JPH08283700A - ジョイントシートおよびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のアスベストフリージョイントシート基
材の物性と比べて遜色なく、かつ低締め付け圧力下のシ
ール性に優れたジョイントシートおよびその製造法を提
供する。 【構成】 基材繊維、ゴム材料、ゴム薬品、充填材を主
材とする組成物から成るアスベストフリージョイントシ
ートであって、前記組成物中に撥水剤または撥水処理し
た充填材が含まれている。 【効果】 撥水剤が含まれたジョイントシートは、水系
の流体を扱うフランジ部分に使用した場合、水系流体は
シートの組織中に浸透しにくくなり、またシート表面と
フランジの間に染み込みにくくなる。そのため、低い締
め付け圧力で良好なシール性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石油化学プラント、各
種工業用機械装置、自動車、家電など広範囲な分野で使
用されるガスケットの基材として用いられるジョイント
シートおよびその製造法に関し、特に自動車用等の低い
締付け圧力での使用に適したジョイントシートおよびそ
の製造法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ジョイントシートは、基材繊維・
充填剤・ゴム薬品に、溶剤に膨潤させたゴム（あるいは
粉末ゴムまたはラテックスに溶剤を加えたもの）をヘン
シェルミキサー等で充分に混練し、ジョイントシート形
成用組成物（以下混練材料と略する）を調整し、次い
で、この混練材料を熱ロール（約１５０℃）と冷ロール
（約２０℃）とからなる一対のカレンダロール間に投入
し、熱ロール側に加熱・圧延しながら積層し、溶剤の蒸
発・加硫を行い、所定の厚さに積層したシートを剥離す
ることによって製造されている。製品によっては、加硫
を進めるために、得られたシート状物をさらにオートク
レーブ等で二次加硫を行なう場合もある。なお、構成材
料としては用途に応じ、上記のもののほか軟化剤・可塑
剤・水膨潤剤・油膨潤剤が少量添加され、保管・識別の
点から顔料が配合されることもある。

【０００３】そして従来、ジョイントシートとしては石
綿ジョイントシートが使用され、石綿繊維の独特の形状
や、優れた耐熱性を利用して、水、油、空気、水蒸気な
どの配管や機器用のガスケットとして打抜き加工され、
使用されてきた。この石綿ジョイントシートは、無機物
でありながら非常に柔軟で高度にフィブリル化している
細く表面積の大きな石綿繊維を６０〜８５重量％程度含
んでおり、ゴム材料中に石綿繊維が充分に分散、密着し
た状態となっているため、加熱圧延しながら積層したシ
ートは、その表面が平滑でフランジとのなじみも良く、
低い締付け面圧でも良好なシール性を保持する特性を有
している。

【０００４】ところが石綿繊維は天然鉱物であり、資源
の枯渇が心配されることや、石綿繊維が原因と推測され
ている健康障害が社会的問題となって世界的に石綿の使
用が制限される傾向となっている現状に鑑み、最近では
石綿繊維を全く使用せず、石綿繊維以外の無機繊維と有
機繊維の両方またはいずれか一方を使用したジョイント
シート（アスベストフリージョイントシートまたはノン
アスベストジョイントシートまたはＮＡジョイントシー
トと呼ばれている）が使用されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、自動車産業等の
産業分野においては、部品の小型軽量化によってシール
すべきフランジの肉厚が薄くなり、フランジの締付けボ
ルトの径が細く、かつボルト本数が少なくなる傾向にあ
るため、ガスケットに対する締付け面圧を充分にかける
ことができなくなってきており、漏れが生じやすくなっ
ている。そこで、使用する用途によっては内部流体に対
して膨潤性を持たせたりしてシール性を向上させる工夫
が行なわれているが、打抜き加工業者や卸売業者にとっ
ては、用途別に品種を増加させたため打抜きくずの量が
増えたり、在庫管理の負担が大きくなっており、さらに
昨今では品種が増加したために産業廃棄物の量が増加
し、処理問題等環境面でも大きな問題となってきてい
る。

