径７〜１２μｍ、長さ１．５〜６ｍｍ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】［Ａ］直径３μｍ未満の含アルカリ硼珪酸
   ガラス繊維５〜３０重量％と、［Ｂ］パルプ状の有機繊
   維１〜１５重量％と、［Ｃ］ゴム、ゴム薬品および充填
   材５５〜９４重量％と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］直径３μｍ未満の含アルカリ硼珪酸
   ガラス繊維５〜３０重量％と、［Ｂ］パルプ状の有機繊
   維１〜１５重量％と、［Ｃ］ゴム、ゴム薬品および充填
   材５５〜９４重量％と、［Ｄ］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
   ることを特徴とするジョイントシートの製造方法。