JPS62103132A - ジヨイントシ−トの製造方法 - 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】 この発明は、ガスケット基材に用いるジヨイントシート
の製造方法の改良に関するものである。

従来、この種のジヨイントシートには、石綿ジヨイント
シートがあシ、造船、化学工業、自動車、機器などの広
範囲な産業分野で多用されている。

上記の石綿ジヨイントシートは、石Ｍを基材繊維とし、
ゴムを結合剤としてなる緻密で、均等な厚紙状・に加熱
圧縮されたシート状物で、その要求特性に応じて、３〜
７クラス石綿を６０〜１３０％、有機溶剤に溶解した天
然ゴムまたは合成ゴムを固形分で１０〜２０饅、その他
ゴム楽品、充填材などを混合して得られた材料を、熱ロ
ール上に積層成形する方法で作られている。

しかして、前記石綿ジヨイントシートに使用される石綿
は天然鉱物で１＞、近年、資源の枯渇、採掘のための人
件費および輸送費の高騰によシ、入手が困難な状況にあ
シ、また、石綿の人体におよぼす有害性が問題となシ、
世界的に石綿の使用が規制される傾向にある。

石綿ジヨイントシートは、前記の如く、その組成の大部
分を石綿が占めておシ、上述のような石綿が有する問題
点を全て包含していることから、石綿を使用しないジヨ
イントシートの開発が待望されている。

上記の問題を解決する目的で、石綿以外の繊維を用いた
各種のジヨイントシートが提案されている。

たとえば、特開昭５１−８６６５９号公報には、ガラス
繊維、セラミック繊維、岩綿の無機質繊維およびセリサ
イトマイカなどの耐熱無機質材料１に基材とし、上記石
綿ジヨイントシートと同様な製法によって得られるジヨ
イントシートが示されているが、このジヨイントシート
は、一般的な石綿ジヨイントシートに比較して、引張強
度が％〜入程度のものしか得られず、物性的に石綿ジヨ
イントシートよりもかなシ劣シ、実用に供するところま
で至っていない。

また、特開昭５１−２９６５８号公報には、基材繊維と
して石綿と炭素織締Ｏ混合物を用い、合成−１ムラテツ
クスを結合剤としてなるガスケット材料が示されている
。これは、石綿に炭素繊維を混合することによシ、耐熱
性を改良することを目的としたものであるが、依然とし
て石綿が使用されているため、上述のような石綿の有す
る問題点を解決することはできない。

さらＫｔた、％開昭５０−２５１３２４号公報には、非
金属性無機繊維および金属繊維を基材とし、ゴムラテッ
クスを結合剤として、抄造方法で形成する無機繊維質シ
ート材料が示されてｈる。

これは、石綿を含む非金属性無機繊維に金属繊維を混合
するととＫより、耐熱性や密封性を改良することを目的
としたものであるが、結合剤としてゴムラテックスを用
い、抄造方式で製造するので、ジヨイントシートのよう
な機械的強度は得られない。

一般的に、ゴムラテックスを用い、抄造方法で製造され
る上記のような無機繊維質シートは、ビータ−シートと
呼ばれ、有機溶剤に溶解したゴムを用い、熱ロール上に
積層成形して得られるジヨイントシートとは、組成的に
同一であっても、製法の違いから構造が異なシ、物性に
大きな差異を有すため区別されている。

すなわち、ビータ−シートの場合、製造過程で水分を含
んだ状態でいったんシート状に成形し、その後、加熱に
よシ水分の蒸発および加硫を同時に行なうことによって
得られるため、水分の蒸発した後が空隙となってシート
内に比較的多く残るが、ジヨイントシートの場合には、
溶剤を蒸発させながら圧搾積層成形してゆき、同時に加
硫させるため、シート内の！２！隙の割合が非常に少な
いという特徴をもっておシ、たとえビータ−シートに熱
ロール掛は等の処理ｆｔ施し、空隙を減少させる方法を
施しても、ジヨイントシートの域Ｋまで到達させること
はできない。

またビータ−シートの場合、結合剤としてゴムラテック
スを用いるため、ゴムが粒子状で繊維表面に存在しやす
く、溶剤に溶解したゴムを使用するジヨイントの場合の
ように、ゴムが繊維表面に均一に存在するものと比較し
て、繊維への結合状態が悪く、バインダーとしての効果
が劣る。

上記のような理由で、ビータ−シートは、ジヨイントシ
ートに比較して、機械的強度やシール特性など、ガスケ
ットとして必要な物性がかなシ劣り、ジヨイントシート
が使用されるような、使用条件の厳しい場所には不適格
なものである。

この発明は、上述した事情に鑑み、石綿以外の繊維を使
用し、しかも従来の石綿ジヨイントシートのもつ機械的
強度やシール性能と対比して優るとも劣らない物性を具
備するジヨイントシートの製造方法を提供することを主
たる目的としているものである。