【０００６】また、ジョイントシートは繊維および充填
材がバインダーのゴム材によって結合され、組織中に空
隙を多く含んだ構造であり、その空隙により圧縮率や柔
軟性などの特徴を得ているが、その空隙があるためにシ
ールすべき流体がジョイントシートの組織中を浸透して
しまい、漏れる場合がある。この浸透による漏れを防止
するために、意図的に密度を高くして空隙率を下げるこ
ともできるが、そうするとシートの圧縮率が悪くなり、
柔軟性が低下するためフランジとのなじみが悪くなると
いう問題が生じる。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、従来のアスベストフリージョ
イントシート基材の物性と比べて遜色なく、かつ低締め
付け圧力下のシール性に優れたジョイントシートを提供
することを主たる目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるジョイント
シートは、基材繊維、ゴム材料、ゴム薬品、充填材を主
材とする組成物から成るアスベストフリージョイントシ
ートであって、前記組成物中に撥水剤が含まれているこ
とを特徴としている。

【０００９】さらに、本発明によるジョイントシートの
製造法は、基材繊維、ゴム材料、ゴム薬品、充填材を主
材とし、これらを溶剤と共に混練して得たジョイントシ
ート形成用組成物を、熱ロールと冷ロールとからなる一
対のカレンダロール間に投入し、熱ロール側へ所定の厚
さまで積層させた後、熱ロールから剥離して製造するア
スベストフリージョイントシートの製造法において、前
記組成物中にあらかじめ撥水処理を行なった充填材を混
合することを特徴としている。

【００１０】本発明のジョイントシートに用いる撥水剤
には、例えば、公知の有機珪素化合物で撥水剤、吸水防
止剤、疎水剤などの名称で広く用いられているもの、あ
るいは家庭用として防水スプレーと称して一般的に用い
られているものが使用できる。そして、これらの撥水剤
は望ましくはジョイントシートの製造時に使用される有
機溶剤に溶解するものが良い。

【００１１】本発明のジョイントシートに用いる繊維
は、ロックウール、カーボン繊維、ガラス繊維、セピオ
ライト、セラミック繊維、溶融石英繊維、化学処理高シ
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、ウォラストナイト、ウィスカー、ボロン繊
維、金属繊維等の無機繊維や、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、ポリビニルア
ルコール系樹脂、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、セルロース系繊維等の有機繊維
を単独あるいは併用して用いることができる。

【００１２】また、本発明のジョイントシートに用いる
ゴム材料は、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素化
アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、エチ
レンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロ
プレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴ
ム、シリコーンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレ
ン、エチレン酢ビゴム、塩化ポリエチレン、塩化ブチル
ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルイソプレンゴ
ム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムを用いることが
できる。

【００１３】ゴム薬品としては、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等の加硫
剤、ポリアミン系化合物、アルデヒドアミン系化合物、
チウラム系化合物、ジチオカルバミン酸塩系化合物、ス
ルフェンアミド系化合物、チアゾール系化合物、グアニ
ジン系化合物、チオウレア系化合物、キサントゲン酸塩
系化合物等の加硫促進剤や、老化防止剤、スコーチ防止
剤、可塑剤、着色剤等、従来のジョイントシート形成用
ゴム薬品として公知のゴム薬品が広く用いられる。

【００１４】本発明のジョイントシートに用いる充填材
としては、クレー、タルク、硫酸バリウム、重炭酸ナト
リウム、マイカ、グラファイト、セリサイト、ワラスト
ナイト、焼成クレー等が挙げられる。

【００１５】

【作用】本発明者らは、従来よりアスベストフリージョ
イントシートのシール性に関する研究を行ない、ジョイ
ントシート配合中に撥水剤を添加することにより、ジョ
イントシートの撥水性が向上し、水系流体のシール性が
大きく向上することを知り、この知見に基づいて本発明
を完成したものである。

【００１６】撥水剤を添加してジョイントシートの撥水
性が向上すると、水系の流体はジョイントシートの組織
中に浸透しにくくなり、またシート表面にも撥水性が付
与されるため、シートの表面とフランジの間に水系の流
体が染み込みにくくなる現象が確認されている。そのた
め、ジョイントシートの圧縮率を大きくするために組織
中の空隙を多くしても、シール性の優れたジョイントシ
ートを得ることができる。また、このジョイントシート
は基材そのものに膨潤性がないため膨潤タイプのジョイ
ントシートに比べて耐久性にも優れている。撥水剤の添
加方法はジョイントシート用材料の混合中に直接配合す
るよりも、あらかじめ撥水剤で処理を行なった充填材を
混合した方が撥水剤の効果が高くなるが、これは混合工
程中に直接撥水剤を添加すると、混合材料中のゴム材料
に撥水剤が溶解してしまい、その効果が半減してしまう
ためと考えられる。

