KR100378744B1 - 유기섬유상및입자성분의블렌드를함유한무석면가스켓 - Google Patents

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Abstract

가스켓, 등을 제조하는데 사용하기 위한 개선된 무-석면 섬유 강화 물질이 (a) 탄성 결합제 물질 및 (b) 피브릴화, 유기, 합성 중합체, 유기 합성 중합체 스테이플 및 유기 합성, 가용성 중합체 입자로 구성되어 상기 물질로부터 제조된 가스켓, 충격 마운팅, 타이밍 벨트, 실런트등의 강도를 향상시킨다.

Description

유기 섬유상 및 입자 성분의 블렌드를 함유한 무석면 가스켓
본 발명은 무-석면 물질을 위한 가공 보조제/강화제로서 a) 피브릴화, 유기, 합성 중합체, b) 합성, 유기 중합체 섬유 스테이플 및 c) 합성, 유기 가용성 중합체 입자의 블렌드를 사용하여 가스켓등을 제조하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 가스켓, 공기 타이어, 충격 마운팅, 타이밍 벨트, 실런트, 다른 성형고무 및 탄성 물품등의 제조에 유용한 상기 블렌드를 함유한 물질의 제조에 관한 것이다. 본 발명은 또한 수성, 용매 액체 수지, 기재 배합물 또는 에멀션으로부터 습윤 상태에서 가공처리되는 상기 물질 및 상기-서술된 블렌드에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 일반적인 목적은 개선된 무-석면 물질 및 그로부터 제조된 제작 물품을 제공하는 것이다.
가스켓, 브레이크 라이닝, 공기 타이어, 콘베이어 벨트, 타이밍 벨트, 동력 전달 커플링, 충격 흡수제, 실런트, 페인트등과 같은 석면 섬유-함유 물품이 널리 알려져 있고 상당한 상업적 성공을 거두었다. 불행하게도, 최근의 의학적 증거들은 석면 섬유가 특히 호흡할 때 건강에 해를 줄 수 있다는 것을 지적한다. 상기 석면 섬유의 건강상의 위험 문제점이 또한 널리 알려져 있고, 따라서, 산업은 석면 섬유를 함유하지 않은 가스켓등을 형성하기 위한 대체 조성물을 연구해왔지만, 아직 실적으로 동일한 물리적 및 화학적 특성을 얻지 못했다.
섬유를 유기 열경화성 플라스틱 매트릭스에 첨가하여 매트릭스의 하나 이상의 특성을 향상시켰다. 예를 들면, 미합중국 특허 제 4,352,852 호에서 DeMaria 및 Relmond는 약 5.0g/데니어 이상의 직선 강인성을 갖는 아크릴로니트릴 중합체 섬유 약 10 - 약 90 중량%가 광범위하게 사용되는 유리 섬유보다 폴리에스테르 및 과산화물 경화제와 같은 열정화성 수지를 훨씬 우수하게 강화하는 것을 제시했다. 요구되는 강인성은 가압 중기내에서 종래의 습윤 방적 아크릴로니트릴 중합체 섬유를 후 스트레칭하여 일반적인 강인성 보다 높은 강인성을 얻음으로써 획득된다. 사용된 섬유는 약 20 미크론, 즉 약 12 미크론 이상인 직경을 갖는다.
미합중국 특허 제 4,423,109 호에서 Greenman 일동은 섬유 강화 고무 가스켓 물질을 서술하는데, 상기에서 섬유 물질 중 하나는 유리 섬유로 구성될 수 있고, 다른 하나는 폴리아크릴, 예를 들면, 폴리아크릴로니트릴 섬유로 구성될 수 있다. 한편의, 유리 또는 다른 한편의, 폴리아크릴 간의 선호도는 언급되거나 공개되어 있지 않고, 섬유 스테이플 및 가용성 중합체 입자와 혼합된 피브릴화 섬유를 가용하는 것에 대한 서술도 제의되지 않았다.
많은 다른 제안들이 다양한 최종 사용에서 석면 섬유를 대체하는 것을 서술했다. 예를 들면, 영국 특허 제 1,179,569 호 (타이어); EPO 특허 공개 제 0 511 838 호 (마린 커플링 및 타이밍 벨트); 조사 공개 제 RD 276096A 호 (4/10/87) 및 미합중국 특허 제 4,820,585 호 (실런트 및 코우팅); 및 미합중국 특허 제4,330,442 호, 4,387,178호, 4,423,109호, 및 4,866,109 호 및 일본 특허 공개 제 J03045685호 (2/27/91)(가스켓)를 언급할 수 있다.
가스켓 형성 조성물에서 석면 섬유에 대한 섬유 대체물이 마찬가지로 중요한데, 이는 탄화수소 및 할로겐과 같은 특정 기체의 방출에 관한 정부 규제에 부합하기 위해 플랜지에 기계적으로 결합된 가스켓은 그들의 실(seal)을 유지하고 매우 격한 작동 환경 및 바람직하지 못한 기계적 조건에 적용될 때에도 유체 및 기체의 누출을 막아야만 하기 때문이다. 그리하여, 상기 가스켓은 플랜지가 불량하게 설계되거나 불량하게 작동되어도 작용할 수 있어야 하고 플랜지를 실링하는 기능을 유지하고 높은 조작 온도 및 높은 내부 압력하에서도 유출을 막아야만 한다. 석면 섬유를 대체하는 것으로 제안된 많은 선행 기술 물질로부터 생산된 가스켓은 일반적으로 상기 언급된 조건 및 환경에 노출될 때 새거나 터진다. 선행 기술 가스켓팅 물질에 있어서 현저한 실제 단점은 최적의 가요성 미만이고 최적의 신장을 보다 낮은 것이다. 상기는 특별히 강화제로서 유리 또는 셀룰로스 섬유 또는 폴리아라미드 섬유에서 주목되는데 이는 주로 그들이 가스켓에 적당한 신장율 및 가요성을 제공하는 능력이 부족하기 때문이다. 가요성은 가스켓이 설계 기하 모형의 붕괴 또는 손실없이 설치 전의 취급, 절단 및 팩킹 절차를 견뎌낼 수 있어야 하기 때문에 실용적 관점에서 중요하다. 아크릴 섬유는 그들이 고유하게 수지에 "커플링"되는 표면에 사이징제를 사용하지 않고도 젖은 탄성 매트릭스 수지에 적합하여 수화 및 강화를 향상시키기 때문에 다른 언급된 상기 사용에서 많은 잇점을 제공한다.
대표적인 종래 기술 조성물 및 방법은 Hibbard 일동의 미합중국 특허 제4,837,281 호, 및 4,866,109 호인데, 상기는 아크릴 섬유를 절단하고 그들을 사용하여 가스켓으로서의 사용을 위한 경화 시이트로 전환되는 고무를 강화하여 강화 가스켓팅 물질을 제조하는 것을 서술한다. 상기 인용 문헌은 그러나, 섬유/입자 블렌드의 사용을 공개하지 않는다.
Lindeman 일동, 미합중국 특허 제 4,330,442 호는 비이터-첨가 공정에 의한 무석면 가스켓 형성 물질을 서술하는데 상기에서 섬유는 방향족 폴리아미드 섬유와 혼합된 페놀성 섬유로 구성된다.
