JPH1150047A - ジョイントシート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 剪断強度や圧縮強度が高く、かつ高温におい
て一定時間シール性を維持できるＮＡジョイントシート
を提供することである。 【解決手段】 ジョイントシートの表面層１、中芯層
２、裏面層３が、基材繊維、ゴム、充填材およびゴム薬
品からなる組成物で構成されている。そして、表面層１
およびまたは裏面層３の組成物中に、未膨張黒鉛および
または未膨張のバーミキュライトが含まれている。

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、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
イントシートに関し、特に給水配管やガス配管等で使用
されるユニオン継手のガスケットとして用いられるジョ
イントシートの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジョイントシートは、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
ミキサー等で十分混練し、ジョイントシート形成用組成
物（以下、混練材料と略する）を調製し、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、所定の厚さに達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
レーブ等で二次加硫を行う場合もあった。なお、混練材
料には用途に応じて、上記のもののほか軟化剤、可塑
剤、水膨潤剤、油膨潤剤等が少量添加され、また保管、
識別の点から顔料が配合されることもある。

【０００３】そして従来は、基材繊維に石綿を用いた石
綿ジョイントシートが汎用され、石綿独特の形状や、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ち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石綿を
６０〜８５重量％程度含んでおり、石綿がジョイントシ
ート中に十分に分散、密着した状態となっており、ユニ
オン継手のガスケットのように高い剪断強度や圧縮強度
を要求される場合でも使用上全く問題がなかった。

【０００４】さらに一部のガス配管では、火災が起こっ
た場合を想定して８００℃以上の高温になってもある程
度の時間シール性を維持することが要求されるが、石綿
ジョイントシートは高温になりゴムが分解しても、非常
に柔軟で高度にフィブリル化している石綿がからみあっ
てガスケットの形状を保持しており、ある程度のシール
性を確保することができた。

【０００５】ところが、石綿は天然鉱物であり資源の枯
渇が心配されること等から、最近では石綿を全く使用せ
ず、石綿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
トと呼ばれる、以下ＮＡジョイントシートと略する）が
使用されるようになってきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この従来のＮＡジョイ
ントシートに用いられる繊維材料としては無機繊維と有
機繊維があるが、石綿以外の無機繊維は石綿にくらべる
と繊維径が太くて剛直なものが多く繊維の絡みが十分で
ないため、ガスケットの剪断強度や圧縮強度を向上させ
る効果が小さい。また、有機繊維特にフィブリル化した
有機繊維はガスケットの強度を上げるためには有効であ
るが、火災等により高温にさらされるとゴムとともに焼
失してしまうため形状が保持できずシール性を維持でき
なくなるという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、上記問題を解決するた
め、剪断強度や圧縮強度の高いＮＡジョイントシートに
高温において一定時間シール性を維持できる機能を加え
たジョイントシートを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１の発明は、基材繊維、ゴム、充填材およびゴ
ム薬品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、上記ジョイントシートの少なくとも一表面層を
構成する組成物中に未膨張黒鉛および／または未膨張の
バーミキュライトが含まれることを要旨とする。

【０００９】請求項２の発明は請求項１の発明のジョイ
ントシートにおいて、前記未膨張黒鉛および／または未
膨張のバーミキュライトの含有量が該表面層における全
組成物量に対して３〜３０重量％であることを要旨とす
る。

【００１０】請求項３の発明は請求項１または２の発明
のジョイントシートにおいて、前記未膨張黒鉛および／
または未膨張のバーミキュライトが含まれる該表面層の
組成物中にウォラストナイトが該表面層における全組成
物量に対して５〜５０重量％含まれることを要旨とす
る。

【００１１】請求項４の発明は請求項１，２または３の
発明のジョイントシートにおいて、該ジョイントシート
の中芯層を構成する組成物中にフィブリル化したアラミ
ド繊維が含まれていることを要旨とする。

【００１２】請求項５の発明は請求項１，２または３の
発明のジョイントシートにおいて、該ジョイントシート
の中芯層を構成する組成物中に無機繊維が含まれている
ことを要旨とする。

【００１３】ここで、ジョイントシートの表裏面とも本
発明の混練材料を用いてシール性を維持することが望ま
しいが、使用方法によっては少なくとも片面に本発明の
混練材料を使うことでシール性を維持できることがあ
る。

【００１４】

【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、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、熱ロール側へ
の所定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、上記ジョイントシー
トが中芯部分と表面部分から構成され、少なくとも一表
面層の組成物中に未膨張黒鉛および／または未膨張のバ
ーミキュライトを３〜３０重量％好ましくは５〜２０重
量％含有し、さらにウォラストナイトも５〜５０重量％
好ましくは１０〜３０重量％含有している。

【００１５】すなわち、本発明のジョイントシートは、
例えば図１に示すように３層または図２に示すように２
層構造となっている。図１において、１は表面層、２は
中芯層、３は裏面層で、各層は基材繊維、ゴム、充填材
およびゴム薬品からなる組成物を基本材料とし、表面層
１およびまたは裏面層３の組成物中に、未膨張黒鉛およ
びまたは未膨張のバーミキュライトが含まれる。図２に
おいては、中芯層２が裏面層３を重ねた構造となってい
る。

【００１６】本発明のジョイントシートに用いる基材繊
維としては、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、セルロース系繊維等の有機繊維やロックウー
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、ウィ
スカー、ボロン繊維、金属繊維等の無機繊維を用いるこ
とができる。そして、中芯部分の繊維としては、剪断強
度や圧縮強度を高めることに効果があるフィブリル化し
たアラミド繊維を用いる必要があり、また高温である程
度の強度を維持するためには、ロックウール、ガラス繊
維等の無機繊維が有効である。

