JPS6123677A - 水膨潤性シ−ル材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ　発明の目的 産業上の利用分野 本発明１ｄガスや液体の漏洩を遮断するシール材に関す
るもので、特に水を吸収することによってシール効果を
高めるという水膨潤性シール材の製造方法に関するもの
である。

従来の技術 ガスや液体のシール材において、このシール材の内部に
水や油を吸収することによシ体積が増大する物質を混入
し、この水膨潤などによってシール材の内圧を高めると
共に、シール材内部に混在する空隙を埋めてそのシール
効果を高めるという技術は従来から存在し、現にこの種
のシール材は数多く市販されている。

しかし、これら従来のシール材、特に水膨潤性シール材
は、自重の数百倍もの多量の水を吸収しづ１つ保水性も
高い水膨潤性物質を１吏用するため湿式法によって製造
することは不可能とされていたのである。つまシ従来の
水膨潤性シール材はゴムを有機溶剤に溶かした溶液に水
膨潤性物質及びその他の材料を混合し、これを熱ローｙ
に巻きつけて溶剤を蒸発させつつシート状に成型すると
いう謂ゆるジヨイント方式のみで製造されていたもので
あシ、各種材料を水中で分散混合して金網等で抄上げ脱
水・乾燥するという謂ゆるビータ−法（湿式法）での製
造は、前記の如く水膨潤性物質の吸水、性と保水性とに
よって阻害され、実現し得ないものであるということが
常識化していたのである。

しかしながら、このビータ−法は生産効率が良くまた均
質なシール材が得られるためこの方法による水膨潤性シ
ール材の製造は捨て難く、本発明者等はあえてこの難題
を解決すべく研究したのである。

発明が解決しようとする問題点 上記の如〈従来技術では、ジヨイント方式によってのみ
製造されていた水膨潤性シール材を、本発明はビータ−
法つまシ湿式法にて製造し、従来方法の欠点であった生
産効率の悪さ及びシール材の不均質性を解決し、安価で
性能の良い水膨潤性シール材を得ようとするものである
、口　発明の構成 本発明の構成は、水膨潤性シール材を湿式法にて製造す
る方法であって、水膨潤性物質を金属塩電解質水溶液に
よって処理することによシその水膨潤性を封鎖させ、前
記封鎖後の水膨潤の 性物質と前記シール材用のへ諸材料とを水中に混合分散
して抄紙用スラリーを調製し、ついで前記金属塩電解質
の少くとも金属イオンを水不溶性物質とする添加剤を抄
造時に配合して抄造し、脱水・乾燥工程中に前記添加剤
の反応によって前記水膨潤性の封鎖を解除させることを
特徴とする水膨潤性シール材の製造方法、を要旨とする
ものである。

、蕗 問題を解決するための手段 本発明の主たる手段は、水膨潤性物質を水分散させるに
際して、一時的にその水膨潤性を金属塩電解質によって
封鎖させ他の材料と共に水分散させて抄紙用スラリーを
調製し、抄紙する直前に水膨潤性の封鎖を解除する添加
剤を配合して抄造し、脱水・乾燥工程中にこの添加剤と
金属塩電解質とを反応させてシートが仕上った時点では
その水膨潤性が回復しているというものである、 従来より、水膨潤性物質の吸水量は吸水する液中に含壕
れる電解質の種類や量によって大きく変化することはよ
く知られておυ、特に金属イオンによる吸水阻害効果は
非常に大きく、電解質物質として金属塩電解質を用いる
ことが非常に有効なものである。

例えば、ある種の水膨潤性物質は純水中で約５００倍量
の水を吸収するが、０．１チの硫酸アルミニウム水溶液
中ではその吸水量は約１００倍量に低下し、Ｏ，１５％
の硫酸アルミニウム水溶液では約１０倍量となシ、そし
て０．２チの硫酸アルミニウム水溶液では砥とんど吸水
しなくなることが実験によシ確かめられたのでおる。