【００１７】前述したように、本発明によるジョイント
シートの製造法では、撥水剤を添加するのに、あらかじ
め撥水剤により処理を行なった充填材を使用してジョイ
ントシート用材料の混合を行なっているが、製造工程上
の理由により混合時に直接撥水剤を添加せざるをえない
場合にも、ある程度の効果が得られることも確認されて
いる。

【００１８】なお、配合繊維を撥水処理しても多少の効
果はあるが、アスベストフリージョイントシートの配合
材料の中では、充填材が最も多くの割合で配合されてお
り、比表面積も大きいため、撥水剤は吸着しやすく、か
つ表面に露出する割合も大きいことから、充填材への撥
水処理の方が効果が最も発揮されやすい。

【００１９】撥水剤の添加量は、図１に示すように、全
配合中の１重量％（０．０５重量％で効果が現われ、
０．５〜１．０重量％で最大の効果が発揮される）も添
加すれば充分である。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 ［実施例１］充填材のハードクレーのみをヘンシェルミ
キサー中で攪拌しながら、トルエンで１％の濃度に希釈
した撥水処理剤をスプレーで噴霧し、撥水処理された充
填材を作成した。ゴム素練りロールによって０．２mmの
厚さに薄だし処理をしたアクリロニトリルブタジェンゴ
ムを所定量計算した後、３００重量部のトルエンに浸漬
し、２４時間放置して充分に膨潤させ、下記表１の実施
例１に示す配合の繊維材料、ゴム薬品、撥水処理を行な
った充填材とともにヘンシェルミキサーにて８０分間混
合し材料を調整した。そして混合材料を１５０℃の熱ロ
ール、２０℃の冷ロール間に投入しながら加圧加硫成形
し、厚さ１．５mmのジョイントシートを作成した。

【００２１】

【表１】

【００２２】［実施例２］表１の実施例２に示す配合の
材料をトルエンに膨潤したゴム、繊維材料、ゴム薬品、
充填材と同時に撥水剤を混合して材料を調整し、実施例
１と同様の方法で製板を行ない、ジョイントシートを製
造した。

【００２３】［比較例１］表１の比較例に示す配合の材
料を使用してジョイントシートを製造した。実施例１〜
２、比較例１のジョイントシートの物性を下記表２に示
す。

【００２４】

【表２】

【００２５】なお、ジョイントシートの引張強さ、圧縮
率、復元率、応力緩和率は、ＪＩＳＲ３４５３に準じて
測定したものである。シール性については、自動車の冷
却水シールを想定し、リング状に打ち抜いたガスケット
をフランジに挾み、温度２５℃の自動車用冷却水を内圧
１kgf／cm²で加圧し、漏れが発生するまでの時間を目視
により測定したものである。測定の結果、実施例１およ
び実施例２によるジョイントシートはシール性が良好で
あり、比較例１によるジョイントシートはシール性が悪
いことが判る。

【００２６】なお、本発明にあっては、撥水剤のほか
に、常温では固化しているが、加熱により軟化して粘着
性を発揮する粘着付与剤を併せて添加してもよい。この
粘着付与剤の併用により、シートが自動車のエンジン周
りのように使用状態で熱がかかる部位に用いられると、
粘着付与剤が熱で軟化して粘着性が発現し、フランジ等
の相手部材に粘着し、シール性を高めることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、一般物性が良好であるうえにシール性に優れ、低い
締め付け圧力で水系の流体を扱う部位での使用に好適な
ジョイントシートを得ることができる。また、本発明の
ジョイントシートの製造法によれば、前述した物性を有
するジョイントシートを、常法により容易に製作するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】撥水剤の添加量とシール性の関係を示すグラフ
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬川 透 神奈川県横浜市神奈川区松見町４−1000− ４Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材繊維、ゴム材料、ゴム薬品、充填材
   を主材とする組成物から成るアスベストフリージョイン
   トシートであって、前記組成物中に撥水剤が含まれてい
   ることを特徴とするジョイントシート。
2. 【請求項２】 基材繊維、ゴム材料、ゴム薬品、充填材
   を主材とし、これらを溶剤と共に混練して得たジョイン
   トシート形成用組成物を、熱ロールと冷ロールとからな
   る一対のロール間に投入し、熱ロール側へ所定の厚さま
   で積層させた後、熱ロールから剥離して製造するアスベ
   ストフリージョイントシートの製造法において、前記組
   成物中にあらかじめ撥水処理を行なった充填材を混合す
   ることを特徴とするジョイントシートの製造法。