Tracey 일동의 미합중국 특허 제 4,387,178호는 비이터 첨가 공정에 의한 압축가능하고 유연한 무석면 가스켓 물질을 서술하는데 상기에서 섬유는 피브릴화 방향족 폴리아미드 섬유로 구성된다. 상기 섬유는 최적의 신장율을 갖는 최종 생산물을 제공하지 않는다.
Nakahara 일동의 EPO 특허 공개 제 511,838-A1 이 또한 상기와 관련할 때 흥미로운데, 이는 상기 공개가 고무내 분산된 짧은 (그러나 길이가 10 미크론 이상) 피브릴화 폴리아크릴로니트릴 섬유를 취급하여 고 강도 및 높은 모듈러스 및 우수한 고무 섬유 상호작용을 제공하기 때문이다. 조성물을 유기과산화물로 및 또한 황으로 가황하여 모두 전에는 석면을 사용했던 타이밍 벨트, 마린 물질, 체인, 고무 스프링 등을 생산한다.
WO 93/04300은 플록(floc) 또는 펄프 형태로 섬유와 결합된 마모 첨가제로서 아라미드 입자를 사용한다. 펄프는 피브릴화 섬유이다. 입자는 10-250 미크론의 크기이다. 특허는 피브릴화 섬유 및 섬유 스테이플 모두를 중합체 입자와 사용하는것에 관해서는 언급하지 않는다.
최근 특허 받은 미합중국 특허 제 5,272,198 호는 가스켓등의 생산에 있어서 약 12 미크론 이하의 마이크로데니어 섬유의 사용을 서술한다. 다시, 유기, 합성 중합체 입자가 혼합되지 않았다.
미합중국 특허 제 4,748,075 호는 세(3)개 이상의 다른 섬유, 즉 천연 섬유, 합성 유기 섬유 및 광물 또는 금속 섬유로 구성된 유연한 가스켓팅 물질을 서술한다. 유기, 합성 중합체 입자는 사용되지 않는다.
일반적으로, 아크릴에 대해 구체적으로 살펴 보면, 예컨대 85 중량-% 이상의 양으로 아크릴로니트릴을 함유한 공중합체의 섬유가 우수한 연장성을 가지며, 상기가 혼합중에 그의 분절을 막고, 상기는 분자내 존재하는 극성 니트릴기 때문에 대부분의 수지 시스템에 잘 접착된다. 상기는 그들을 결과 얻어지는 수지-섬유 조성물의 강도는 유지하거나 증가시키면서 수지 시스템내 가요성 증대 및 연장성이 요구되는 사용에서 석면을 대체할 때 바람직한 물질로 만드는데 기여한다. 공중합체내 35 중량% 이상 및 일반적으로 85 중량% 미만의 아크릴로니트릴을 갖는 모드아크릴 섬유가 또한 혼합중에 분절을 막는 우수한 연장성 및 대부분의 수지 시스템에 대한 우수한 접착성을 제공하며 또한 방염성과 같은 다른 흥미로운 잇점을 제공한다. 따라서, 상기는 또한 석면을 대체하는 바람직한 물질이다.
요약하면, 상기 인용된 문헌들은 종래 기술에서, 섬유상 유기 강화제가 가스켓, 벨트, 타이어, 실런트, 등을 제조하기 위한 물질내 유리와 같은 무기 강화 섬유에 대한 대체물로 적합한 것으로 알려져 있고 섬유는 구체적으로 아크릴 섬유로구성될 수 있음을 제시한다.
이제 a) 피브릴화, 유기 합성 중합체, b) 합성, 유기 중합체 섬유 스테이플 및 c) 합성, 유기, 가용성 중합체 입자의 블렌드를 선택하고 사용하는 것이 가스켓, 충격 흡수제, 고무 스프링, 공기 타이어, 실런트, 등을 생산하는 물질을 위한 탄성 수지 결합제 시스템을 가공처리하고/거나 제분하는데 예상치 못한 증가를 초래함이 공개되었으며, 본 발명의 주제이다. 상기 결과는 선행 기술의 어디에서도 언급되지 않았고 가스켓 등을 제조하는 물질로서 본 발명에 따른 블렌드를 사용하는 분명한 잇점이 입증되지 않았다. 하나 이상의 성분이 아크릴 중합제로 부터 생산될 때 블렌드의 효과가 또한 본 발명의 특징이다.
본 발명의 주요 목적은 가공성 및 혼합을 개선하고 상기 물질로 부터 제조된 물품의 강도를 증가시키기 위해 상기 서술된 블렌드로 강화한 가스켓 등을 위한 물질을 제공하는 것이다. 탄성 물질의 연장성(신장성)이 또한 증가될 수 있다. 아크릴 섬유, 및 입자의 우수한 UV 내성 및 낮은 수분 흡수성 때문에, 상기는 실외 적용에 적당하다. 또한, 그들의 우수한 탄화수소 및 다른 화학 약품 내성 때문에 상기는 가스켓뿐만 아니라, 자동차 부품, 브레이크, 타이어, 연료 탱크 및 화학 약품 탱크 실런트 성분으로 적당하다.
본 발명에 따르면, 하기로 구성되는 무-석면 섬유 강화 물질이 제공된다:
a) 탄성 매트릭스 조성물; 및
b) 강화하는데 효과적인 양의 하기로 구성되는 블렌드;
1) 약 5 - 약 75 중량%의 피브릴화, 합성, 유기 중합체 섬유;
2) 약 20 - 약 90 중량%의 합성, 유기 중합체 스테이플 섬유; 및
3) 약 5 - 약 30 중량%의 합성, 비-경화성, 유기 중합체 입자.
다른 양태에서, 본 발명은 상기 정의된 무-석면 가스켓 물질로 부터 생산되는 강화 가스켓에 관한 것인데 상기에서 강화제 (b)는 아크릴로니트릴을 함유한 아크릴 중합체의 형태인 하나 이상의 성분으로 구성된다.
본 발명의 또 다른 주요 양태에서, 무-석면 가스켓에 사용하기 적합한 조성물이 제공되는데, 상기 조성물은 하기로 구성된다:
(a) 단독으로, 또는 하기와 부가로 혼합된 경화성 탄성 수지 및 따라서 경화제:
(i) 안료,
(ii) 염료,
(iii) 열 안정화제,
(iv) 항산화제,
( v ) 가소화제,
(vi) 윤활제,
(vii) UV-안정화제,
(viii) 방염제,
(ix) 가공 보조제,
( x ) 발포제,
(xi) 충진제,
(xii) 비-아크릴 유기 섬유 및 펄프,
(xiii) 유리, 세라믹, 광섬유, 등으로 부터 선택된 무기 섬유, 또는
(xiv) 임의의 상기의 혼합물, 및
(b) 상기 조성물을 위한 하기로 구성되는 효과적인 농도의 강화제:
1) 합성, 유기 중합체, 피브릴화 섬유;
2) 합성, 유기 중합체 스테이플 섬유 및
3) 합성, 가용성 유기 중합체 입자.
