JP2003105687A - Sheet having gas-permeability and gasket made thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はガス透過性を有する
シートおよびそれにより形成されたパッキンに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas-permeable sheet and a packing formed by the sheet.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガス管路やガス器具に用いられるパッキ
ンとして、これらガス管路やガス器具の内部でもれ出し
たガスを外部へ放出することによりそのガスもれを検知
可能であるとともに、その内部への水などの異物の入り
込みを防止可能なものが求められている。2. Description of the Related Art As a packing used in a gas pipeline or a gas appliance, the gas leaked inside the gas pipeline or the gas appliance can be detected to the outside by releasing the gas to the outside. What can prevent the entry of foreign matter such as water into the interior is required.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
ガス透過性を有するパッキンを安価に提供できるように
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a packing having such gas permeability at low cost.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明のガス透過性を有するシートは、ガラス繊維１５
〜４０質量％と、合成繊維２５〜５０質量％と、セルロ
ース繊維５〜２５質量％と、セラミック粉１０〜３０質
量％と、融着材２〜１５質量％とを、全体で１００質量
％となるようにした材料を含有するとともに、この材料
１００質量％に対し、さらに合成樹脂２〜１５質量％を
含有し、しかも抄造されかつ熱処理により融着材が溶融
されてシート状に形成されていることを特徴とする。To achieve this object, the gas-permeable sheet of the present invention comprises a glass fiber 15
-40 mass%, synthetic fiber 25-50 mass%, cellulose fiber 5-25 mass%, ceramic powder 10-30 mass%, and fusing material 2-15 mass% are 100 mass% in total. In addition to containing the above-described material, 100% by mass of this material further contains 2 to 15% by mass of a synthetic resin, and is formed into a sheet by paper-making and by melting the fusion material by heat treatment. It is characterized by
【０００５】このような構成のシートであると、本質的
に繊維と粉体との混合材料である材料から抄造されかつ
熱処理により融着材が溶融されてシート状に形成された
ものであるため、ガス透過性すなわち通気性を有し、し
たがってこのシートを打ち抜き加工することなどによっ
て、ガス透過性を有するパッキンを得ることができ、し
かも合成繊維を含有していることで、パッキンなどへの
使用に適した強度を有することになる。また安価な材料
を用いて抄造および熱処理という比較的簡単なプロセス
によりシート化することができるため、ガス透過性を有
するパッキンを安価に提供することができる。The sheet having such a structure is formed from a material which is essentially a mixed material of fibers and powder, and the fusion material is melted by heat treatment to form a sheet. , Which is gas permeable, that is, air permeable, and therefore can be obtained by punching this sheet to obtain a gas permeable packing, and because it contains synthetic fibers, it can be used for packing etc. Will have suitable strength for. Further, since a sheet can be formed into a sheet by a relatively simple process of papermaking and heat treatment using an inexpensive material, a packing having gas permeability can be provided at a low cost.
【０００６】本発明のパッキンは、撥水処理が施されて
いるようにすることができる。このような構成である
と、ガス管路やガス器具に用いられるガスもれ検知用パ
ッキンのように、ガスの透過性は必要であるが、ガス管
路やガス器具内に水が入り込むことを防止しなければな
らない箇所での使用に適した、ガス透過性を有するパッ
キンを得ることができる。The packing of the present invention may be treated to be water repellent. With such a configuration, gas permeability is required like the gas leak detection packing used in gas pipelines and gas appliances, but it is necessary to prevent water from entering the gas pipelines and gas appliances. It is possible to obtain a packing having gas permeability, which is suitable for use where it must be prevented.