この金属塩電解質は水中で解離して金層イオン等となシ
ボ膨潤性物質に強く吸着されるものであシ、一度この吸
着された金属イオンは容易には脱着されないことが判明
したのである、つまシ所定の濃度を有する金属塩電解質
水溶液でこの水膨潤性物質を処理してその金属イオンを
吸着させてから、この水溶液を希釈して金属塩電解質の
濃度を低くしても、またこの吸着後の水膨潤性物質を水
で洗浄しても、この金属イオンは容易には脱着しないの
である、また、金属、イオンを吸着した状態で水膨潤性
物質を乾燥して再び水中に投入してもその吸水性は回復
しないままとなっておシ、吸着された金属塩電解質を脱
着させない限シ吸水性能力は回復しないのである、 この様に水膨潤性物質に金属塩電解質水溶液を処理する
ことによシその水膨潤性を封鎖することができ、湿式抄
造法によ、る抄紙も可能となるのである。

本発明のまず最初の段階は水膨潤性物質に上記の如く金
属塩電解質水溶液を処理しその水膨潤性を封鎖し、これ
を他のシー／Ｉ／材用材料と水中に混合して抄紙用スラ
リーを調製することである。この場合、単に金属塩電解
質水溶液に水膨潤性物質を分散し、ついでここへ他のシ
ール材用材料を混合して抄紙用スラリーを調製してもよ
いし、また、他のシール材用材料の水分散スラリーに前
記金属塩電解質水溶液に水膨潤性物質を分散させたスラ
リーを添加混合して抄紙用スラリーを調製してもよいし
、さらに水膨潤性ラリ−を調製してもよいものである。

ところで、この調製した抄紙用スラリーを抄造してやれ
ばシート状材料が得られるのであるが、このまま抄造し
たのでは水膨潤性物質はその水膨潤性を封鎖されたオま
であシ、吸水能力を回復していないので水膨潤性シール
材とはならないのである、 したがって本発明者等はこの水膨潤性の封鎖を如何にし
て解除するかを研究したのである。

従来よシ、金属塩電解質の少くとも金属イオ不 ンを水４溶性物質に変化させてやれば、そのイオン性が
なくなシ吸着能力も皆無となることはよ〈知られている
。しかし通常金属イオンを水不溶性物質に変える反応は
非常に速く、金属塩電解質水溶液にこの金属イオンと反
応して沈澱する物・質を加えてやるとほとんど瞬時に反
応するのである、したがって前述した抄紙用スラリー中
にこの様な金属イオンＹ反応する添加剤を配合すれば、
常識的には直ちに前記吸着された金属イオンが無くなシ
水膨潤性の封鎖が解除されて湿式抄造が不可能になると
判断されるのであ。

るが、本発明者等の実験の結果、驚くべきことに水膨潤
性物質に吸着された金属イオンはその反応がかなシ遅く
、前記金属イオンと反応する　　　　　　、・！添加剤
を配合しても水膨潤性物質の水膨潤性が直ちに回復する
ととけなく、抄紙することは充分に可能であシ、つづく
脱水・乾燥の工程を経て始めてその水膨潤性封鎖が完全
に解除されるということを見い出したのである。

つｊす、本発明の第２段階は、調製された抄紙用スラリ
ー中に金属塩電解質の少くともその金属イオンと反応し
て水不溶性物質となる添加剤を配合して抄造し、ついで
脱水・乾燥し、これらの工程中にその添加剤と水膨潤性
物質に吸着されている金属イオンとを反応させて水不溶
性物質とし、その水膨潤性封鎖を解除して、最終仕上シ
時には水膨潤性を完全に回復した水膨潤性シール材とす
ることである。

この場合、新たに生じた水不溶性物質は水膨・　潤１１
崖物質にイオンとして再吸着されることはないので、時
間の経過と共に脱落して行くが、前記した如く湿式抄造
中や脱水中に水膨潤性物質の水膨潤性が回復される割合
は少なく、これらの工程が水膨潤によって実施不可能に
なることは全くなく、非常に安定した状態で容易にその
実施ができるものとなるのである。

そしてこの添加剤と吸着している金属イオンとの反応は
特に脱水後の乾燥工程における加温によって急激に進行
し、乾燥後のシール材中の水膨潤性物質の水膨潤機能は
完全に回復しておシ、初期の目的が達成されているので
ある。