본 발명의 특히 유용한 실시양태는 전체 섬유 및 충진제 중량의 100중량부 당 단독으로, 또는 약 40 - 70 중량부의 하나 이상의 무기 충진제; 및 첨가된 10 - 40 중량부의 합성 고무 결합제와 혼합된 약 5 - 25 중량부의 상기-서술된 블렌드를 포함하는 무-석면 가스켓 형성 조성물로 부터 제조된 비이터 첨가제 가스켓이다.
본원에 사용된 용어 " 아크릴 섬유"는 아크릴로니트릴의 단일 중합체를, 아크릴로니트릴을 85 중량%이상 함유하고, 나머지는 아크릴로니트릴과 공중합가능한 에틸렌 불포화 공단량체인 공중합체를 또는 중합 아크릴로니트릴의 전체 함량이 70 중량%이상인 중합체의 블렌드를 습식-방적, 건식-방적, 플래시-방적, 공기 갭-방적하여 얻는 섬유를 포함한다. 용어는 또한 35 - 85 중량%의 중합 아크릴로니트릴을 포함한 공중합체인 "모드아크릴 섬유"를 포함한다.
본 발명의 개선된 섬유 강화 물질은 먼저 상기-서술된 블렌드를 순수하거나, 또는 물 또는 톨루엔과 같은 유기 용매내 용액, 라텍스 또는 분산액 형태인 천연 또는 합성 고무와 혼합하여 형성한다. 고무는 또한 운모, 실리카, 탄산 칼슘, 카아본 블랙, 점토, 등과 같은 무기 입자 충진제를 다양한 양으로 함유할 수 있고, 원하는 포화 유동성 및 최종 생산물 특성을 얻기 위해 대표적으로 또한 촉진제, 경화제, 및 항산화제와 같은 화합물을 포함할 것이다. 다른 유기 및/또는 무기 섬유가 존재할 수있다. 조성물을 예를 들면, 종래의 비이터 첨가 기술에 의해, 또는 열/냉 롤 제분, 등에 의해 시이트로 전환시킬 수 있고, 고온 프레스의 평압판 사이와 같은, 종래의 방법으로 정화시킬 수 있다.
다른 유형의 가스켓 생산물은 "제자리에 형성된" 가스켓으로 부른다. 통상 용매 기재인, 탄성 결합제, 및 충진제/섬유/등이 상기 생성물을 구성한다. 적용을 위해, 조성물을 실런트로서 바로 결합시키려는 표면에 부착시킨다. 조성물은 "가스켓팅된" 표면과 결합하기 전에 일정량의 용매가 제거될 일정 기간의 시간을 필요로 한다.
특별히 편리한 수행 방식에서, 대표적으로 편평한 시이트 형태인 비이터 포화된, 물-함유, 무-석면, 고무화 가스켓 형성 조성물이 제공되는데 상기는 탁월한 인장 강도, 내열성 및 크리프 저항성을 보이고 본 발명의 섬유/입자 블렌드, 하나 이상의 무기 또는 코르크 충진제, 및 적합한 결합제로 구성된다. 편평한 시이트는 이후 서술되는 바와 같이 상기 성분의 필요량을 사용한다면 섬유, 충진제 및 결합제로부터 상기 시이트를 형성하기 위한 임의의 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 본 발명의 상기 편리한 방법에 따라 시이트를 생산하기 위해 섬유/입자 블렌드 및 하나 이상의 무기 충진제로 구성된 수성 슬러리를 전체 블렌드 및 충진제 중량의 100 중량부당 첨가되었을 때 약 2 -약 40 중량부의 알루미늄염, 철염, 및 주석염과 혼합하고 충분한 양의 알칼리성 수산화물을 첨가하여 약 6 - 약 10 및 바람직하게 약 6 - 약 10 범위내 공급 pH를 제공한다. 알칼리성 수산화물은 가용성 염을 수불용성 수산화물로 전환시킨다. 그리고나서 합성 고무 라텍스를 라텍스가 섬유, 입자 및 충진제 상에 침전될 때까지 혼합물에 첨가한다. 그리고나서 물을 결과 얻어진 공급 조성물로부터 제거하여 편평한 시이트를 형성한다.
수성 공급 조성물은 또한 라텍스 항산화제, 세라믹 또는 유리 섬유, 광물 보유 보조제, 살균제, 라텍스 경화제, 라텍스 분산제 등을 포함할 수 있다.
수성 공급 조성물은 약 3 - 약 60 중량부, 바람직하게 약 5 - 25 중량부의 섬유/입자 블렌드를 전체 섬유 및 충진제 중량 100부당 함유할 수 있다.
수성 공급 조성물은 전체 섬유, 입자 및 충진제 조성물의 100 중량부당 약 10 - 80 중량부, 및 바람직하게 40 - 70 중량부 범위내 양으로 존재하는 전체 무기 충진제내 하나 이상의 무기 충진제를 함유할 것이다. 무기 충진제는 종이 충진제 점토, 규회석, 활석, 탄산 칼슘, 운모 및 규조토, 상기의 혼합물 등으로 구성되는 군으로부터 선택될 것이다. 특히 적합한 층진제는 P-4, P-1 또는 C-1 등급의 규회석(모두 Interpace Company로부터 구입가능), "Hi-Opaque 점토"로 명명된 고령석 종이 충진제 점토(Freeport Kaolin Clay company로부터 구입가능), "Narvon" 종이 충진제 점토(Combustion Engineering Inc로부터 구입가능), 및 "Klondyke" 종이 충진제 점토 또는 "Klondyke KWW" 종이 충진제 점토(모두 Engelhart Minerals and Chemicals corporation으로부터 구입가능)를 포함한다. 특별히 활석, 구체적으로 Platey 활석(상품명 "M-12-50"으로 Pfizer Incorporated로부터 구입가능)을 언급한다. 사용된 충진제는 화학적으로 불활성이어서 펠트 시이트 형성중에 고무 라텍스의 침전을 방해하지 않아야 한다. 수성 공급 조성물은 전체 섬유, 입자 및 충진제 중량의 매 100부당 약 10 - 약 40 중량부의 첨가된 적합한 결합제를 함유할 것이다. 임의의 적합한 결합제를 사용할 수 있는데 상기는 섬유, 입자 및 충진제를 결합하기 위해 선행 기술에서 사용되었으며 합성 고무 및 수지를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서 섬유, 입자 및 충진제는 합성 고무에 의해 서로 결합되며 상기는 합성 고무의 라텍스로부터의 침전화에 의해 섬유, 입자 및 충진제 상에 부착된다. 임의의 적합한 합성 음이온-유형 고무 라텍스를 사용할 수 있고 니트릴 고무, 스티렌 부타디엔 라텍스, 카르복실화 스티렌 부타디엔 라텍스, 카르복실화 아크릴로니트릴 부타디엔, 폴리클로로프렌등을 포함한다. 상기 라텍스는 단독으로 또는 혼합물로 사용될 수 있다. 특허 적합한 고무 라텍스는 Reichhold Corporation's 4700 A 니트릴 라텍스 (40% 총 고체 함량 및 pH 9) 및 Goodrich's 1572x45 Hycar 니트릴 라탁스 (47% 총 고체 함량, pH 6.5, 비중 0.99 및 Brookfield 점도 85cps)를 포함한다. 총 고체 함량 35%를 갖는 니트릴 라텍스인 Goodyear Corporation의 Chemigum 260이 특별히 언급된다.