【０００７】また本発明のパッキンは、上記のシートが
打ち抜き加工されることによってリング状に形成されて
いるようにしたものである。このようなものであると、
シートを打ち抜き加工するだけで容易かつ安価にリング
状のパッキンを製造することができる。また、シートが
上述の材料構成にもとづく強度を有するため、耐打ち抜
き強度も高い。Further, the packing of the present invention is formed in a ring shape by punching the above sheet. If it is like this,
The ring-shaped packing can be manufactured easily and inexpensively only by punching the sheet. Further, since the sheet has strength based on the above-mentioned material constitution, punching resistance is also high.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本発明のシートは、上述のよう
に、ガラス繊維１５〜４０質量％と、合成繊維２５〜５
０質量％と、セルロース繊維５〜２５質量％と、セラミ
ック粉１０〜３０質量％と、融着材２〜１５質量％と
を、全体で１００質量％となるようにした材料を含有す
るとともに、この材料１００質量％に対し、さらに合成
樹脂２〜１５質量％を含有し、しかも抄造されかつ熱処
理により融着材が溶融されてシート状に形成されている
ものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As described above, the sheet of the present invention comprises 15 to 40% by mass of glass fiber and 25 to 5 of synthetic fiber.
0% by mass, 5 to 25% by mass of cellulose fibers, 10 to 30% by mass of ceramic powder, and 2 to 15% by mass of the fusion material, together with a material whose total mass is 100% by mass, A synthetic resin is further contained in an amount of 2 to 15% by mass with respect to 100% by mass of this material, and the paper is formed and the fusion material is melted by heat treatment to form a sheet.
【０００９】ここで、ガラス繊維を１５〜４０質量％配
合させるのは、本発明のガス透過性を有するシートを形
成する上で、シートを多孔体とするための基本骨格を成
すため、すなわち骨材とするためである。このために
は、ガラス繊維の繊維径は２〜７μｍ程度が好適であ
り、３μｍ程度であるのが特に好適である。ガラス繊維
の配合量が１５質量％未満であると、骨材としてのガラ
ス繊維が少なくなって、シートが波状に変形したり、ま
た相対的に合成繊維、融着材の比率が大きくなり、溶融
状態により、通気性が悪くなる。反対に、ガラス繊維の
配合量が４０質量％を超えると、骨材の比率が大きく、
補強材としての合成繊維、融着材などの比率が下がり、
強度が低下する。The glass fiber is blended in an amount of 15 to 40% by mass so as to form a basic skeleton for making the sheet a porous body in forming the gas-permeable sheet of the present invention, that is, bone. This is because the material is used. For this purpose, the fiber diameter of the glass fiber is preferably about 2 to 7 μm, and particularly preferably about 3 μm. If the content of glass fibers is less than 15% by mass, the amount of glass fibers as an aggregate will be small, the sheet will be deformed into a wavy shape, and the ratio of synthetic fibers and fusion material will be relatively large, resulting in melting. Depending on the condition, breathability becomes poor. On the contrary, when the content of glass fiber exceeds 40% by mass, the ratio of aggregate is large,
The ratio of synthetic fibers as a reinforcing material, fusion material, etc. has decreased,
Strength is reduced.
【００１０】合成繊維を２５〜５０質量％配合するの
は、シートに所要の強度をもたせるためである。合成繊
維の配合量が２５質量％未満であると、所要のシート強
度ひいてはパッキンに加工したときの所要製品強度およ
び圧縮時の反発性が得られなくなる。反対に、合成繊維
の配合量が５０質量％を超えると、加熱溶融時の状態に
より通気性が悪くなったり、シートの変形、収縮等の発
生原因となる。このようにシートに強度をもたせるため
には、合成繊維として、ポリエチレン繊維、ポリプロピ
レン繊維、ポリエステル繊維などを使用するのが好適で
ある。これらの材料からなる繊維は比較的安価であると
いう利点もある。所要の通気性を保ったうえでシート強
度を得る目的で、その濾水度（カナディアンフリーネ
ス）は２００〜９００ｃｃ程度とするのが好適である。The reason why 25 to 50 mass% of the synthetic fiber is blended is to give the sheet a required strength. If the blending amount of the synthetic fiber is less than 25% by mass, the required sheet strength, and thus the required product strength when processed into a packing and the rebound upon compression cannot be obtained. On the other hand, if the blending amount of the synthetic fiber exceeds 50% by mass, the breathability may be deteriorated due to the state of heating and melting, or the sheet may be deformed or contracted. In order to impart strength to the sheet as described above, it is preferable to use polyethylene fiber, polypropylene fiber, polyester fiber or the like as the synthetic fiber. Fibers made of these materials also have the advantage of being relatively inexpensive. The freeness (Canadian freeness) is preferably about 200 to 900 cc for the purpose of obtaining the sheet strength while maintaining the required air permeability.
