JPH10168429A

JPH10168429A - ジョイントシートおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH10168429A
Application number: JP35242696A
Authority: JP
Inventors: Shuji Ito; 修二伊藤
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】高温雰囲気で使用しても硬化や漏れが発生し
にくく、かつ増し締めが可能な柔軟性を有する耐熱性の
高いＮＡジョイントシートおよびその製造方法を提供す
ることである。【解決手段】基材繊維、ゴム材、充填材およびゴム薬
品等からなる組成物を溶剤ととも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
ールから剥離してジョイントシートを製造する。この場
合、上記ゴム材にはフッ素ゴムを含み、これをポリアミ
ン類またはポリオール類で加硫し、フッ素ゴムの含有量
は３〜４０重量％、望ましくは５〜３０重量％とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、石油化学プラン
ト、各種工業用機械装置、自動車など広範囲で使用され
るガスケットの基材であるジョイントシートに関し、特
に耐熱性の要求される部分に使用して好適なジョイント
シートおよびその製造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】ジョイントシートは、まず、基材繊維・
充填材・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℃）とからなる一対のロール（カレンダーロー
ル）間に投入し、熱ロール側に積層させながら溶剤の蒸
発・加硫を行い、最後に積層したシートを熱ロールから
剥離することによって製造されてきた。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
ートクレーブ等の中で二次加硫を行う場合もあった。

【０００３】そして、従来は基材繊維に石綿を使用した
石綿ジョイントシートが汎用され、石綿繊維の優れた耐
熱性や耐薬品性を利用して、水、油、空気、水蒸気など
の輸送管、機器用のガスケットとして使用されてきた。
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
きな石綿を６０〜８５重量％程度含んでおり、ジョイン
トシート中に石綿繊維が充分に分散、絡み合った状態と
なっているため、ジョイントシートが高温にさらされゴ
ム材等が劣化しても石綿によって充分に強度や柔軟性が
保たれており、たとえ漏れが発生した場合でも増し締め
等により漏れを止めることができた。しかし石綿繊維は
天然鉱物であり、資源の枯渇、採掘費および輸送費の高
騰により入手が難しくなる状況等があり、最近では石綿
繊維を全く使用せず、石綿以外の繊維を使用したジョイ
ントシート（アスベストフリージョイントシート、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
トと呼ばれる）が使用されるようになってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところがＮＡジョイン
トシートでは、使用する基材繊維が石綿以外の無機繊維
または／および有機繊維であり、石綿繊維と比較して繊
維系が太く剛直であるために繊維の絡みが充分でなく、
添加量も石綿のように６０〜８５重量％まで添加するこ
とができず充填材の添加比率が大きくなり、ジョイント
シートが高温にさらされゴム材等が劣化すると、ジョイ
ントシートの強度や柔軟性が極端に低下し漏れが発生し
たり、また漏れが発生した場合に増し締めを行うとシー
トが割れるなどの問題が発生した。

【０００５】本発明の目的は、上記問題を解決するた
め、高温雰囲気で使用しても硬化や漏れが発生しにく
く、たとえ漏れが発生しても増し締めが可能な柔軟性を
有する耐熱性の高いＮＡジョイントシートおよびその製
造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、基材繊維、ゴム材、充填材およ
びゴム薬品等からなる組成物で構成されるジョイントシ
ートにおいて、上記ゴム材にフッ素ゴムを含み、このフ
ッ素ゴムはポリアミン類またはポリオール類で加硫され
ていることを要旨とする。

【０００７】請求項２の発明のジョイントシートは、請
求項１の発明において、上記フッ素ゴムの含有量がジョ
イントシート中に３〜４０重量％であることを要旨とす
る。

【０００８】請求項３の発明のジョイントシートは、請
求項１または２の発明において、基材繊維として少なく
ともフィブリル化した有機繊維を３〜３０重量％含むこ
とを要旨とする。

【０００９】請求項４の発明は、基材繊維、ゴム材、充
填材およびゴム薬品等からなる組成物を溶剤とともに混
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ジョイントシートを
製造する方法において、上記ゴム材としてフッ素ゴムを
用いるとともに該フッ素ゴムの加硫剤としてポリアミン
類またはポリオール類を用いることを要旨とする。

【００１０】請求項５の発明のジョイントシートの製造
方法は、請求項４の発明において、前記溶剤の種類と量
を調整して比較的硬いジョイントシート用組成物を作る
ことを要旨とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としては、基
材繊維、ゴム材、充填材およびゴム薬品等からなる組成
物を溶剤ととも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ジョイントシートにおい
て、上記ゴム材にはフッ素ゴムを含み、これをポリアミ
ン類またはポリオール類で加硫し、フッ素ゴムの含有量
は３〜４０重量％、望ましくは５〜３０重量％とする。
これは、フッ素ゴム量が少ないとバインダーとしての効
果が発揮できず引張強さが低下し、多いと混練材料が軟
らかくなりすぎ、製板時に破れるなど製板性が低下する
ことによるものである。なお、得られたシートは熱ロー
ルでの加硫に加えてギヤオーブン、オートクレーブ等に
より二次加硫を行い、フッ素ゴムの加硫度を上げるのが
望ましい。