なお、この金属塩電解質を水不溶性物質に変える添加剤
の配合は、抄紙・脱水工程が不可能にな・るほど水膨潤
性物質の機能を回復させる時間が経過しない時点であれ
ば何時でもよいが、通常は原料スラリーを抄紙適正濃度
にまで希釈する希釈工程での配合が作業性の点から最も
実施しやすいものである。

本発明における水膨潤性物質とは、通常吸水性の非常に
大きい有機＊＃樹脂よシなるもので、水膨潤性樹脂粉体
、又は水膨潤性繊維として市販されており、例えばデン
プン、カルボキシル化メチルセルロース、ポリビニルア
ルコール、ポリエチレンイミンやポリアクリル酸など水
溶性樹脂を部分的に架橋したシ疎水性モノマーとア 親水性七ツマ−を共重合したフして作られるものである
。

〔市販の商品名例・・・サンウェット（三洋化成）、ア
クアキープ（製鉄化学）、スミカゲ／Ｌ／（住友化学）
、ワンダーゲ／Ｌ／　（花王石鹸）／ｌまた、本発明に
おけるシール用材料の他の諸材料として・ｉ、石綿、バ
ルブ、セラミック繊維等の繊維材料や、タルク、クレー
、水酸化アルミニウム等の無機粉体、及びバインダーと
してのＮＢＲラテックス、ＳＤＲラテックス、アクリル
系樹脂エマルジョンなどがあげられる。

本発明において使用される金属塩電解質とこの電解質の
少くとも金属イオンを水不溶性物質に変える添加剤との
組合せは後述するものの外に、例えば塩化バリウムと硫
酸、硝酸銀と塩酸、硝酸亜鉛と硫化アンモニウムなども
あげられ、その組合せ数は非常に多く目的によ多適宜選
定してやればよいものである。

その選定基準としては、これらの電解質よシ生成される
水不溶性物質は元来シール材中に混入される目的のもの
ではないためシール材中に混在する量はできるだけ少量
であることが望ましいと−うこと、また前記添加剤は通
常過剰量添加されるのでこの添加剤がシール材中に残存
しないものであることが好ましいこと、などがあげられ
る。

したがって金属塩電解質としては解離して金属イオンと
なった時のイオン価が高いものの方がその使用量が少〈
なシ好ましいものである、何故ならイオン価の高いもの
ほど水膨潤性阻害効果は大きく吸着量も少くてよいから
である。

またこの金属塩電解質と反応゛させる添加剤としてはア
ンモニア水〔水酸化アンモニウム）の様に乾燥工程でガ
スとなって飛散してシール材中に残存しないものが望ま
し−ものである。

さらに金属イオンを含む電解質水溶液が酸性ならばこの
金属イオンを水不溶性にする添加剤はアルカリ性のもの
を、一方金属イオンを含む電解質水溶液がアルカリ性な
らば添加剤としては酸性物質を、選定してやることが望
ましいものである。つまシこの様にすることによってス
ラリーのｉｐＨを調べることによシ、このｐＨが水不溶
性物質に変える添加剤の適正な配合量を知るだめの目安
となυ非常に都合のよいものとなるのである、 この様な諸条件を鑑みて、本発明者等が選定した金属塩
電解質とこれに対応する添加剤との好適な組合せは、例
えば下記の如きものがあげられる。

金属塩電解質　　　　　添加剤 硫酸アルミニウム　　・・・アンモニア水ｍ　化７　／
レミニウム　　・・・アンモニア水ｔＫ化第２鉄　　　
　　・・・アンモニア水作用 本発明は以上の如き構成でちゃ、水膨潤性物質の水膨潤
性を一時的に金属塩電解質によって封鎖してこれをシー
ル材用諸材料と屏合してスラリーを調製し、この金属塩
電解質の少くとも金属イオンと反応して水不溶性物質と
なる添加剤を抄造時に配合するというもので、吸着され
た金属イオンとこの添加剤との反応は遅く、抄造脱水工
程ではほとんど水膨潤性物質の水膨潤である。さらに、
続く乾燥工程において大部分の金属イオンが水不溶性物
質に変化し、その水膨潤性封鎖を解除し、仕上シ品は完
全に水膨潤性を回復したシール材料となっているという
顕著な作用も発揮するものである。