【００１１】ポリエチレン繊維のうち、特に高密度ポリ
エチレン繊維は、後述する抄造によってシートを製造す
るための材料として適したものであり、抄造時の水との
なじみを良くするために、たとえばＰＶＡを５質量％以
下程度混合しているのが好ましい。Among the polyethylene fibers, particularly high-density polyethylene fibers are suitable as a material for producing a sheet by the later-described papermaking, and for improving the compatibility with water at the time of papermaking, for example, PVA is 5 It is preferable that they are mixed in a mass% or less.
【００１２】パッキンに加工したときの所要製品強度を
達成するためには、本来は、合成繊維を４５質量％程度
配合させることが必要である。しかし、このように合成
繊維の量を多くすると、上述のように熱処理の際に有害
な大きな熱収縮が生じる。そこで、本発明では、シート
の強度を担うための繊維として、合成繊維のほかに、ク
ラフトパルプなどのセルロース繊維を併用する。このセ
ルロース繊維は、合成繊維ほどの強度は保有していない
が、合成繊維のような熱処理時の収縮の発生が少ないの
で好適である。すなわち、本発明では、合成繊維とセル
ロース繊維とを混合して用いることで、たがいの特性を
生かして、熱処理時の収縮を防止したうえで所要のシー
ト強度を達成することが可能である。セルロース繊維の
配合割合は、上述のように５〜２５質量％とすることが
必要である。セルロース繊維の配合量が５質量％未満で
あると、所要のシート強度ひいてはパッキンに加工した
ときの所要製品強度が得られなくなる。反対に配合割合
が２５質量％を超えると、セルロース繊維が必要以上に
多く配合されることになって無駄であるうえに、その分
だけ合成繊維の配合割合が低くなってシート強度が低下
することになる。セルロース繊維としては、上述のよう
に一般的なクラフトパルプを使用することができる。In order to achieve the required product strength when processed into packing, it is essentially necessary to mix synthetic fibers in an amount of about 45% by mass. However, when the amount of the synthetic fiber is increased in this way, harmful large heat shrinkage occurs during the heat treatment as described above. Therefore, in the present invention, as the fibers for bearing the strength of the sheet, cellulose fibers such as kraft pulp are used together with the synthetic fibers. Although this cellulose fiber does not have the strength of synthetic fibers, it is suitable because it does not cause shrinkage during heat treatment unlike synthetic fibers. That is, in the present invention, it is possible to achieve the required sheet strength while preventing shrinkage during heat treatment by utilizing the characteristics of each other by mixing and using synthetic fibers and cellulose fibers. The blending ratio of the cellulose fibers needs to be 5 to 25 mass% as described above. If the blending amount of the cellulose fibers is less than 5% by mass, the required sheet strength and thus the required product strength when processed into a packing cannot be obtained. On the other hand, if the blending ratio exceeds 25% by mass, the cellulose fibers will be blended in an unnecessarily large amount, which is wasteful, and the blending ratio of the synthetic fibers will be reduced by that much and the sheet strength will decrease. become. As the cellulose fiber, a general kraft pulp can be used as described above.
【００１３】本発明のシートは、セラミック粉が１０〜
３０質量％配合されていることが必要である。このよう
にセラミック粉を配合させることで、二つの部材の間に
圧縮状態で挟み込まれて使用されるパッキンとして利用
するときに、適度な耐へたり性を付与することができ
る。反対にセラミック粉を配合せずに繊維系の材料だけ
でシートを形成すると、このシートをパッキンとして使
用するときに弾力性があり過ぎることになって、弾性変
形による必要以上のもれが発生しやすくなる。また、こ
のようにセラミック粉を配合すると、繊維系の材料だけ
でシートを形成した場合に比べてシート表面が平滑にな
り、このシートにて形成したパッキンを使用するたとえ
ば金属製の部材との表面密着性が向上して、シール性能
が確保されることになる。セラミック粉として、具体的
には、アルミナ粉を使用するのが最適である。そのほか
にも、たとえばシリカ粉などを使用することもできる。
セラミック粉の配合割合が１０質量％未満であると、上
記の効果を発揮することができず、また３０質量％を超
えた場合は、必要以上の配合となって無駄である。ま
た、このような目的のため、セラミック粉の粒径は、
０．５〜２μｍ程度が好適である。The sheet of the present invention contains 10 to 10 ceramic powders.