수성 퍼니쉬 조성물은 바람직하게 총 섬유, 입자 및 충진제 중량 100부당 약 0.2 - 약 2 중량부의 라텍스 항산화제를 함유할 것이다. 특히 적합한 라텍스 항산화제는 Monsanto Industrial Chemicals Company로부터 상업적으로 구입가능한 "Flectol H"로 명한다. Flectol H는 중합된 2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로 퀴놀린이다. 다른 적합한 항산화제는 B.F. Goodrich Chemical Company의 "Agerite White"항산화제를 포함하고, ㅇ는 sym 디-베타-나프틸-파라-페닐디아민이다.
상기 서술된 바와 같이, 세라믹 섬유를 임의로 본 발명의 수성 퍼니쉬 조성물에 첨가할 수 있다. 적합한 세라믹 섬유는 상표명 "kaowool" 하에 구입가능한 Babcock 및 Wilcox's 절단된 세라믹 섬유를 포함하고, 상기는 알루미노 실리카 세라믹 섬유이다.
상기 서술된 바와 같이, 표준 라텍스 경화제를 본원에서 사용되는 고무 라텍스 결합제와 합하여 사용할 수 있다. 하나의 표준 라텍스 경화 패키지는 42 중량% 황, 38 중량% 아연 2-메르캅토벤조티아졸, 및 20 중량% 아연 디메틸디티오카르바메이트로 구성되어 있다. 다른 표준 라텍스 경화제 또는 경화 패키지는 당 분야에 널리 공지되어 있으며, 하기의 작업 실시예에 기재될 것이고, 본원에서 유사하게 실시될 수 있다.
본 발명의 가스켓 등을 성형하기 위해 조성물을 생산하는데 사용되는 성분의 양은 특정화된 범위내에서 다양할 수 있으나, 이들은 독립적이며 본원에 서술된 가스켓 성형 조성물을 생산할 수 있도록 다양해야한다고 여겨진다. 예를 들면, 당업자는 최저 범위의 섬유/입자 블렌드 성분 및 임의의 다른 섬유가 사용된다면, 그리고, 최대값의 무기 충진제가 사용된다면, 최저값의 결합체는 많은 양의 충진제를 결합시키기에 충분할 수 없다.
다른 편리한 방법의 실시에서 미합중국 특허 제 4,423,109 호에서 설명된 절차를 사용하여 가스켓으로 사용되는 강화된 고밀도 시이트 물질을 제조할 수 있다. 상기 절차에서, 섬유/입자 블렌드는 클로로프렌 고무 라텍스의 수성 분산액 및 충전제로 포화되어 예를 들어 34 중량%의 고무 함량을 지닌 조성물을 생산한다. 예를들어, 수성 분산액은 하기 고체(중량부로): 클로로프렌 고무, 50부, 운모(C3000), 50부, 산화아연, 7.5부, 황, 2부, 니켈 부틸 카르보네이트, 5부, 항산화제, 2부, 및 페놀함유 수지, 10부로 구성될 수 있다.
이어서, 가스켓 혼합물을 110.0℃ (230°F)에서 순환식 오븐내에서 건조시키고나서, 고무를 2분동안 160.0℃ (320°F)에서 제곱인치 당 907.2kg (2000 파운드)에서 고온 판 사이의 시이트를 압착 건조시킨다.
시이트의 특성을 하기 표준 테스트 방법으로 측정한다:
C D 인장력, psi; ASTM F 152당
밀폐도, ml/시간; ASTM F 37당, Fuel A
250psi, 30" Hg
A 크립, %; ASTM F38B당, 22시간,
105℃, 3000 psi
B 크립, %; ASTM F38B당, 20시간,
150℃, 2500 psi
압착가능성 @ 5000 psi;
ASTM F36당, 유형 1 물질
Elmendorf 파열, gms; ASTM D689 당
상기 2개의 로울 시이팅기를 사용하여 섬유 강화 고 밀도 가스켓팅 물질의 제조시, 출발기 층, 본체 층 및 최종 층에 대해 각기 다른 조성물을 사용하여, 가스켓을 생산한다. 즉, 분리 층은 원하는 강화 물질을 얻기 위해 고온 롤 상에 형성된다.
출발 층을 형성하는, 출발 혼합물을 사용하여 물질을 고온 롤의 표면에 부착시킨다. 다음 롤러의 닙내로 삽입되는 본체 혼합물이 출발기 위의 본체 층을 형성한다. 본체 층이 최종 생산물내 물질의 대부분을 구성하고 강화제를 가장 많이 함유한다. 마무리 층은 본체 층의 상단에 부드러운 표면을 제공한다. 마무리 층은 얇고 일반적으로 코스메틱 목적을 위해 사용된다. 출발층 혼합물 및 마무리층 혼합물의 조성이 같을 수 있다.
본 발명의 블렌드의 제 1 성분을 형성하는 피브릴화 섬유는 당 업자에게 잘 알려져 있고 가스켓 물질내 유용한 것으로 알려진 임의의 피브릴화 섬유가 본원에 유용하다. 구체적으로, 및 가장 바람직하게, 피브릴화 아크릴 중합체 섬유를 사용할 수 있다. 상기 피브릴화 섬유는 바람직하게 약 600ml 미만의 CSF를 갖고 바람직하게 융점이 약 232.2℃ (450°F) 이상인 중합체로 부터 형성된다. 상기는 약 2mm - 약 10mm 범위의 길이 및 약 8 미크론- 약 50 미크론의 직경을 갖는다.
바람직한 섬유는 85% 이상(예비-중합 혼합물의 총 단량체 함량에 대한 아크릴로니트릴 단량체 함량의 중량 기준)의 아크릴로니트릴 함량을 갖는 섬유이다. 특히 유용한 섬유는 아크릴로니트릴 함량이 약 89% 이상인 중합체의 섬유이다. 바람직한 공단량체는 메틸 메타크릴레이트 또는 비닐 아세테이트로 구성되며 상기들은 바람직하게 상기 논의된 바와 같이 대략 8.5%의 수준으로 존재한다.
훨씬 바람직한 피브릴화 섬유는 90/10 아크릴로니트릴/메틸 메타크릴레이트또는 비닐 아세테이트 공중합체 및 93/7 아크릴로니트릴/메틸 메타크릴레이트 또는 비닐 아세테이트 공중합체의 50/50 혼합물로 부터 제조된 랜덤 이성분 섬유로 부터 생산된 섬유이다. 다른 공단량체는 그들을 포함함으로써 실질적으로 피브릴화시키려는 섬유의 능력과 생산된 피브릴화 섬유의 특성을 실질적으로 저해하지 않는다면 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 다른 단량체의 상용성은 간단한 실험으로 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 대안으로, 아크릴 섬유가 단일 중합체일 수 있다.
Canadian Standard Freeness는 재목 "Freeness of Pulp"인 논문 (Tentative Standard 1943 ; Official Standard 1946 ; 개정 1958 및 Official Test method 1985 ; Tappi Association의 기술 위원회에 의해 제작됨)에 수록된 검사에 서술된 바와 같이 측정한다.