本発明者は、上記の目的を遂行するため、種橿の研究実
験を行ったところ、基材繊維として。

石綿以外の繊維から少なくとも２種類のチョップ状繊維
を選定し、それらのチョップ状繊維を適当の比率で混合
したものを用い、これを有機溶剤に溶解した天然ゴムま
たは合成ゴムを結合剤として、ゴム薬品、充填材等と共
に均一に混合し、得られた混合材料を常温のロール間ま
たは熱ロール間に投入して予備成形シートを成形し、こ
の予備成形シートを熱プレスして成形する方法によって
得られたシートは、石綿ジヨイントシートに匹敵する高
強度とガスケットして必要な圧縮復元特性を具備してい
ることを知見し、この知見に基いてこの発８Ａｔ−完成
したものである。

この発明で用いる石綿以外のチョップ状ｔｉＲａは、カ
ラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、フォストナ
イト、チタン酸カリウムから成る第１繊維群と、ポリア
ミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリ
ル系繊維、フェノール繊維、炭素繊維から成る第２繊維
群とから成シ、少なくとも２種類の繊維の組合わせは、
前記第１ｍ維群と第２　ｆＪＲ維詳、第２繊維群同志の
いずれかである。

また、この発明で用いる単繊維の直径は細い程好ましい
が、通常、平均直径１１〜５０μ程度のものが良く、こ
れ以上の直径になると、繊維の剛直性が増し、繊維同志
が絡まりにくくなるため、製品の強度が低下する傾向に
あり、好ましくない。

また、単繊維長さはＩＩＬ１〜１０１１１１程度のもの
を用いるが良い。繊維がこれよシ短かいとｍ維同志の絡
み合いが弱いため、製品の強度が低下する傾向にあシ、
逆に長いとゴム、ゴム薬品などとの混合状態が悪くなシ
、その上、繊維の分散不良を生じるため、製品の強度低
下およびシール性の低下をもたらす傾向にある。

この発明で用いる繊維は、単繊維の寸法が、上記直径、
長さの範囲内のものを用いるのが好ましいが、この範囲
外の繊維が混合されていてもさしつかえない。しかし、
この場合上記範囲内の繊維が全繊維体積のｓｏｂ以上含
まれていることが必要である。これよシ上記範囲内の繊
維の含有量が少ないと、充分な製品強度、およびシール
性が得られない。

繊維の表面は、結合剤であるゴムとの接着性を改良する
ため、表面処理しておくことが好ましく、例えば、シラ
ン系カップリング剤で処理したガラス繊維を用いると、
処理しないものを用いた場合に比較して、１．２倍〜２
倍程度に、引張強度を向上させることができる。

繊維の最適混合比は繊維の種類、繊維直径、繊維長さな
どにより異なるが、例えば、平均直径１３μ、平均長さ
３ｕのＥガラス繊維と、平均直径１３μ、平均長さ６ｆ
ｉの７エノール繊維を混合する場合、または、上記Ｅガ
ラスｆ＆維と平均直径１０μ、平均長さ６１１ｊｌ　ｓ
炭化眞約８０−の炭素繊維ｔ−混合する場合には、Ｅガ
ラス繊維１００重量部当シ、フェノール繊維（または炭
素繊維）を５〜１００重量部配合するのが良く、好まし
くは１５〜５０重量部配合するのが良い。

この発明の組成中に占める全繊維の最適配合量は、繊維
の種類、ゴムのｆ！［類などにより若干、異なるが、ゴ
ム１００重量部当り、繊維を１００〜５００重量部配合
するのが良い。

例えば、前記Ｂガラス繊維とフェノール繊維を４＝１の
重量比で混合したものを繊維として使用し、ゴムとして
天然ゴム（Ｎ几）を使用した場合、または、前記Ｅガラ
ス繊維と炭素ａ１．維を４：１のｆｌＣｆ比で混合した
ものを繊維として使用し、ゴムとしてイソプレンゴム（
ＩＲ）ｆｒ使用した場合は、ゴム１００　ｉｉ　＊部当
り、ｇｉｌ、維を１５０〜５００重量部配合するのが好
ましい。この範囲よシＩＪ維量が多すぎ゛るか、または
少なすぎる場合は、製品の引張強度の低下をもたらし、
特に１繊維量が多すぎる場合は、シール性の低下をもた
らす傾向がある。

一般的Ｖこ、密斐の大きい繊維は多めに、嵩の大きい繊
維は少なめに配合するのが良く、また、ゴムを溶剤で膨
潤させたとき、膨潤率の大きいゴムを使用する場合は繊
維量を多めに、膨潤率の小さいゴムを使用する場合は、
繊維量を少なめに配合するのが良い傾向がある。

ゴムの最適配合量については、ゴムの種類、繊維の種類
、繊維寸法などにより若干異なるが、５〜５０　ｗｔ％
配合するのが良い。

例えば、前記Ｅガラス繊維とフェノール繊維を４：１の
重重比で混合したものを繊維として使用し、ゴムとして
天然ゴム（ＮＲ）を使用した場合、または、前記Ｅガラ
ス繊維と炭素繊維を４：１の重量比で混合したものを繊
維として使用し、ゴムとしてインプレンゴム（ＩＲ）を
使用した場合は、ゴム配合量を１０〜３０　ｗｔ％配合
するのが好ましｈｏ 上記は石綿以外の繊維の選定ならびにその繊維径、繊維
長さ、配合量などについて述べたものであるが、それら
の繊維を使用しても、従来の石綿ジヨイントシートの製
法をもってしては、石綿ジヨイントシー）Ｋ匹敵する高
強度と圧縮復元性を有するものは得られない。