It is necessary that 30% by mass is blended. By blending the ceramic powder in this way, it is possible to impart appropriate sag resistance when used as a packing that is sandwiched between two members in a compressed state for use. On the other hand, if a sheet is formed using only fibrous materials without compounding the ceramic powder, the sheet will be too elastic when used as packing, causing unnecessary leakage due to elastic deformation. It will be easier. In addition, when the ceramic powder is blended in this way, the surface of the sheet becomes smoother than the case where the sheet is formed only by the fiber-based material, and the packing formed by this sheet is used, for example, on the surface of a member made of metal. Adhesion is improved and sealing performance is secured. As the ceramic powder, specifically, alumina powder is optimally used. Besides, for example, silica powder may be used.
If the compounding ratio of the ceramic powder is less than 10% by mass, the above effect cannot be exhibited, and if it exceeds 30% by mass, the compounding is unnecessarily excessive and wasteful. For this purpose, the particle size of the ceramic powder is
About 0.5 to 2 μm is suitable.
【００１４】融着材は、抄造した原料を熱処理により一
体化させてシート化させるためのバインダーとして用い
られるものである。このため２〜１５質量％の範囲で配
合され、配合量が２質量％未満の場合は実用的な一体化
すなわちシート化が行えなくなる。反対に１５質量％を
超えると、過剰に配合することになって無駄であるうえ
に、シート化のための熱処理の際に大きな収縮が生じる
ことになる。融着材は繊維状に構成することができる
が、上記の合成繊維の形態を保ったうえで融着材をバイ
ンダーとして機能させるためには、この合成繊維よりも
融点または軟化点が低いことが必要である。たとえば合
成繊維がポリエチレン繊維である場合には、融着材とし
ては、たとえば芯部にポリプロピレンを配するとともに
鞘部にポリエチレンを配して、鞘部のポリエチレンの融
点が合成繊維としての上記ポリエチレン繊維の融点より
も低い、芯鞘構造の複合繊維などを用いるのが好適であ
る。The fusing material is used as a binder for integrating the formed raw materials by heat treatment to form a sheet. Therefore, it is compounded in the range of 2 to 15% by mass, and if the compounding amount is less than 2% by mass, practical integration, that is, sheet formation cannot be performed. On the other hand, if it exceeds 15% by mass, it will be wasteful because of excessive blending, and at the same time, large shrinkage will occur during the heat treatment for sheet formation. The fusing material can be formed into a fibrous shape, but in order to allow the fusing material to function as a binder while maintaining the form of the synthetic fiber, the melting point or softening point is lower than that of the synthetic fiber. is necessary. For example, when the synthetic fibers are polyethylene fibers, as the fusing material, for example, polypropylene is arranged in the core part and polyethylene is arranged in the sheath part, and the melting point of polyethylene in the sheath part is the above-mentioned polyethylene fiber as the synthetic fiber. It is preferable to use a composite fiber having a core-sheath structure having a melting point lower than that of
【００１５】本発明のシートは、ガラス繊維と合成繊維
とセルロース繊維とセラミック粉と融着材との合計１０
０質量％に対し、さらに、合成樹脂２〜１５質量％を含
有することが必要である。合成樹脂としては、アクリル
樹脂、酢酸ビニル樹脂などを使用するのが好適である。
この合成樹脂は、強度補強のため補助材として作用す
る。また、撥水機能を有するために、シートにある程度
の撥水性能を付与させることが可能である。この合成樹
脂は、上記の範囲の量が配合されていることが必要であ
り、上記範囲未満であると所要の効果を発揮できなくな
り、また上記範囲を超えて配合しても無駄である。The sheet of the present invention comprises a total of 10 glass fibers, synthetic fibers, cellulose fibers, ceramic powder and fusion material.
It is necessary to further contain 2 to 15 mass% of synthetic resin with respect to 0 mass%. As the synthetic resin, it is preferable to use acrylic resin, vinyl acetate resin or the like.