본 발명의 유용한 피브릴화 아크릴로니트릴 섬유는 변형될 상업용 블렌더를 사용하는 것과 같은 임의의 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 일반적으로, 공급된 블레이드가 변형되어 작업 연부상 약 0.25mm의 브레이크 연부를 제공하는 변형된 Waring 브랜드 상업용 블렌더를 사용할 수 있다. 작업중에, 비교적 희석된 물내 전구체 섬유의 슬러리가 일반적으로 블렌더 기구내로 혼입되고 상기는 그리고나서 사용되는 섬유의 분자량 및 직경에 따라 약 30 분 이상 내지 약 1시간 이상으로 작동된다. 피브릴화 섬유는 당업자에게 잘 알려져 있고 상기 업급된 특허, 예를 들면 미합중국 4,866,107에 서술된 바와 같이 그들에게 공지된 대로 제조할 수 있다. 부가로, 미합중국 특허 제 4,811,908호가 상기 방법을 서술하며, 상기 특허들은 본원에 참고문헌으로 병합된다.
피브릴화 고 모듈러스/고 분자량 아크릴 섬유를 또한 사용할 수 있다. "고 분자량"은 약 150,000 이상의 무게 평균 분자량을 의미한다. 본 원에 유용한 피브릴화 섬유는 또한 열 안정성을 향상시키기 위해 시아노구아니딘(DICY), 금속염, N-치환 말이미드 등과 같은 첨가제를 함유할 수 있다.
피브릴화 섬유는 또한 다른 중합체로 부터 형성될 수 있고 본 발명에 여전히 유용할 수 있다. 그리하여, 지방족 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 알콜, 폴리올레핀, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리우레탄, 폴리플루오로카르본, 페놀, 폴리벤즈이미다졸, 폴리페닐렌트리아졸, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리옥사디아졸, 폴리이미드, 방향족 폴리아미드 등을 사용할 수 있다. 방향족 폴리아미드 (아라미드)는 상기 언급된 아크릴 중합체 다음으로 두번째로 가장 바람직하고 셀룰로스 아세테이트, 폴리벤족사디아졸, 폴리벤즈이미다졸 등이 다음으로 바람직하다. 폴리(P-패닐렌 테르프탈아미드) 및 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드)와 같은 아라미드 중합체가 예이다.
본원에 사용된, 아라미드는 하기 일반식의 반복 유닛의 완전한 방향족 폴리카르본아미드 중합체 및 공중합체를 포함하며 :
-HN-AR1-NH-CO-AR2-CO-
(식에서 AR1및 AR2는 갖거나 다를 수 있고, 이가 방향족 기를 나타낸다). 파라-아라미드는 상기 일반식 I의 파라-배향 방향족 폴리카르본아미드를 말하며, 식에서 AR1및 AR2는 같거나 다를 수 있고, 이가 파라-배향, 방향족 기를 나타낸다. "파라-배향"은 방향족 기로 부터의 사슬 연장 결합이 축방향이거나 평행하고 반대 방향인 것을 의미하며, 예를 들면 1,4-페닐렌, 4.4'-비페닐렌, 2,6-나프탈렌, 및 1,5-나프탈렌을 포함하는 치환 또는 비치환 방향족 기이다.
사슬 연장기 부분인 것외에 방향족 기 상 치환체는 비반응성이어야 하고 본 발명의 실행에 사용되는 중합체의 특성에 역효과를 주지 말아야 한다. 적합한 치환체의 예는 클로로, 저급 알킬 및 메톡시 기이다. 용어 파라-아라미드는 또한 소량의 공단량체를 포함하는 두개이상의 파라-배향 공단량체의 파라-아라미드 공중합체를 포함하며 이때 산 및 아민 관능성은 같은 방향족중 예를들면, 4-아미노벤조일 클로라이드 히드로클로라이드, 6-아미노-2-나프토일 클로라이드 히드로클로라이드 등과 같은 반응물로 부터 생성된 공중합체 상에 공존한다. 부가로, 파라-아라미드는 파라-배향이 아닌, 예를 들면 m-페닐렌 및 3,4'-비페닐렌과 같은 방향족 기를 함유한 소량의 공단량체를 함유한 공중합체를 포함한다. 본원에 참고문헌으로 병합된 WO93/04300에 서술된 것이 예이다.
본 발명의 블렌드의 피브릴화 섬유 성분은 주름질 수 있고 주름지지 않을 수 있다.
바람직하게 피브릴화 아크릴 섬유는 5M2/g 이상의 BET 표면적, 50-600의 CSF, 2.75 GPa - 16.5 GPa의 모듈러스, 75,000-500,000의 수평균 분자량 및 1.1 - 1.2의 비중을 가져야 한다.
본 발명에 유용한 블렌드의 제2 주요 성분은 합성, 유기 중합체, 스테이플섬유이다. 피브릴화 섬유 성분에 대해 상기 논의한 바와 같이 임의의 중합체를 사용하여 스테이플 섬유 성분을 형성하는 중합체를 생성할 수 있다. 바람직한 스테이플 섬유는 아크릴 중합체, 즉 상기 논의된 바와 같은 아크릴로니트릴 중합체로 부터 제조된 것이다. 상기는 바람직하게 약 0.5mm - 약 12mm 보다 바람직하게 약 1.5mm - 약 7mm의 길이를 갖는다. 상기는 바람직하게 약 8 미크론-약 50 미크론, 보다 바람직하게 약 10 - 약 25 미크론의 직경, 2.75 GPa - 85 GPa의 모듈러스 및 0.90 - 2.00의 비중을 갖는다.
바람직하게, 스테이플 섬유는 2.75 GPa의 최소 모듈러스 및 75,000의 최소 중량 평균 분자량 및 1.15 - 1.2의 비중을 가진 아크릴 스테이플이다. 아크릴 스테이플 섬유는 상기 논의된 바와 같이 공중합체 또는 단일중합체로 부터 제조될 수 있다.
바람직하게, 고온 및/또는 구조적 성능을 위한 스테이플 섬유는 1) 열 안정성을 증가시키는 첨가제 또는 2) 5.5 GPa의 최소 모듈러스 및 150,000의 최소 중량 평균 분자량을 가진 고 모듈러스/고 분자량을 갖고, 또는 3) 열처리로 인해 그의 니트릴 기 함량이 30% 이상 감소되며 예비 산화되어 5.5 GPa의 최소 모듈러스로 결과 얻어지는 또는 4) 1)-3)의 임의의 조합물을 가진 아크릴 스테이플 섬유이다. 상기 바람직한 아크릴 스테이플 섬유는 그로부터 생산된 가스켓 물질에 향상된 마찰/열 안정성 및/또는 강도를 제공한다.
섬유 스테이플은 고리형 또는 비-고리형 단면을 가질 수 있고, 즉 리본 섬유일 수 있고 또는, 아령 형태, S 자형, C 자형등일 수 있다. 스테이플 섬유는 제분될 수 있고, 플록의 형태일 수 있고, 열 안정성 증진 첨가제를 함유할 수 있고, 일부 내지 전체적으로 예비 산화될 수 있고, 탄소 섬유 또는 유사체일 수도 있다.