この発明によってジヨイントシートを製造するＫは、ま
ず、天然ゴムまたは合成ゴムをトルエンなどの有機溶剤
に浴解しておき、これと、上記に示した少なくとも２８
１類の繊維、ゴム薬品、充填材などを均一に混合する。

この混合処理には、リボン屋ミキサー、ヘンシェル型ミ
キサー、ニーダ−、プラネタリミキサーなどの市販のミ
キサーを用いれば良い。

ただし、石綿のように、比較的強度があり、かつ、柔軟
な繊維は、充分な混合を行々いさえすれば、良好な製品
が得られやすいが、この発明で用いる繊維の場合は、繊
維の強度および柔軟性が不充分なものが多く、特に前記
第１做維＃に分類される繊維は鰯直で折れやすい傾向が
あるため、混合しすぎると繊維が粉砕され、充分な製品
強震が得られなくなる。また、混合が不充分であると他
の材料との均一な混合状態が得られず、繊維の分散不良
を生じて充分な製品強度が得られず、シール性も低下す
る。故に、このような繊維を取り扱う場合には、使用す
るミキサーの能力に応じた適切な混合条件を見い出すこ
とが必要であシ、混合状態が均一になシ、かつ、繊維が
粉砕される以前に混合を止めるようにしなければならな
い。

前記第１繊維群に分類された繊維のみの組合わせによっ
て、混合を行なうと、繊維に粉砕が生じない状態で均一
な混合状態を得ることが非常に難かしく、このことが前
記第１繊維群に含まれる繊維のみを繊維として使用して
構成した製品の場合、例えば、前記特開昭５１−８６６
５９号公報に示されたような場合には、高強度のものが
得られなくなる一つの理由となっていると思われる。

この発明で示した繊維群の組合せからなる繊ｍｔ−用い
ると、繊維がほとんど粉砕されず、かつ、他の材料との
均一な混合状態を得るための混合条件を容易に見い出す
ことができ、例えば、回転数４５　ｒｐｍのニーダ−を
使用した場合は、通常６０分〜９０分程度の混合時間で
良好な混合物が得られる。

次に、上記のようにして得られた混合物を一定間隙の常
温ロール間または熱ロール間に投入Ｌ、一方（７）ロー
ル上に巻きつかせながら成形し、均一な厚みに巻きつい
た後、これを剥離して予備成形シートを得る。

こむで使用する２対のロール表面が同種の物質から構成
されている場合は、混合物は両方のロールに巻きつくた
め、一方のロールのみに巻きつかせるのは非常に困難と
なる。本発明者は種々の検討を行なった結果、２対ロー
ルの光面をそれぞれ適尚な異物質で構成させることによ
り、一方のロールのみに容易に巻きつかせ得ることを発
見した。

例、ｔば、硬質クロムメッキロールとアクリルゴム被板
ロールの組合わせの場合、混合物は硬質クロムメッキロ
ール側に舎きつき、また硬質クロムメッキロールと弗素
樹脂板＆ロールの組合わせの場合、混合物は硬質クロム
メッキロール側に巻きつき、また、硬質クロムメッキロ
ールとアルミニウムロールの組合わせの場合、混合物は
アルミニウムロール側に巻きつくことなどが判明し、こ
の発明ではこれらのうちの一つの組合わせによるロール
を用いて予備成形を行なった。

このような予備成形シートはまだ溶剤を含んだ状態にあ
るので、その強度は比較的弱く、外部から機械的応力が
加わると容易に破壊してしまう。故に２０−ルの周速は
等速であることが好ましい。

ロール間隙は、ロール直径、ロール周速、混合物の状態
、最終製品の厚さなどを考慮して決定するが、（Ｌ　１
〜１０　Ｗｍｓ好ましくは１３〜５１ｎ１程度が良い。

柔軟な繊維または繊維長の短かい繊維からなる混合物を
用いた場合、比較的小さいロール間隙で本混合物がよく
くい込んで成形できるが、剛直な繊維または繊維長の長
い繊維を用いた混合物の場合は、ロール間隙へ混合物が
くい込みにくく、また、たとえくい込んでも大きな剪断
力が働くと繊維自体が折れやすくなるため、比較的大き
めのロール間隙が必要となる傾向がある。

また溶剤に膨潤させたゴムの状態としては、粘着性の大
きいもの、および粘度の大きいものを使用するほど、予
備成形シートの強度が大きくなシ、成形しやすくなる傾
向にあるため、混合に支障をもたらさない範囲で、ゴム
液を高粘性の状態に調整した方が好ましい。

次に、この予備成形されたシートラ複数枚積層し、ゴム
の加硫温度に設定された熱プレス（６０℃〜２００℃）
に挾み、４０１４ｆ／ｃｙ＋＋　　未満の低面圧状態で
、ときどき、ガス抜きしながら加圧し、溶剤が完全に蒸
発した後、４０〜２００ｋｇ　ｆ　７ｃｍの高面圧で加
圧し、ジヨイントシート製品とするものである。