This synthetic resin acts as an auxiliary material for reinforcing the strength. Further, since it has a water-repellent function, it is possible to give the sheet some water-repellent performance. This synthetic resin needs to be blended in an amount within the above range, and if it is less than the above range, the desired effect cannot be exhibited, and if it exceeds the above range, it is wasteful.
【００１６】本発明のシートを抄造する際には、たとえ
ば、まずパルパーに水をはり、上記の材料を投入し、水
中に離解させる。すなわち水中に分散させる。そして、
次に、抄紙機により通常用いられる円網法、短網法など
の抄紙法によってシート状に形成する。この時に、アル
ミナ粉や合成樹脂の歩留りが低かったり、あるいはシー
トの地合が悪い場合には、凝集剤を適宜パルパーや抄造
部に添加して調整してもよい。凝集剤は、有機系や無機
系のものを使用できるが、有機系の高分子凝集剤が好適
である。形成されたシートは、この時点では湿紙であ
り、まだ水分を含んだ状態にある。そして、この水を含
んだ状態でロールプレスを施して、厚さや密度を調整す
る。次に、シートをドライヤロールおよび熱風乾燥炉に
通して乾燥および熱処理し、最後に巻き取りを行う。When the sheet of the present invention is made into paper, for example, water is first sprinkled on the pulper, the above materials are charged, and the pulp is disintegrated in water. That is, it is dispersed in water. And
Next, the sheet is formed into a sheet by a paper making method such as a cylinder method and a short net method which are usually used by a paper machine. At this time, if the yield of alumina powder or synthetic resin is low, or if the formation of the sheet is poor, a coagulant may be appropriately added to the pulper or the papermaking section for adjustment. As the coagulant, an organic or inorganic one can be used, but an organic polymer coagulant is preferable. The formed sheet is a wet paper web at this point and is still in a state of containing water. Then, the roll is pressed in a state of containing the water to adjust the thickness and the density. Next, the sheet is passed through a dryer roll and a hot air drying oven to be dried and heat-treated, and finally wound.
【００１７】上記乾燥および熱処理工程を詳細に説明す
ると、ドライヤロールにより処理を行った段階では、シ
ートは半渇きの状態すなわちまだ少し濡れている状態に
ある。続いて、このシートを熱風乾燥炉に導き、融着材
の融点または軟化点よりもかなり高い温度で、またポリ
エチレン繊維の融点よりもやや高い温度で、熱処理を施
す。このような高温で処理し、融着材を完全に溶融させ
ることによって、できあがったシートに所要の強度をも
たせることができる。融着材を完全に溶融させないと、
できあがったシートに所要の強度をもたせることが困難
である。また、ポリエチレン繊維をある程度溶融させな
いと、シートに所要の通気性をもたせることが困難にな
る。ただし、ポリエチレン繊維が溶融しすぎると、シー
トが波打つ等の変形を起こしたり、収縮が大きくなった
りする。あるいは、熱処理の際に溶けすぎになり、シー
ト自体が逆にもろくなる等の原因となる。The drying and heat treatment steps will be described in detail. At the stage when the treatment is performed by the dryer roll, the sheet is in a half-dried state, that is, in a slightly wet state. Subsequently, this sheet is introduced into a hot air drying oven and subjected to heat treatment at a temperature considerably higher than the melting point or softening point of the fusing material and at a temperature slightly higher than the melting point of the polyethylene fiber. By treating at such a high temperature and completely melting the fusing material, it is possible to give the resulting sheet a required strength. If you do not completely melt the fusion material,
It is difficult to give the required strength to the finished sheet. Also, if the polyethylene fibers are not melted to some extent, it becomes difficult to give the sheet the required air permeability. However, if the polyethylene fibers are excessively melted, the sheet may be deformed such as wavy, or the shrinkage may be increased. Alternatively, it causes excessive melting at the time of heat treatment, which causes the sheet itself to become brittle.