본 발명의 블렌드의 제 3 성분은 입자형, 합성, 가용성 유기 중합체이다.
또한 입자형 성분은 다수의 상기-논의된 중합체로부터 생산될 수 있고, 상기로부터 피브릴화 섬유 성분을 그가 용해될 수 있는한 제조할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "가용성"은 입자가 제조된 중합체가 특정 매질, 즉 유기 용매, 물, 산 등에 가용성이고, 궁극적 가스켓으로 경화된 후에 입자가 그의 물리적 특성을 유지한다는 것을 의미한다. 입자는 반응에 의해 또는 중합체의 보다 큰 조각을 분쇄 및/또는 파쇄시킴으로써 형성할 수 있다.
다시, 바람직하게, 입자 성분은 아크릴 중합제로부터 생산된다. 입자성분은 고체 또는 다공성일 수 있고, 약 60 미크론 미만의 평균 직경을 가질 수 있다. 보다 바람직하게, 입자는 미합중국 특허 제 2,983,718호, 독일 특허 제 1,093,990호, 영국 특허 제 866,445호, 미합중국 특허 제 2,691,645호 및 미합중국 특허 제 2,963,457호에서 논의된 바와 같이 중합체 입자를 단량체 또는 용해된 단량체의 액적으로부터 침전시키거나 현탁되도록 하는, 괴상, 에멀션, 수성-현탁액 또는 슬러리 공정에 의해 아크릴로니트릴을 중합하는 중에 형성된다. 입자 성분은 바람직하게 약 1 m2/g 이상의 BET 표면적 및 약 1.10 - 약 1.20의 비중을 가진다. 보다 높은 온도 안정성을 위해, 바람직하게 입자 아크릴 성분은 니트릴기 함량이 30% 이상 감소되도록 예비산화되어, 그의 비중을 약 1.25 - 1.38로 증가시킨다.
본 발명의 가스켓팅 물질을 제조할 때 유용한 블렌드는 약 5 - 약 75 량%, 바람직하게 약 1.5 - 약 50 중량%의 피브릴화 섬유; 약 20 이상 - 약 90 중량%, 바람직하게 약 40 - 약 80 중량%의 스테이플 섬유 및 약 5 - 약 30 중량%, 바람직하게 약 5 - 약 15중량%의 입자 가용성 중합체로 구성되며, 세 성분 모두의 총 중량%은 물론 100% 이다.
상기 블렌드의 3개의 성분 중 하나 이상이 바람직하게 아크릴 중합체이다. 더욱 바람직하게, 2개의 성분은 아크릴 중합체이고, 가장 바람직하게, 모든 성분이 아크릴 중합체이다.
적어도 스테이플 섬유 또는 입자 성분이 아크릴 중합체일 때, 입자 성분은 탄화될 수 있으나, 입자 중합체가 탄화되지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에 유용한 각기다른 블렌드 성분은 따로따로 가스켓팅 물질로 효과적으로 혼입시킬 수 있으나, 모든 성분을 혼합기로 혼입시키기전에, 미리 블렌딩시키거나, 또는 다른 성분을 혼입시키기 전에 혼합기에서 미리 블렌딩시키는 것이 바람직하다. 혼합하는 동안 촉수-형 분출을 통해, 피브릴화 섬유는 스테이플 섬유 및 입자형 중합체를 얽어서 이들을 편평하게 분배한다. 당업자에게 공지된 기술을 사용하여 습윤 또는 건조 상태에서 성분을 미리 혼합할 수 있다. 예를 들면, 각각의 성분을 히드로펄퍼(hydropulper), 가열기, 디스크 리파이너(disc refiner) 또는 당업자에게 공지된 다른 유형의 설비내에서 습윤 슬러리로서 혼합하고나서, 제지기 또는 벨트 압착기 상에서 약 30-60% 고체로 탈수시킬 수 있다. 적합한 양이온 및/또는 음이온 보유 보조기는 피브릴화 섬유내 입자 중합체 및 섬유 스테이플을 보유하는데 사용할 수 있다. 부가로, 입자 중합체 및/또는 스테이플 섬유는 Rennelburg 회전식 건조기와 같은 설비 내에서 건조시키고 부풀리는 동안 30-60% 고체 함량인 습윤 피브릴화 섬유와 블렌딩시킬 수 있다. 또한, 모든 또는 몇몇 성분을 Littleford 혼합기, Wrassmann 가공기, 회전식 건조기, Fitzmills, 또는 당업자에게 공지된 다른 유사한 혼합 설비를 사용하여 건조한 또는 부분적으로 건조한 상태내에서 블렌딩시킬 수 있다.
하기 설명은 가스켓 등에 적합한 고밀도 물질을 생산하는 다른 수단의 일반화된 논의에 관한 것이며, 상기는 이의 배합물 내 피브릴화 섬유, 스테이플 섬유 및 입자 중합체의 블렌드를 포함한다. 부는 중량부이다.
출발 층 혼합 조성물을 30분동안 10부의 천연 고무 및 56부의 톨루엔을 혼합하여 제조할 수 잇다. 그러므로, 상기 혼합물에 활성화제로서 0.5부의 산화 아연, 가황제로서 0.1부의 황, 촉진제로서 0.05부의 벤조티아질 디설파이드, 항산화제로서 0.1부의 2,2-메틸렌-비스-4-메틸-6t-부틸 페놀, 착색제로서 0.2부의 Stantone?4005 Blue, (오하이오주 애크론시에 소재하는 Harwick Chemical Corporation 으로부터 구입 가능함); 및 충전제로서 30부의 메타규산 칼슘을 첨가한다. 반응 혼합물을 15분동안 교반시킨다. 그러므로, 30부의 점토를 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 부가의 45분동안 교반시킨다.
본체 층 혼합 조성물을 15분동안 70부의 Hycar?1492P80 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 (오하이오주 클리블랜드시예 소재하는 B. F. Goodrich Company로부터 구입가능함), 18부의 Ameripol?1012 스티렌-부타디엔 공중합체(오하이오 주 클리블랜드시에 소재하는 Goodrich Chemical Company로부터 구입가능함), 12부의 천연 고무, 및 100부의 점토 충전제를 혼합하여 제조한다. 그러므로, 400부의 점토 충전제, 촉진제로서 1.5부의 이황화 테트라메틸티우람-디설파이드, 활성화제로서 5.0부의 산화 아연, 가황제로서 3.0부의 황, 촉진제로서 1.0부의 2-메르캅토벤조티아졸, 1.0부의 Stantone?4005 Blue 착색제, 0.2부의 SRF 검정 착색제, 및 1.0부의 AgeRite 수지 D (코네티컷트주 노어워크시에 소재하는 R. T. Vanderbilt Company로부터 구입가능한 중합된 1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린 항산화제)를 반응 혼합물에 첨가하고, 이어서 혼합물을 15분동안 교반시킨다. 이어서, 125부의 피브릴화 섬유-스테이플 섬유-입자 중합체 블렌드를 반응혼합물에 첨가하고, 이어서 반응 혼합물을 15분동안 교반시킨다. 이어서 60부의 톨루엔을 반응 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 부가로 60분동안 교반시킨다.