実施例　１ 水膨潤性物質として太さ３デニール長さ３　ｙｔｍの水
膨潤性繊維（日本エクスラン工業Ｃ株）製、商品名ラン
シールＦ）を使用し、０．３係硫酸に アルミニウム水溶液にこの水膨潤性繊維１０重量部を混
合して分散液を調製した、 一方、シール材用のその他の材料として石綿１００重量
部とタルク】０重量部を水中で混合分散し、これにバイ
ンダーとしてＮＢＲラテックスを固形分換算で１０重量
部添加してスラリーを調製した。

この石綿等の分散スラリーに前記の水膨潤性繊維の分散
液を混合し抄紙用スラリーを調整した。

この抄紙用スラリーを抄紙適正濃度まで水で希釈しつつ
同時にアンモニア水を添加剤として配合し、最終的Ａｐ
　Ｈを９に調節して、直ちに角型手抄マシン＝；によシ
シートを形成し脱水・乾燥した後さらにプレスして密度
向上を行なってシール材を作成した。

比較例　１ 実施例１におけるアンモニア水の配合を行なわず、他は
全部実施例１と同一手法によりシール材を作成した。

実施例　２ ０．２チの塩化第２鉄水溶液に水膨潤性物質として水膨
潤性樹脂粉体（クランイソブレンケミカル１株）製、部
品名Ｋ　Ｔゲ）ｖ　−’１４０ｊ　Ｈ）を５重量部分散
享せ、ついでこの中ヘタルク８（１重量部を混合した。

さらに別途に調製しておいたパルプ１０重景部とセラミ
ック繊維１０重量部の混合分散液を前記分散液に混合し
、その後ＳＢＲラテックスを固形分換算で１２重量部添
加して抄紙用スラリーを調製した。

このスラリー・を抄紙適正濃度にまで希釈したのち、ア
ンモニア水を加えてｐＨを８に調節し、直ちに角型手抄
マシンにてシートを形成して後、脱水・乾燥しプレス加
工して密度を向上させシール材を作成した。

比較例　２ 実施例２におけるアンモニア水の配合を行な　　　　　
１わずに、他は全部実施例２と同一手法にょシシール材
を作成した。

以上の各実施例と比較例についてその諸物性を測定した
ところ次表の如き結果が得られた、この表から、実施例
はいずれも耐水性試験において、大巾にその厚さが増加
し、かつ重量増加率も非常に大きいものとなっている。

それに比べて比較例では厚さの増加も重量の増加も少な
いものとなっている。

つまり、本発明製造方法によって水膨潤性シール材が問
題なく得られており、湿式法であっても金属塩電解質に
よる一時的水膨潤性封鎖と、抄造時における金属イオン
と反応して水不溶性となる添加剤の配合によって、本発
明の目的が達成されていることが判るのである。

なお、実施例１及び２において水膨潤性物質を金属塩電
解質で処理しないものについても比較のため試験を行な
ったが、スラリーの粘度が高くなって抄紙に長時間を要
し、またプレス脱水時にシートがつぶれてしまい完全な
シート化が不可能なものであった。

ハ　発明の効果 本発明の効果は上記の如く、ビータ−法という湿式手段
によって水膨潤性シール材を問題なく製造できるという
ことであシ、従来のジヨイント方式に比べてその製造効
率が大巾に上昇し、得られたシール材の均質性がすぐれ
、その水膨潤によるシール効果向上性も非常にすぐれた
ものが得られるということである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水膨潤性シール材を湿式法にて製造する方法であっ
   て、水膨潤性物質を金属塩電解 質水溶液によって処理することによりその 水膨潤性を封鎖させ、前記封鎖後の水膨潤 性物質と前記シール材用の他の諸材料とを 水中に混合分散して抄紙用スラリーを調製 し、ついで前記金属塩電解質の少くとも金 属イオンを水不溶性物質とする添加剤を抄 造時に配合して抄造し、脱水・乾燥工程中 に前記添加剤の反応によって前記水膨潤性 の封鎖を解除させることを特徴とする水膨 潤性シール材の製造方法。