【００１８】たとえば上述のポリエチレン繊維として融
点が１３５℃のものを使用し、また融着材として鞘部に
融点が１３０℃のポリエチレンが配された芯鞘構造の複
合繊維を使用した場合には、乾燥炉で、融着材の融点よ
りも２０℃程度高い温度である１５０℃程度で加熱する
のが適当である。こうすると、融着材は完全に溶融し、
またポリエチレン繊維はある程度溶融することになる。For example, when the above-mentioned polyethylene fiber having a melting point of 135 ° C. is used, and the fusion-bonding material is a core-sheath structure composite fiber in which polyethylene having a melting point of 130 ° C. is arranged in the sheath, It is suitable to heat in a drying oven at about 150 ° C., which is about 20 ° C. higher than the melting point of the fusion material. By doing this, the fusion material will completely melt,
Also, the polyethylene fibers will melt to some extent.
【００１９】このようにして得られたシートは、繊維ど
うしの間に空隙が形成されていることによって、適度な
ガス透過性すなわち通気性を有する。この通気性は、た
とえばシートをガス管路やガス器具などに用いられるパ
ッキンとして使用する場合には、次のようにして測定す
ることができる。すなわち、たとえばシートから径方向
の厚みが１ｍｍとなるようにリング状のパッキンを打ち
抜き、このパッキンを一対の部材の間に挟み込んで、た
とえばパッキンの軸心方向の厚みが１．２ｍｍである場
合には、その厚みが０．７ｍｍになるまで締め付ける。
すなわち約６０％の厚みとなるように圧縮させる。そし
て、たとえばパッキンの内側をなす空間に圧力２．９４
ｋＰａの加圧空気を供給し、３分間経過後の圧力低下が
１００Ｐａ／３分以上であれば、所要の通気性を有する
と判定することができる。The sheet thus obtained has an appropriate gas permeability, that is, air permeability, because voids are formed between the fibers. This air permeability can be measured as follows, for example, when the sheet is used as a packing used in a gas pipeline or a gas appliance. That is, for example, when a ring-shaped packing is punched out so that the thickness in the radial direction is 1 mm from the sheet and the packing is sandwiched between a pair of members, and the thickness in the axial direction of the packing is 1.2 mm, for example, Is tightened until its thickness is 0.7 mm.
That is, it is compressed to a thickness of about 60%. Then, for example, a pressure of 2.94 is applied to the space inside the packing.
If a pressure drop of 100 Pa / 3 minutes or more after supplying pressurized air of kPa for 3 minutes, it can be determined that the air permeability is required.
【００２０】本発明にもとづくパッキンを、ガス管路や
ガス器具に用いる場合には、このパッキンを通してこれ
らガス管路やガス器具の内部に水が入ったりしないよう
に、撥水性能を有することが好ましい。この撥水性能
は、パッキンを構成するシートに含まれるアクリルによ
ってある程度発揮されるが、さらに撥水処理を施すこと
が好ましい。この撥水処理は、シートの打ち抜きにより
たとえばリング体を成形した後に、公知の方法によっ
て、このリング体に対して施すことができる。あるい
は、シートの形成材料の中に撥水剤を混入させておくこ
となどによっても、撥水処理を施すことができる。な
お、本発明のシートはポリエチレン繊維などの合成繊維
を含有するため、撥水剤としては有機溶剤系のものを使
用するのが好ましい。このように撥水処理を施すこと
で、パッキンに所要の防水性すなわち水の不透過性を付
与することができる。When the packing according to the present invention is used in a gas pipeline or a gas appliance, it must have water repellency so that water does not enter the inside of the gas pipeline or the gas appliance through the packing. preferable. This water repellency is exhibited to some extent by the acrylic contained in the sheet constituting the packing, but it is preferable to further perform water repellency treatment. The water repellent treatment can be performed on the ring body by a known method after the ring body is formed by punching a sheet. Alternatively, the water-repellent treatment can be performed by mixing a water-repellent agent into the sheet forming material. Since the sheet of the present invention contains synthetic fibers such as polyethylene fibers, it is preferable to use an organic solvent-based water repellent. By applying the water-repellent treatment in this way, the packing can be provided with a required waterproof property, that is, water impermeability.