この時、必要とする製品厚さに応じて、積層数を定める
。特に、予備成形シート自体は、ある程度配向している
ので、この配向方向を直角に交互に積層することによシ
、従来の石綿ジヨイントシートにはみられなかった平面
方向に等方性のある製品を得ることが可能である。

最初、低面圧で加圧する理由は、上記のような溶剤を含
んだシートを加圧する場合、初めから高面圧を負荷する
と、シートが７０−し、充分に圧搾することができない
ためで、溶剤を蒸発させた後、高面圧にすれば、フロー
を最低量に押えることができ、充分に圧搾された密なシ
ートが得られる。

また、熱プレスを行う前にシート状に予備成形する理由
は、混合の終った材料を並べて直接熱プレス成形しても
、材料同志の界面での繊維の絡み合いが生じず、界面の
接着状態が悪くなり、良好な機械的強度を有するシート
が得られないためである。この点、ロールによシ予備成
形を行なうと、材料がロール上で均一にならされ、この
時、材料同志がよく接着し合うため、比較的強度の強い
シートが得られる利点があり、特に、何枚かのシートを
積層することＫより、更に均質なものが得られ、物性の
バラツキも少なくなる。

次に、この発明の実施例および比較例を示す。

実施例（１） フェノール繊維チョップ（径１５μ、長さ６ｍ）　　　
１０天　　然　　ゴ　　ム　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１５硫　　　　　　　　黄　　　　　　　
　　　　　　　　　　１亜　　　鉛　　　華　　　　　
　　　　　　　　　　　　１加硫促進剤　　　　　　　
ｃＬ２ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
３２．８トル工ン二上記混合物１ｋｆに対してα７Ｊの
割合で使用 予め、ゴムを溶剤に膨潤させた後、上記組成材料１−二
−ダー内に投入し、約９０分１ｉｊｌ混合して得られた
材料を、それぞれのロール表面が硬質クロムメッキと四
弗化エチレン・六弗化プロビレ／共重合樹脂からなシ、
ロール間隙が約０４目である２対の常温ロール間に投入
し、硬質クロムメッキロール側に材料を巻きつかせる。

材料がロール全体にわたって均一な厚みに巻きついた後
、これをドクターナイフによシロールから剥離し、厚さ
約α６ｆｉの予備成形シートを得る。これを繊維の配向
方向を同一方向にそろえて６枚重ね、金型内にセットし
、約１３０℃に設定された熱プレスに挾み、面圧２０ｋ
ｇｆ／ｃｍ２で加圧しながら、ときどきプレスを開いて
ガス抜きを行ない、充分に溶剤を蒸発させその後、面圧
を９０　ｋｃ４　ｆ　７１Ｍに昇圧し、約３０分間保持
したあと、試料を取シ出すことによシ、厚み約２鴎のシ
ートが得られた。

実施例（２） 組成材料　　　　　　　　　　　　　重、。

Ｅガラスチョツプドストランド責径１３μ、長さ５ｍｇ
、）４０炭素繊維チヨツプ（径１０μ、長さ６ｍｇ、炭
化度８０％）１５天　　然　　ゴ　　ム　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１５硫　　　　　　　　黄　
　　　　　　　　　　　　　　　　　１亜　　　鉛　　
　＃ｉ１ 加硫促進剤　　　　　　　α２ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　２
１８トル工ン二上記混合物１ｋｆに対してα７Ｉの割合
で使用。

上記組成材料を実施例（１）と同様の方法によ構成形し
てシートを得た。

実施例（３） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　重賞価炭素＃に
維チョップ（径１０μ、長さ６ｍｇｍ炭化度８０％）１
５フエノール繊維チヨツプ（径１３μ、長さ６襲）２０
天　　然　　ゴ　　ム　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１５硫　　　　　　　　黄　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１亜　　　鉛　　　華　　　　　　
　　　　　　　　　　１加硫促進剤　　　　　　　α２ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　４
１８トル工ン二上記混合物１輪に対してα７１の割合で
使用。

上記組成材料を実施例（１）と同様の方法によ構成形し
てシートを得た。

実施例（４） Ｅガラスチョツプドストランド（径１３μ、長さ３１”
ｇ）６Ｇフエノール繊維チヨツプ（径１３μ、長さ６＊
ｔｘ）　　　　１５合成ゴム（ＳＢ几）　　　　　　　
　　　　　２０硫　　　　　　　黄　　　　　　　　　
　　　　　　　　１．４亜　　　鉛　　　華　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１．３加硫促進剤　　　　
　　　ｃＬ３ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
　２トル工ン二上記混合物１吻に対してα７ｊの割合で
使用。

上記組成材料の混合物を熱ロール上に槓Ｉ−成形して予
備成形シートを得、これを約１３０℃に設定された熱プ
レスに挾み、面圧９０に４ｆ／ｙＢで約２０分間プレス
成形してシートを得た。

実施例（５） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　重ｔチＥガラス
チョツプドストランド（径１３μ、長さ３富１１１）　
　５３フエノール繊維チヨツプ（径１３μ、長さ３ｆｉ
）　　　８合成ゴム（ＮＢ几）２７ 硫　　　　　　　　貢　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　２亜　　　鉛　　　＃ｉ２ 加硫促進剤　　　　　　　α４ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
２７．６トル工ン二上記混合物１呻に対して１．６ｊの
割合で使用。