【００１７】また、本発明のジョイントシートに用いる
ゴム材としては、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、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。

【００１８】本発明のジョイントシートに用いるゴム薬
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
等の従来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。

【００１９】本発明のジョイントシートに用いる充填材
としては、未膨張黒鉛、未膨張のバーミキュライト、カ
オリンクレー、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、ウォラストナ
イト、ホワイトカーボン、焼成クレー、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウム、ガラスビーズ等が挙げられ
る。

【００２０】ここで、中芯層２の部分の充填材として
は、高温での強度維持に効果のあるカオリンクレー、ウ
ォラストナイト、ガラスビーズが有用であり、表面層あ
るいは裏面層の充填材としては、高温で膨張し中芯部分
を配管端面に押し付けて高温でのシール性を維持するこ
とのできる未膨張黒鉛および／または未膨張のバーミキ
ュライトが重要である。そしてこれらの配合量が３重量
％以下では高温時に十分な膨張量が得られないためシー
ル性を確保できず、また配合量が３０重量％以上になる
と製板性やシート表面の平滑性が低下するので好ましく
ない。また、ウォラストナイトは比較的モース硬度が小
さくアスペクト比も小さいが繊維状となっているため高
温時における強度を保持し、なおかつシートの表面の平
滑性を保つため５〜５０重量％望ましくは１０〜３０重
量％程度添加するのがよい。

【００２１】本発明者らは、従来よりユニオン継手のガ
スケットとして用いられるＮＡジョイントシートに関す
る研究を行ない、剪断強度や圧縮強度の高いジョイント
シートを発明した（特願平９−８８７１８号）。その
後、このようなユニオン継手のなかにガス配管で使われ
るため、８００℃以上の高温になってもある程度の時
間、シール性を維持することが必要なものがあることが
判った。

【００２２】このような問題点を解決しようとするため
当初は中芯部分の配合を変更することを検討したが、高
い剪断強度や圧縮強度を持ち、良好なシール性や打ち抜
き性を維持した上で、高温におけるシール性の良いもの
は得られなかった。そこで、さらに鋭意研究を行なった
結果、未膨張黒鉛、未膨張のバーミキュライトをシート
の表面層組成物中に添加することにより火災等による高
温時にこれらの未膨張黒鉛および／または未膨張のバー
ミキュライトが膨張し中芯部分を配管端面に押しつけて
シール性を確保できることを発見した。さらに充填材と
してウォラストナイトを用いるとシール性が向上するこ
とが判った。

【００２３】

【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って約１ｍｍの厚さ
に薄出し処理をしたＮＢＲを所定量計量した後、トルエ
ン中に膨潤させ、表１の中芯材料の項に示す基材繊維、
ゴム薬品および充填材とともにヘンシェルミキサーにて
８０分間混練し、中芯材料を調製した。次に、中芯材料
と同様の方法で、下記表１の実施例の項に示す配合の表
面材料を調製した。そしてまず表面材料を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、ついで中芯材料、最後に表面材料を投入しながら
加圧加硫成形して、厚さ１．５ｍｍ、３層の図１に示す
ようなＮＡジョイントシートを得た。 ［実施例２］下記表１の実施例２に示す配合の材料を用
いて実施例１と同様の方法にて厚さ１．５ｍｍ、３層の
図１に示すようなＮＡジョイントシートを得た。 ［比較例］下記表１の比較例に示す配合の表面材料を用
いて、実施例１と同様の方法にて厚さ１．５ｍｍ、３層
のＮＡジョイントシートを得た。

【００２４】実施例１，２および比較例のジョイントシ
ート高温下でのシール性を下記表２に示す。シール性に
ついては、リング状に打ち抜いたガスケットを呼び径１
／２Ｂのユニオン継手にはめ込み、８５０℃×３０分間
の熱処理後にＮ₂ガス４２０ｍｍＡｑを負荷したときの
１分間の漏れ量を測定した。測定の結果、実施例は比較
例に比べて高温下でのシール性が良好であることが判
る。

【００２５】

【表１】

【表２】

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ジ
ョイントシートの表面層に未膨張黒鉛および／または未
膨張のバーミキュライトを用いることによって、良好な
特性を維持したまま高温下でのシール性に優れた機能を
加えたＮＡジョイントシートを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のジョイントシートの一実施例の構造図
である。

【図２】本発明のジョイントシートの他の実施例の構造
図である。

【符号の説明】

１ 表面層 ２ 中芯層 ３ 裏面層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材繊維、ゴム、充填材およびゴム薬品
   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、上記ジョイントシートの少なくとも一表面層を構成
   する組成物中に未膨張黒鉛および／または未膨張のバー
   ミキュライトが含まれることを特徴とするジョイントシ
   ート。
2. 【請求項２】 前記未膨張黒鉛および／または未膨張の
   バーミキュライトの含有量が該表面層における全組成物
   量に対して３〜３０重量％であることを特徴とする請求
   項１記載のジョイントシート。
3. 【請求項３】 前記未膨張黒鉛および／または未膨張の
   バーミキュライトが含まれる該表面層の組成物中にウォ
   ラストナイトが該表面層における全組成物量に対して５
   〜５０重量％含まれることを特徴とする請求項１または
   ２記載のジョイントシート。
4. 【請求項４】 前記ジョイントシートの中芯層を構成す
   る組成物中に、フィブリル化したアラミド繊維が含まれ
   ていることを特徴とする請求項１，２または３記載のジ
   ョイントシート。
5. 【請求項５】 前記ジョイントシートの中芯層を構成す
   る組成物中に、無機繊維が含まれていることを特徴とす
   る請求項１，２または３記載のジョイントシート。