【００２１】パッキンに防水性が要求される場合には、
このようにパッキン自体に防水性を付与することが必要
であるとともに、パッキンと、このパッキンを挟み込む
部材すなわちたとえばガス管路やガス器具に用いられる
部材との間に良好な密着性を付与することが必要であ
る。この密着性を良好にするためには、部材によってパ
ッキンを挟み込んで加圧したときに、へたりが少ないよ
うに、パッキンすなわちシートがある程度の密度を有す
ることが必要である。When waterproofness is required for the packing,
In this way, it is necessary to give waterproofness to the packing itself, and to give good adhesion between the packing and a member sandwiching the packing, that is, a member used for a gas pipeline or a gas appliance, for example. is necessary. In order to improve the adhesion, it is necessary that the packing, that is, the sheet, has a certain density so that the packing is sandwiched by the members and pressure is not applied to the packing.
【００２２】図１（ａ）は、密度が約０．１４〜０．３
５ｇ／ｃｍ3である複数種類のシート（加圧前の厚さ約
１．１〜１．３ｍｍ）を１０枚重ねにして加圧し、圧縮
速度０．５ｍｍ／分で加圧力を徐々に増大したときの厚
さの変化を測定したものである。また図１（ｂ）は、同
図（ａ）の供試シートの測定結果にもとづき、加圧力を
徐々に増大したときの厚さ減少率の変化を示したもので
ある。図示のように総体的に密度の大きい供試シートの
方が加圧時の厚さ減少率が少ない、すなわち、反発力が
強くへたりが少ないことがわかる。In FIG. 1A, the density is about 0.14 to 0.3.
A plurality of types of sheets of 5 g / cm 3 (thickness before pressurization of about 1.1 to 1.3 mm) were stacked and pressed, and the pressing force was gradually increased at a compression speed of 0.5 mm / min. The change in thickness at that time is measured. Further, FIG. 1B shows a change in the thickness reduction rate when the pressing force is gradually increased based on the measurement result of the test sheet of FIG. As shown in the figure, it can be seen that the test sheet having a higher overall density has a smaller thickness reduction rate at the time of pressurization, that is, a stronger repulsive force and less sagging.
【００２３】なお、本発明のシートは、アルミナ粉など
のセラミック粉を含有しているため、これによりシート
の密度が大きくなって、それにもとづく防水性の向上効
果を期待することができる。Since the sheet of the present invention contains ceramic powder such as alumina powder, the density of the sheet is increased by this, and the effect of improving waterproofness based on it can be expected.
【００２４】本発明において、シートの密度をコントロ
ールするためには、材料の配合割合を調整するほかに、
シートの製造工程において適宜のプレス圧を付与するこ
とが効果的である。In the present invention, in order to control the density of the sheet, in addition to adjusting the compounding ratio of the materials,
It is effective to apply an appropriate pressing pressure in the sheet manufacturing process.
【００２５】[0025]
【実施例】次に本発明の実施例、比較例について説明す
る。なお、以下の比較例、実施例において、各種特性
は、それぞれ下記のようにして測定および評価したもの
である。EXAMPLES Examples of the present invention and comparative examples will be described below. In the following comparative examples and examples, various characteristics are measured and evaluated as described below.
【００２６】（１）シートの坪量（ｇ／ｍ2）
得られたシートから１／１０ｍ2のカットサンプルを取
り、質量を測定し、測定値×１０を坪量とした。(1) Basis weight (g / m 2 ) of the sheet A 1/10 m 2 cut sample was taken from the obtained sheet, and the mass was measured. The measured value × 10 was taken as the basis weight.
【００２７】（２）シートの厚さ（ｍｍ）
上記１／１０ｍ2のカットサンプルの厚さをショッパー
型厚さ測定器（加圧力１９．６ｋＰａ）にて測定するこ
とにより求めた。(2) Sheet Thickness (mm) The thickness of the cut sample of 1/10 m 2 was determined by measuring it with a Shopper type thickness meter (pressing force 19.6 kPa).
【００２８】（３）シートの密度（ｇ／ｃｍ3）
前記の坪量、厚さから、坪量／厚さ／１０００で計算し
た。(3) Sheet Density (g / cm 3 ) The density was calculated from the above basis weight and thickness by the basis weight / thickness / 1000.