上記組成材料を実施例（１）と同様の方法にょシ混合お
よび予備成形し、厚さ約１．５ｆｌの予備成形シートを
得た。但し、ロール間隙は１．２鶴とした。次に１この
予備成形シート２枚をそれぞれの繊維の配向方向が直角
になるように重ねた後、約１５０℃に設定された熱プレ
スに挾み、面圧１　ｋｇｆ／ｃｍ　　で加圧しながら、
ときどきプレスを開いてガス抜きを行ない、充分に溶剤
を蒸発させ、その後、面圧を８０ｋｆｆ／ｃｌｎ２に昇
圧し、約３０分間保持したあと、試料をに４！；Ｌシ出
すことによシ、厚み約１．５鶴のシートが得られた。

実施例（６） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　重ｆ。

Ｅガラスチョツプドストランド（径１３μ、長さ３ｍ）
３９フエノール繊維チヨツプ（径１３μｓ長さ３ｍ）　
　　１０合成ゴム（８Ｂル）２４ 硫　　　　　　　　黄　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１．７亜　　　鉛　　　華　　　　　　　　　　
　　　　　　　１・７加硫促進剤　　　　　　　α４ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
　２五２トルエン：上記混合物１　ｋｇに対して１．４
ｊの割合で使用 上記組成材料を実施例（５）と同様の方法によ９成形し
てシートを得た。

実施例（７） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　重量。

Ｅガラスチョツプドストランド（径１３μ、長さ３ｍｍ
）４７炭素繊維チヨツプ（径１０μ、長さ６ｍ、炭化度
１３０％）１２合成ゴム（エル）１９ 硫　　　　　　　　黄　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１．４亜　　　鉛　　　華　　　　　　　　　　
　　　　　　　１・４加硫促進剤　　　　　　　α３ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
１ａ９トルエン：上記混合物１ｋｆに対してα９Ｊの割
合で使用 上記組成材料ｔ？実施例（５）と同様の方法によ９成形
してシートを得た。

実施例（８） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　重１．Ｉ。

Ｅガラスチョツプドストランド（径１３μ、長さ５ｍ）
５８炭素繊維チヨツプ（径１０μ、長さ６ｔＮ、炭化度
１３０％）　　　９ウオラストナイト（平均径２２μ、
平均長さ６００μ）　５合成ゴム（ＣＲ）　　　　　　
　　　　　　３０酸化マグネシウム　　　　　　　　　
　　２加硫促進剤　　　　　　　１．５ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
１４５トル工ン二上記混合物１神に対してα９ｊの割合
で使用。

上記組成材料を実施例（５）と同様の方法によ９成形し
てシートを得た。

実施例（９） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　重重チＥガラス
チョツプドストランドゝ（径１３μ、長さ５ｔｘ）５９
アクリル繊維チヨツプ（径１２μ、長さ６ｔｘ）　　　
　１０合成ゴム（Ｂ几）２４ 硫　　　　　　　　黄　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Ｃｌ３亜　　　鉛　　　華　　　　　　　　　　
　　　　　　　　２．４加硫促進剤　　　　　　　α５ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
２五４トル工ン二上記混合物１時に対してα７Ｊの割合
で使用。

上記組成材料を実施例（５）と同様の方法により成形し
てシートを得た。

比較例（１） 組成材料　　　　　　　　　　　　　□。

Ｅガラスチョツプドストランド（径１５μ、長さ５ｍ）
　　５０天然ゴム（ＮＲ）　　　　　　　　　　　　１
５硫　　　　　　　黄　　　　　　　　　　　　　　　
　１亜　　　鉛　　　華　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１加硫促進剤　　　　　　　１２ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
３２−８トル工ン二上記混合物１　ｋｇに対してα７１
の割合で使用。

上記組成材料の混合物を実施例（１）と同様の方法によ
り成形してシー）１得た。

比較例（２） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　重量。

フェノール繊維チョップ（径１５μ、長さ６ｗｔ）　　
　２５天　　然　　ゴ　　ム　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１５硫　　　　　　　黄　　　　　　　
　　　　　　　　　１亜　　　鉛　　　華　　　　　　
　　　　　　　　　　　１加硫促進剤　　　　　　　［
１２ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
５７．８トル工ン二上記混合物１呻に対してα７！の割
合で使用。

上記組成材料の混合物を実施Ｉｌｌ　（１）と同様の方
法により成形してシートを得た。

比較例（３） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　動１炭素繊維チ
ョップ（径１０μ、長さ６１１１．炭化度８０チ）３０
天　　然　　ゴ　　ム　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１５硫　　　　　　　　黄　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１亜　　　鉛　　　華　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１加硫促進剤　　　　　　　
（Ｌ２ 元　　　項　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
５２．８トル工ン二上記混合物１　ｋｇに対して［１７
）の割合で使用。