【００１２】ここで、本発明に使用するフッ素ゴムとし
ては、フッ化ビニリデン・六フッ化プロピレン系、フッ
化ビニリデン・六フッ化プロピレン・四フッ化エチレン
系、四フッ化エチレン・プロピレン系、四フッ化エチレ
ン・プロピレン・フッ化ビニリデン系等のフッ素ゴムを
用いることができる。なお、フッ素ゴムは通常のジョイ
ントシートの溶剤に用いるトルエン等には溶けにくい
が、ケトン類、エステル類等には溶解することができる
ため、本発明で使用する溶剤としてはケトン類、エステ
ル類等を主成分とし、粘度調整等のためにトルエン等の
溶剤を少量ブレンドしたものを用いることができる。

【００１３】また、フッ素ゴムの加硫剤としては、ヘキ
サメチレンジアミン−カルバメート、Ｎ，Ｎ’−ジシン
ナミリデン−１，６−ヘキサンジアミン、４，４’−ビ
ス（アミノシクロ−ヘキシル）メタンカルバメート等の
ポリアミン類、ビスフェノールＡＦ等のポリオール類、
および有機過酸化物が知られているが、本発明のジョイ
ントシートの加硫剤としてはポリアミン類、ポリオール
類が望ましい。

【００１４】なお、本発明のジョイントシートにはフッ
素ゴム以外のゴムを一部ブレンドして用いることができ
る。ブレンドするゴムとしては、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、
エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天
然ゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム、クロロプレン
ゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム、塩素化ポ
リエチレン等が挙げられる。このときフッ素ゴム以外の
ゴムの加硫剤は添加してもしなくてもよい。

【００１５】本発明のジョイントシートに用いるフィブ
リル化した有機繊維としてはアラミド繊維、ポリオレフ
ィン繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、セルロース繊
維等のパルプ状繊維が挙げられ、特にフィブリル化した
アラミド繊維が望ましい。フィブリル化した有機繊維は
ジョイントシート中に３〜３０％望ましくは５〜２０重
量％程度がよい。これはフィブリル化した有機繊維が少
ないと混練材料のこしがなくなり、製板性が低下し、多
いと材料が硬くなりすぎ、混練時に発熱によりゴムの加
硫が始まってしまうことなどによる。またこれ以外にロ
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、ポリオ
レフィン繊維、ポリエステル繊維、ポリアクリロニトリ
ル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊
維、ポリ尿素繊維、ポリウレタン繊維、ポリフルオロカ
ーボン繊維、フェノール繊維、セルロース繊維等のパル
プ状をしていない有機繊維を併用して用いることもでき
るが、耐熱性の点からは無機繊維の併用の方が望まし
い。

【００１６】充填材としては、カオリナイト、カーボン
ブラック、ホワイトカーボン、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、焼成クレー等を単独あるいは組み合わせて用
いることができる。

【００１７】ゴム薬品としては、フッ素ゴムの加硫剤以
外にフッ素ゴムは加硫時にフッ化水素を放出するため、
酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、酸化鉛、酸化亜
鉛、酸化アルミニウム等の受酸剤、加硫促進剤、加硫助
剤、可塑剤、加工助剤、老化防止剤等や、識別のための
顔料等を添加することができる。

【００１８】本発明者らは、従来よりＮＡジョイントシ
ートの耐熱性を向上させるための研究を行っていたが、
ガラス繊維、ロックウール等の無機繊維を増量し、ゴム
量を減量することにより耐熱性はある程度向上するが機
械的強度やシール性が低下してしまったり、熱劣化後の
物性の低下が大きい等石綿ジョイントシートと同等の性
能が得られないでいた。

【００１９】そこで本発明者らは、ＮＡジョイントシー
トの基材繊維、ゴム材、充填材等の各配合材の役割や耐
熱性の見直しを行い、基材繊維同士や充填材を接着させ
るバインダーとしてのゴム材の耐熱性について着目しゴ
ム材を従来から常用されているアクリロニトリルブタジ
エンゴムから耐熱性の優れているフッ素ゴムに変えるこ
とを検討した。ところが、ＮＡジョイントシートの製造
はゴムを溶剤によって膨潤させてから基材繊維、充填
材、ゴム薬品等と混練し、この混練材料を熱ロールと冷
ロールからなる一対のロール間に投入し、熱ロール側に
積層させながらゴムの加硫と溶剤の蒸発を行うという特
殊な方法で行っており、熱ロールの温度も１５０℃程度
までしか上がらないためにＮＡジョイントシートのゴム
材としてフッ素ゴムを用いることは非常に困難であっ
た。これは、まずフッ素ゴムはジョイントシートで通常
用いるトルエン等には溶けにくく、ケトン類、エステル
類を用いれば溶解させることはできるが、得られたゴム
のりの粘性が小さく、このため混練材料も柔らかくな
り、熱ロール上で積層していく時のシートの強度が弱く
製板中にシートが破れやすいということが上げられる。
また、通常フッ素ゴムは１７０℃程度以上で加硫させる
が、ＮＡジョイントシートを製造する際の熱ロールの温
度は１５０℃程度しか上がらず、シートの表面温度は１
３０〜１４０℃となるため、フッ素ゴムの加硫が不充分
となり、さらに熱ロール上のシートの強度が弱くなり破
れやすくなるという問題があった。この問題を解決する
ために本発明者らは、フッ素ゴムの加硫剤としてポリア
ミン類、ポリオール類を用い、溶剤の種類と量を調整す
ることにより比較的硬い混練材料（ジョイントシート形
成用組成物）を作ると、熱ロールに積層する際にロール
からの熱に加えて材料に剪断力が加わることにより発生
する摩擦熱により、フッ素ゴムを含むジョイントシート
を製造できることを見い出した。この時フィブリル化し
た繊維をジョイントシート中に３〜３０重量％程度加え
ることにより、混練材料がしっかりし、さらに製板性が
向上することが判った。