최종 층 혼합 조성물을 5분동안 8부의 Hycar?1092P80 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 및 2부의 Ameripol?1012 스티렌-부타디엔 공중합체를 혼합하여 제조한다. 50부의 톨루엔을 반응 혼합물에 첨가하고나서, 반응 혼합물을 25분동안 교반시킨다. 이어서 반응 혼합물에 활성화제로서 0.5부의 산화 아연, 가황제로서 0.2부의 황, 항산화제로서 0.1부의 AgeRite 수지 D, 충전제로서 20부의 황산 바륨, 14부의 D, 충전제로서 20부의 황산 바륨, 14부의 Stantone 4006 Blue 착색제를 첨가하고, 혼합물을 15분동안 교반시킨다. 충전제로서 30부의 점토를 반응 혼합물에 첨가하고, 이어서 혼합물을 부가로 45분 동안 교반시킨다.
가스켓 시이트를 시이터, 예를 들면 Troester 시이터 모델 KD-IT 30115 상에서 제조하고, 상기를 서독 Wulfel Hannover에 소재하는 Troester Company에 의해 제조된다. 로울 온도를 110.0-115.6℃ (약 230-240°F)에 설정하고, 미터 게이지 상의 속도를 약 30-35 m/분으로 설정하고; 압력 게이지를 1013 kN(킬로뉴우튼)×10으로 설정한다. 상기 예의 충분량의 시동기 조성물을 시이터에 첨가하여, 로울을 완전히 덮는다. 공정동안 톨루엔 및 다른 휘발물을 증발시킨다. 로울이 코팅될 때, 압력 게이지를 5-6 kN×10 이상으로 재설정하고, 이어서 상기 예의 본체 조성물을 시이터에 첨가하고; 시이터의 고온 로울이 본체 조성물 코우팅을 더하기 시작할 때, 미터 게이지 상의 속도를 20 미터/분으로 재설정한다. 시이터의 시이트의 두께가 약 0.061 인치에 도달한 후, 시이트의 총 두께가 약 0.063 인치일 때까지 최종 조성물을 시이트 상에 코팅한다. 그러므로, 시이트를 시이터로 부터 제거한다. 물론, 1/32 인치 및 1/8 인치의 다른 시이트 두께가 사용될 수 있다.
가스켓을 인장 강도 테스트로 분석할 수 있고, 이때 "평균 인장 강도"값을 가스켓 시이트상에 (시이터 기계의 롤러의) 접촉 선에 평행이고, 수직인 가스켓 물질의 샘플 스트립을 절단하여 결정할 수 있다. 접촉선에 수직인 축은 "기계 방향"으로 공지되어있고; 본원에 접촉선에 평행인 축이 "기계-반대" 방향을 나타낸다. 기계 방향 내 인장 강도 대 기계-반대 방향 내 인장 강도의 비는 전형적으로 가스켓 시이트에 대해 약 3:1 이다. 전형적으로, 예를 들면, 3:1의 비 및 평균 인장도2400 psi 에 대해, 기계 방향 인장력는 3600 psi 이고, 기계-반대 방향은 1200 psi 이다. 롤러에 의해 가공하는 동안 섬유/입자 블렌드의 섬유의 배향은 하나의 축을 따라서 보다 큰 강도를 결과시키고, 다른 축을 따라서는 보다 낮은 강도를 생산하는 섬유의 몇가지 배향을 초래한다.
일반적으로, 탄성 결합제로 구성된 가스켓 조성물 및 강화량의 피브릴화 섬유/스테이플 섬유/입자 중합체 블렌드는 간단히 블렌드 성분을 통상적 혼합기, 예를 들면 리본 블렌더, 수직 또는 수평 블렌더, Koneaders, 나선형 혼합기, 시그마 혼합기, Banbury 혼합기, 2개 로울 제분기, 단일 및 쌍 나사 압출 혼합기 및 다른 공지된 블렌더를 지닌 수지 시스템으로 혼합시켜 용이하게 제조할 수 있다. 조성물을 시이트로 전환시키고, 또는 당업자에게 널리 공지된 통상적 방법으로 정화시킬 수 있다. 가스켓, 다른 주형된 물품 및 타이어 등을 시이트로부터, 또한 통상적 설비로 널리 공지된 방법에서 혼합된 조성물로부터 형성할 수 있다.
탄성 수지 매트릭스는 정화제를 함유한 것이며, 상기는 가스켓 조성물의 가공가능성을 포함하는 특성을 부가로 개선하기위해, 통상적 양의 통상적 첨가제, 예를 들면 색소, 염료, 열 안정화제, 항산화제, 가소제, 윤활제, UV-안정화제, 방염제, 가공 보조제, 발포제 등을 함유할 수 있다.
하기 실시예는 본 발명의 피브릴화 섬유/스테이플 섬유/입자 중합체 블렌드 강화 물질이 가스켓 내 및 고무 시일런트에서 유용한 특성을 나타내는 법을 제시하려고 의도된 것이다.
바람직한 실시양태의 설명
하기 실시예는 단지 설명하고자 서술된 것이고, 첨부된 청구범위에 서술된 것을 제외하고는 본 발명 상에서 제한하려고 의도되지 않는다. 달리 지적되지 않으면 모든 부는 중량부이다.
제 1 일련의 실시예에서는 본 발명의 석면 없이 고무화된 가스켓-형성 조성물의 제조를 나타낸다.
배합물 A
실시예 1-23
가스켓으로 물질을 성형하는 기본 절차는 하기와 같다 :
1. 저속에서 Waring?블렌더를 사용하여 탈이온 수 내 강화 블렌드, 충전제, 경화제 및 라텍스를 혼합시킨다.
2. 주기적으로 블렌더내에서 혼합시키는 동안 명반으로 라텍스를 침전시킨다.
3. 1% 고체로 혼합물을 회전하여 제지 시이트 주형 내 30.5 cm × 30.5 cm (12 in. × 12 in) 시이트를 형성한다.
4. 압착기내에서 시이트를 미리 압축시키고, 부분적으로 오븐 내 건조시키고, (250°F) 및 600-900 psi. 에서 20분 압착 정화시키고, 최종적으로(250°F)에서 20분도안 오븐내 후 경화시킨다. 각 경우에, 우수한 가스켓을 재생한다.
배합물 B
모델 다중 황화물 고무 현장-발포된 가스켓 시스템을 제조하고, 피브릴화 섬유-섬유 스테이플-입자 중합체 블렌드 100부 당 1.5부의 고무를 사용하여 경화시킨다.
시스템 조성물은 디부틸프탈레이트 내 30 phr의 50% 과산화 납으로 구성된 경화제를 지닌 LP32 폴리설파이드이다.
실시예 24-47
균일하게 분배될 때까지, 블렌드를 실험용 젓개로 폴리설파이드 수지로 혼합한다. 혼합물을 실온에서 30분동안 진공하에서 탈기시킨다. 경화제를 젓개로 부드럽게 혼합하여 공기 혼입을 피한다. 혼합된 시일런드 조성물을 유리 판 사이에 시일런트를 포개고 55℃에서 16시간동안 조성물을 경화시켜 2 mm 두께 고무 시이트로 경화시킨다. 각각의 경우에, 우수한 가스켓팅이 생산된다.