上記組成材料の混合物を実施例（１）と同様の方法によ
構成形してシートを得た。

比較例（４） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　重斌チクラフト
パルプ（平均幅４０μ、平均厚さ３μ、平均長さ５１１
ｍ＋）２０天　　然　　ゴ　　ム　（ＮＲ）１５ 硫　　　　　　　　黄　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１亜　　　鉛　　　華　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１加硫促進剤　　　　　　　　α２ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
６２．８トル工ン二上記混合物１輪に対してα７Ｊの割
合で使用。

上記組成材料の混合物を実施例（１）と同様の方法によ
構成形してシートを得た。

但し、パルプはミラクルミルによシ予め機械的に開綿し
たものを使用した。

比較例（５） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　重蛍慢チタン改
カリウム繊維（平均径（１２μ、平均長さ２５μ）７０
天　然　ゴ　ム（ＮＲ）　　　　　　　１ｓ硫　　　　
　　　　黄　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
亜　　　鉛　　　華　　　　　　　　　　　　　　　　
　１加硫促進剤　　　　　　　　α２ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
１′Ｌ８トル工ン二上記混合物１に４に対してα７１の
割合で使用。

上記組成材料の混合物を実施例（１）と同様の方法によ
構成形してシートを得た。

比較例（６） 組成材料　　　　　　　　　　　　　　□１ウオラスト
ナイト（平均径２２μ、平均長さ６００μ）８０天　然
　ゴ　ム（ＮＲ）１０ 硫　　　　　　　　黄　　　　　　　　　　　　　　　
　　　α７亜　　　鉛　　　華　　　　　　　　　　　
　　　　　　ａ７加硫促進剤　　　　　　　α２ 充　　　填　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
　ａ４４トル工ン二上記混物１呻に対してα５Ｊの割合
で使用。

上記組成材料の混合物を実施例（１）と同様の方法によ
構成形してシートを得た。

ただし、比較例（２）〜（４）において、フェノールｍ
維、炭素繊維、パルプの配合量が、他の繊維系のものに
比較して少ないのは、これら繊維の密度が、ガラスなど
の無機質繊維に比較して小さく、ガラスなどと同等の配
合量にすると嵩が大きくなシすぎ、混合が困難となるた
めである。

また上記実施例および比較例で使用したガラスチョツプ
ドストランドは、全て表面をシラン系カップリング剤で
処理したものである。

上記の実施例および比較例の代表的な物性値を第１表に
示す。

ただし、ＪＩＳ几３４５３の方法によって物性の測定を
行なった。

上記第１表におけ不比較例（１）〜（６）の物性値に示
されているように、石綿以外の繊維を単独で用いたシー
トにあっては、一般的な石綿ジヨイントシートの引張強
度が２〜４　ｋｇ　ｆ／ｃｍ　　であるのに比較して、
かなシ小さいことがわかるが、実施例（１）〜（９）の
物性値に示されるように、単独では充分な強度を得られ
ない繊維を用いても、２種類以上を混合したシートにあ
っては、石綿ジヨイントに匹敵する高強度のものが得ら
れることが明らかとなった。

また、一般的な石綿ジヨイントシートは、圧縮率が７〜
１７チ程度、復元率が４０〜６０チ程度であるが、実施
例（１）〜（９）Ｋ示したように、この発明によれば、
石綿ジヨイントシートよシ大きい圧縮率、復元率が得ら
れる。これはガスケット材料として、非常に大きな利点
であるということができる。

また、一般的な石綿ジヨイントシートは、折９曲げた時
、その屈曲部が割れる傾向があるが、この発明で得られ
たシートは、１８０°に折シ曲げても割れることはなく
、非常に優れた耐腐性を具備している。

また従来、石綿ジヨイントシートに最も多く利用されて
いるクリックイル石綿は、酸に対して弱く、これを基材
繊維としたジヨイントシートは耐酸性に乏しｈことが欠
点とされているが、この発明によれば、耐酸性の良い繊
維、例えばフェノールｆＲｍ々どを選択使用することく
より、耐酸性の優れたジヨイントシートが得られる利点
がある。

また、通常、天然鉱物である石綿は、その中にマグネタ
イト、遊離塩素（ＣＪ″′−）を含有しておシ、石綿が
主成分である石綿ジヨイントシート内には、当然、これ
らの物質が含有されているととＫなる。ステンレス７ラ
ンジ用のシール材として、このような石綿ジヨイントシ
ートラ適用すると、これら物質が原因となって、ステン
レス面に孔食を起こし、しばしば問題となっている。

この発明によれば、これらの物５ｊを含有しない繊維を
自由に選べるので、ステンレス用のガスケットとしても
Ｍ用である。

２橿以上の繊維を混合することによシ、そのシートの強
度が石綿ジヨイントシートと同じ程度に向上されるのは
、下記の理由によるものである。

一般的な短繊維強化複合材料においては、強度に影響す
る因子として、次のものが考えられる。

（１）繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）（２）
繊維とマトリックス界面の接着力（３）繊維相互の抱合
力（からみ合いによる力）（４）　　繊維の体積含有率 （５）　　マトリックス強度 （６）繊維強度 ジヨイントシートが引張り破断される場合、はとんど繊
維がマトリックスから引き抜けた状態で破損しておシ、
繊維自体の降伏破損が支配的ではないので、（６）は考
慮しなくても良い。