【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ゴム素練りロールにより１ｍｍ程度に薄出し処理したフ
ッ素ゴムを所定量計量した後、メチルエチルケトンで膨
潤させゴムのり状とし、下記表１の実施例１に示す配合
材の基材繊維、ゴム薬品、充填材とともにヘンシェルミ
キサーにて８０分間混練した。そして得られた混練材料
を１５０℃に加熱された熱ロールと２０℃に保たれた冷
ロール間に投入し、熱ロール側に積層しながら加圧加硫
成形し、厚さ１．５ｍｍのＮＡジョイントシートを得
た。その後得られたシートを２３０℃で１時間二次加硫
を行った。実施例２〜４下記表１の実施例２，３，４に示す配合材料を用い実施
例１と同様に製造し、厚さ１．５ｍｍのＮＡジョイント
シートを得た。実施例５フッ素ゴムおよびアクリロニトリルブタジエンゴムをそ
れぞれゴム素練りロールにより１ｍｍ程度に薄出し処理
しフッ素ゴムはメチルエチルケトンで、アクリロニトリ
ルブタジエンゴムはトルエンで別々に膨潤させゴムのり
状とする。そして膨潤させたゴムと下記表１の実施例５
に示す配合材の基材繊維、ゴム薬品、充填材とをヘンシ
ェルミキサーにて８０分間混練した。そして得られた混
練材料を１５０℃に加熱された熱ロールと２０℃に保た
れた冷ロール間に投入し、熱ロール側に積層しながら加
圧加硫成形し、厚さ１．５ｍｍのＮＡジョイントシート
を得た。その後得られたシートを２３０℃で１時間二次
加硫を行った。

【００２１】比較例１アクリロニトリルブタジエンゴムをゴム素練りロールに
より１ｍｍ程度に薄出し処理しトルエンで膨潤させゴム
のり状とする。そして膨潤させたゴムと下記表１の比較
例１に示す配合の基材繊維、ゴム薬品、充填材とをヘン
シェルミキサーにて８０分間混練した。そして得られた
混練材料を１５０℃に加熱された熱ロールと２０℃に保
たれた冷ロール間に投入し、熱ロール側に積層しながら
加圧加硫成形し、厚さ１．５ｍｍのＮＡジョイントシー
トを得た。その後得られたシートを１５０℃で１時間二
次加硫を行った。

【００２２】実施例１〜５および比較例１のＮＡジョイ
ントシートの初期およびギアオーブンで２５０℃×２２
時間劣化後の引張強さ減少率、圧縮率を下記表２に示
す。なお、ＮＡジョイントシートの引張強さ、圧縮率は
ＪＩＳＲ３４５３に準じて測定した。実施例１〜５か
ら、ゴム材にポリアミン類、またはポリオール類で加硫
したフッ素ゴムを用いることにより、熱劣化後の引張強
さ減少率が小さく、圧縮率も良好に維持できることが判
る。

【００２３】

【表１】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、２
５０℃以上の高温で使用しても引張強さの低下や、硬化
による圧縮率の低下の少ない耐熱性の良好なＮＡジョイ
ントシートが得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材繊維、ゴム材、充填材およびゴム薬
品等からなる組成物で構成されるジョイントシートにお
いて、上記ゴム材にフッ素ゴムを含み、このフッ素ゴム
はポリアミン類またはポリオール類で加硫されているこ
とを特徴とするジョイントシート。
【請求項２】上記フッ素ゴムの含有量がジョイントシ
ート中に３〜４０重量％であることを特徴とする請求項
１に記載のジョイントシート。
【請求項３】基材繊維として少なくともフィブリル化
した有機繊維を３〜３０重量％含むことを特徴とする請
求項１または２に記載のジョイントシート。
【請求項４】基材繊維、ゴム材、充填材およびゴム薬
品等からなる組成物を溶剤ととも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
ールから剥離してジョイントシートを製造する方法にお
いて、上記ゴム材としてフッ素ゴムを用いるとともに該
フッ素ゴムの加硫剤としてポリアミン類またはポリオー
ル類を用いることを特徴とするジョイントシートの製造
方法。
【請求項５】前記溶剤の種類と量を調整して比較的硬
いジョイントシート用組成物を作ることを特徴とする請
求項４に記載のジョイントシートの製造方法。