피브릴화 섬유 / 펄프 설명
스테이플 설명
분말 설명
표 1
실시예 48
라텍스 고무를 동량의 아크릴로니트릴-부타디앤 공중합체 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체 고무, 및 천연(폴리이소프렌)고무, 또는 클로로프렌 고무로 구성된 혼합물로 대체하여 실시예 1의 일반적 절차를 반복하면, 우수한 가스켓을 얻을 것이다.
실시예 49
피브릴화 섬유, 스테이플 섬유 및 분말을 모두 아라미드 중합제로부터 제조하는 것을 제외하고는 실시예 4의 절차를 다시 수행한다. 유사한 결과를 얻는다.
실시예 50
분말을 아라미드 분말로부터 생산하는 것을 제외하고는 실시예 4의 절차를 다시 수행한다. 유사한 결과를 얻는다.
실시예 51
스테이플 섬유 및 분말을 아라미드 중합체로부터 제조하는 것을 제외하고 실시예 4의 절차를 다시 수행한다. 또한 결과는 유사하다.
상기 언급된 특허, 공개 및 시험 방법이 본원에 참고문헌으로 포함된다.
본 발명의 많은 변형은 상기 상세한 설명을 고려하여 당업자에게 제안될 것이다. 예시된 고무 대신에, 폴리에탄 고무 및/또는 에틸렌-프로필렌 고무를 사용할 수 있다. 활석, 미카, 실리카, 탄산 칼슘, 카아본 블랙, 점토, 종이 여과기 점토, 규회석, 규조토, 상기 혼합물 등을 여과기로 사용할 수 있다. 황-또는 과산화 납-가황 결합제 시스템 대신에, 다른 과산화물, 예를 들면 과산화 벤조일로 경화시키는 시스템을 사용할 수 있다. 탄성 결합제의 수성 분산액 대신에 유기 용매-기재된 분산액을 사용할 수 있다. 비이터 첨가 공정 또는 현장에서 형성되는 공정 대신에 2개-로울 가스켓 성형 기계 및 공정을 사용할 수 있다. 모든 상기 관찰된 변형은 청구된 청구범위의 폭넓게 의미한 영역 내에 있다.

Claims (21)

  1. 하기를 포함하는 무석면 섬유 강화 조성물로서, 이로부터 제조된 가스켓, 타이어, 타이밍 벨트, 동력 전달 커플링, 충격 흡수제, 실런트 등에 개선된 특성을 제공하는 조성물:
    a) 탄성 매트릭스 조성물; 및
    b) 강화하는데 효과적인 양의 하기를 포함하는 혼합물;
    1) 약 5 - 약 75 중량%의 피브릴화, 합성, 유기 중합체 섬유;
    2) 약 20 - 약 90 중량%의 합성, 유기 중합체 스테이플 섬유; 및
    3) 약 5 - 약 30 중량%의 합성, 비-경화성, 유기 중합체 입자.
  2. 제 1 항에 있어서, 매트릭스 조성물 (a)가 (a) 및 (b)의 합의 100 중량부 당 약 70 - 약 90 중량부, (b)가 약 30 - 약 10 중량부로 포함되는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 매트릭스 조성물 (a)가 하기를 포함하는 조성물:
    (a) (i) 천연 또는 합성 고무 탄성체;
    (a) (ii) 무기 입자 충진제; 및
    (a) (iii) 화합제.
  4. 제 1 항에서 정의된 조성물로부터 생산된 무-석면 강화 가스켓.
  5. 가스켓에 사용하는데 적합한 무-석면 조성물로서, 하기를 포함하는 조성물:
    (a) 단독 또는, 하기와 부가로 혼합된 경화가능 탄성 수지 및, 그에 대한 경화제:
    (i) 안료,
    (ii) 염료,
    (iii) 열 안정화제,
    (iv) 항산화제,
    (v) 가소화제,
    (vi) 윤활제,
    (vii) UV-안정화제,
    (viii) 방염제,
    (ix) 가공처리 보조제,
    (x) 발포제,
    (xi) 충진제,
    (xii) 비-아크릴성 유기 섬유 및 펄프,
    (xiii) 유리, 세라믹, 광섬유, 등으로부터 선택된 무기 섬유, 또는
    (xiv) 임의의 상기의 혼합물, 및
    (b) 효과적인 농도의, 하기를 포함하는 강화제:
    1) 약 5 - 약 75 중량%의 피브릴화, 합성, 유기 중합체, 피브릴화 섬유;
    2) 약 20 - 약 90 중량%의 합성, 유기 중합체 스테이플 섬유 및
    3) 약 5 - 약 30 중량%의 합성, 비-경화성 유기 중합체 입자.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 탄성 수지가 천연 또는 합성 고무 또는 고무 라텍스로 구성되고, 상기 경화제가 교차 결합제, 자유 라디칼-발생제, 또는 고 에너지 복사로 구성되는 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 고무가 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무, 스틸렌-부타디엔 공중합체 고무, 및 천연 고무로 구성되고, 상기 교차 결합제가 가황 양의 황을 포함하는 조성물.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 하나 이상의 무기 충진제가 종이 충진제 점토, 규회석, 활석, 탄산칼슘, 운모, 및 규조토로 구성되는 군으로부터 선택되는 조성물.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 하나 이상의 무기 충진제를 전체 섬유 및 충진제 100 중량부 당 약 40 - 약 70 중량부 범위내의 전체량으로 사용하는 조성물.
  10. 제 1 항 또는 5 항에 있어서, 1), 2), 및 3) 중 적어도 하나가 아크릴 중합체인 조성물.
  11. 제 1 항 또는 5 항에 있어서, 1), 2), 및 3) 각각이 아크릴 중합체인 조성물.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 아크릴 중합체가 아크릴로니트릴 중합체인 조성물.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 아크릴 중합체가 아크릴로니트릴 중합체인 조성물.
  14. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, c)의 평균 직경이 약 60 미크론 미만인 조성물.
  15. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 1)의 CSF가 약 600㎖ 미만이고 중합체의 융점이 약 232.2℃(450°F)인 조성물.
  16. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 3)이 1m2/g 이상의 BET 표면적을 갖는 조성물.
  17. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 2)가 약 0.5 - 7mm의 길이를 갖는 조성물.
  18. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 1) 또는 2) 중 하나 또는 1) 및 2) 모두가주름진 조성물.
  19. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 1) 또는 2) 중 하나 또는 1) 및 2) 모두가 예비 산화된 조성물.
  20. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 1)의 농도가 약 15 - 약 50 중량%이고, 2)의 농도가 약 40 - 약 80 중량%이고, 3)의 농도가 약 5 - 약 15 중량%인 조성물.
  21. 하기를 포함하는 건조 혼합물:
    1) 약 5 - 약 75 중량%의 피브릴화, 아크릴 또는 아라미드 중합체 섬유;
    2) 약 20 - 약 90 중량%의 아크릴 또는 아라미드 중합체 스테이플 섬유; 및
    3) 약 5 - 약 30 중량%의 가용성, 아크릴 또는 아라미드 중합체 입자.
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