ジヨイントシートの場合、使用するマトリックス（ゴム
）の種類および加硫剤の最適配合量を検討することによ
り（５）は決まシ、また、繊維の最適配合ｉ′ヲ検討す
ることにより（４）は決まるため、この２項目について
は、実験により、容易に最良の値を求めることができる
。

故に、ジヨイントシートの強度を向上させるために、技
術的工夫を必賛とするのは（１）〜（３）の項目であシ
、これらについて以下に考察する。

（１）　　繊維のアスペクト比 通常、アスペクト比が大きい程、高強度のものが得られ
ると考えられる。

石綿の場合、完全に単繊維に開綿されると、その繊維径
は２５０Ｘ〜４００ムであるのく対し、石綿以外のほと
んどの無機質および有機質繊維は、現在の技術では、２
μ〜５μ程度が製造限界となっている。故に、同じ繊維
長で比較すると、石綿、他の無機質および有機質繊維の
１００〜２００倍の７スベクト比を有していると考えら
れる。

したがって、石綿の場合、たとえ完全開綿がなされず、
ある程度、繊維が収束していたとじても、少なく見積っ
ても、他の繊維に比べて数十倍の７スペクト比を有して
いるものと思われる。

このことが、石綿ジヨイントシートが高強度を有し、石
綿以外の繊維を用いた場合、強度が出ない、一つの原因
となっていると考えられる。

石綿以外の繊維について、そのアスペクト比を石綿のア
スペクト比に近づけるためＫは、その繊維長を長くすれ
ばよいが、この発明で示したｌ＆（４＆長以上になると
、ミキシング時に繊維の分散不良を生じ、逆に強度が低
下するばかシでなく、シール特性なども低下して、物性
的に好ましくなくなる。すなわち、最大繊維長がある程
度規制されてしまうため、アスペクト比を無制限に犬き
くすることは困難となる。

また、前述した繊維の中でも、チタン酸カリウム繊維の
ように、結・晶を成長させて繊維化するものは、石綿に
近い繊維径のものを作ることはできるが、現在の技術で
は繊維長が非常に短かく、粉に近いものであるので、ア
スペクト比を充分大きくとることはできない。

将来、石綿以外の繊維で、石綿に匹敵する繊維長、繊維
径のものが得られるようになった場合、その繊維を用い
て高強度のジヨイントシートが得られるようになると推
測されるが、現在の時点では、この方法により、強度を
向上させることは雌かしいと思われる。

この発明においては、剛直で折れやすい傾向にある第１
繊維騨に分類される繊維同志の組合わせＫよシ製造する
と、ミキシング時に繊維が粉砕され、アスペクト比の低
下をまねきやすいが、比較的柔軟性のある第２繊維群と
組合わせれば、アスペクト比の低下を最低限におさえ得
ることを見い出し、このことが、高強度の製品を得る上
での一つのポイントとなっている。

（２）　　繊維とマトリックス界面の接着カ一般的に繊
維とマトリックスの界面接着力が大きいほど、高強度の
ものが得られると考えられる。

通常、２つの物質量の界面接着力および相溶性は、洛′
！ｓ度指数（ＳＰ、血）で評価することができる。

ＳＰ値は、各物質固有の値であり、この値の近いもの同
志が、一般的に艮い相溶性を示すことが知られている。

ジヨイントシートの場合、マトリックスとして使用され
るゴムは７〜１０程直のＳＰ値を有しておシ、他の有機
物質も、一般的にほぼこの近辺のＳＦ４．＠を有してい
るが、無＠物質は、一般的に、これよシかなシ大きい値
となる（ガラスの場合１２２〜１３３）。

このことから、無機質＃＆維よシ、有機質Ｒ維の方がゴ
ムとの界面接着力に優れていることが推定される。

この発明において、ゴムとの相溶性の悪いガラス稙ｍを
用いる場合、表面をシラン系カップリング剤で処理する
ことＫよシ、ガラス表面のＳＰ値を下げ、ゴムとの接着
力を増すことを試みておシ、その結果、引張強度が表面
処理しないものに比較して１．２〜２倍程度向上するこ
とを示し友。

（３）繊維相互の抱合力 一般的に％ｐ＃、維相互の抱合力の大きいものほど、高
強度のものが得られると考えられる。

石綿の場合は、繊維自体が柔軟であシ、また表面が平滑
でないため、繊維同志の抱合力が大きく、そのことが、
石綿ジヨイントシートが高強度を有する一原因を成して
いると考えられる。

石綿も含めて、一般的に天然繊維は繊維相互の抱合力が
大きいと推定されるが、人造無機質繊維および合成高分
子系有機質繊維においては、はとんどの繊維が平滑な表
面を有するため、繊維同志が比較的からみにくく、とく
に人造無機質繊維においては、繊維自体が剛直なものが
多いため、非常Ｋからみにくい傾向を示し、小さい抱合
力しか得られない。そのため、これら繊維を単に石綿と
置き換えて使用しても、高強度のジヨイントシートを得
ることは飽かしい。

しかし、この発明で示した組合わせＫよる繊維同志を適
幽な比率で混合使用した場合には、繊維の分散性は非常
に良好となシ、かつ、繊維同志がよく絡み合い、繊維相
互の抱合力が著しく高められるが、単一繊維を用いた場
合には、これらの効果が得られないのである。

２種以上の繊維を混合するととくよって、シートの強度
を向上できるのは、上記の理由にもとづくものであるが
、この発明は、それに加え、繊維・ゴム混合物をロール
間に投入して予備成形シートとなし、それを熱プレスに
よって成形して製品とする方法を適用したことに％徴を
有するものである。

前述したように、プレスする前にロールでシート状に予
備成形をしておくと、材料がロール上に均一にならされ
９、その際材料同志がよく接着し合うため、出発繊維原
料の組合わせと相まって、シートの強度増加が得られる
ものである。

また、予備成形シートを作る場合には、必要に応じてそ
れ’を複数枚積層して一体にプレスできるから、更に均
質で物性のバラツキの少ないシートが得られることも最
大の利点となっている。

以上のことを実証する顕微鏡写真（倍率７０倍）ｆ：第
１図および第２図に示す。第１図の写真は実施例（１）
で得られた製品内部の顕微鏡写真で、繊維の分散状態の
良好なこと、および、ガラス繊維、フェノール＆維が良
く絡み合っていることが明瞭にわかる。

なお、無色透明のまっすぐな繊維がガラス繊維で、曲シ
くねった褐色の繊維がフェノール繊維である。又、池の
白っぽい部分はゴム、光槙材でるる。

これに対して、第２図の写真は、比較例（１）で得られ
た製品内部の顕微鏡写真で、繊維の分散、絡み合いが不
充分であることが明瞭に認められる。

この発明によるジヨイントシートは、石綿ジヨイントシ
ートと同様な分野のガスケット基材として有用であるが
、その他に、摩擦材や電気絶縁材としても使用できる。

以上に述べたように、この発明によれば、比較的剛直な
繊維であるガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿
、フォラストナイト、チタン酸カリウムから成る第１＆
維群および比較的柔軟な繊維であるポリアミド系繊維、
ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、フ
ェノール繊維、炭素繊維から成る第２繊維群、あるいは
第２繊維群のみからそれぞれ選定して組合わせた少なく
とも２種類のチョップ状繊維と、有機溶剤に溶解させた
天然ゴムま九は合成ゴムと、ゴム薬品と、充填材とｆ：
混合して得た混合物を常温または熱ロール間に投入して
予備成形シートとなし、この予備成形シートを熱プレス
して製品とするので、石綿以外の繊維を使用して簡単な
処理工程によシ、石綿ジヨイントシートに匹敵する高強
度と、すぐれた圧縮復元性を有するジヨイントシートを
製造することができる。

東口面の簡単な説明 第１図は実施例（１）で得られた製品における繊維形状
の顕畝鏡写真、第２図は比較例（１）で得られた製品に
おける繊維形状のｇＩ微鏡写真である。

図面の７丁組内容に変更なし） 第１図 第２図 手続補正書（方式） １　事件の表示 特願昭６１−１１５１３９号 ２　発明の名称 ジョイン１〜シートのＭ　Ｔｉ　方？１３　補正をずろ
者 事件との関係　　　　　　　特許出願人名称　ニチアス
株式会社 ４代理人 住所　〒１００東京都千代田区丸の内２丁目４番１号丸
ノ内ビルヂング　７５２区 ５　手続補正指令の日付発送日昭和６１年１０月２８日
６　補正の対象 １、　明細書の第４１頁第１７〜２０行目を次のよう°
二補正する。

「第１図は実施例（１）で得られた製品における繊維組
織の顕微鏡写真、第２図は比較例（１）で得られた製品
における繊維組織の顕微鏡写真である。」 ２　図面（写真）を別紙のとおり補正する。

以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）比較的剛直な繊維であるガラス繊維、セラミック
   繊維、岩綿、鉱滓綿、ウォラストナイト、チタン酸カリ
   ウムから成る第１繊維群および比較的柔軟な繊維である
   ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロ
   ニトリル系繊維、フェノール繊維、炭素繊維から成る第
   ２繊維群、あるいは第２繊維群のみからそれぞれ選定し
   て組合わせた少なくとも２種類のチョップ状繊維と、有
   機溶剤に溶解させた天然ゴムまたは合成ゴムと、ゴム薬
   品と、充填材とを混合して得た混合物を常温または熱ロ
   ール間に投入して予備成形シートとなし、この予備成形
   シートを熱プレスして製品とすることを特徴とするジョ
   イントシートの製造方法。
2. （２）常温ロールで成形した予備成形シートを所要枚数
   積層して熱プレスする特許請求の範囲第１項記載のジョ
   イントシートの製造方法。
3. （３）前記の少なくとも２種類のチョップ状繊維は、単
   繊維の平均直径が０．１〜５０μ、平均長さが０．１〜
   １０ｍｍであつて、全繊維体積の５０％以上を含む特許
   請求の範囲第１項記載のジョイントシートの製造方法。
4. （４）前記の少なくとも２種類のチョップ状繊維の合計
   量がゴム１００重量部当たり、１００〜５００重量部で
   ある特許請求の範囲第１項記載のジョイントシートの製
   造方法。