【００２９】（４）シートの引張強度（Ｎ／２５ｍｍ
幅）
得られたシートを２５ｍｍ幅にカットし、万能引張試験
機を用いて破断するまでの応力を測定することにより求
めた。(4) Tensile strength of sheet (N / 25 mm
Width) The obtained sheet was cut into a width of 25 mm, and the stress until breaking was measured using a universal tensile tester.
【００３０】（５）シートの透気度（秒）
ガーレ式Ａ形透気度測定器で空気１００ミリリットルの
通過時間を測定することにより求めた。(5) Air Permeability (Second) of Sheet The air permeability was measured by measuring the passage time of 100 ml of air with a Gurley type A air permeability measuring device.
【００３１】（６）シートの打ち抜き加工性
シートをリング状に打ち抜いた後のシートからの取り外
し性、リングの寸法精度等に特に問題が発生しない場合
を○と評価し、問題の発生頻度が５％未満であるものを
△と評価し、同発生頻度が５％以上であるものを×と評
価した。(6) Punching Workability of Sheet When a sheet is punched into a ring shape and there is no particular problem with respect to the detachability from the sheet, the dimensional accuracy of the ring, etc., it is evaluated as ◯, and the frequency of occurrence of the problem is 5 Those with less than 5% were evaluated as Δ, and those with the same occurrence frequency of 5% or more were evaluated as ×.
【００３２】（７）シートの加熱収縮性
抄紙機による連続抄造で、乾燥・熱処理前後のシートの
幅方向の寸法変化率（収縮率）が５％未満であるものを
○と評価し、同寸法変化率が５％以上であるものを×と
評価した。(7) Heat Shrinkability of Sheets A continuous papermaking process using a paper machine, in which the dimensional change rate (shrinkage rate) in the width direction of the sheet before and after drying and heat treatment is less than 5%, was evaluated as ◯, and the same size Those with a change rate of 5% or more were evaluated as x.
【００３３】（８）シートの凹凸
凹凸により発生するシートの流れ方向すなわち製造方向
の縦筋が、目視で明瞭に確認できる場合を○と評価し、
明瞭とはいえない場合を×と評価した。(8) When the vertical streaks in the sheet flow direction, that is, the manufacturing direction, which are generated due to the unevenness of the sheet, can be clearly confirmed by visual inspection, the result is evaluated as ◯
When it was not clear, it was evaluated as x.
【００３４】（９）リングパッキンの強度
内径が２６ｍｍ、径方向の厚みが１ｍｍのリングパッキ
ンを一対の部材どうしの間に挟み込み、これら部材どう
しを２９Ｎｍのトルクでねじ締結したときに、リングが
破損する等の問題がない場合を○と評価し、問題の発生
頻度が５％未満であるものを△と評価し、同発生頻度が
５％以上であるものを×と評価した。(9) Strength of ring packing When a ring packing having an inner diameter of 26 mm and a radial thickness of 1 mm is sandwiched between a pair of members and the members are screwed together with a torque of 29 Nm, the ring is damaged. When there is no problem such as occurrence, the problem is evaluated as ◯, the problem occurrence frequency of less than 5% is evaluated as Δ, and the problem occurrence frequency of 5% or more is evaluated as x.
【００３５】（１０）リングパッキンの防水性
内径が２６ｍｍ、径方向の厚みが１ｍｍのリングパッキ
ンを一対の部材どうしの間に挟み込み、これら部材どう
しを２９Ｎｍのトルクでねじ締結し、パッキンの水深が
５０ｍｍになるように水に１時間浸漬し、取り出した
後、リングパッキンからその内側をなす空間への水の漏
れを目視で観察した。その結果、漏れていないものを○
と評価し、漏れが認められたものを×と評価した。(10) Waterproofness of Ring Packing A ring packing having an inner diameter of 26 mm and a radial thickness of 1 mm is sandwiched between a pair of members, and these members are screwed with a torque of 29 Nm to make the water depth of the packing large. After immersing in water for 1 hour so as to be 50 mm and taking it out, water leakage from the ring packing to the space inside thereof was visually observed. As a result, ○
When leakage was recognized, it was evaluated as x.
【００３６】（１１）リングパッキンの通気性（Ｐａ／
３分）
内径が２６ｍｍ、径方向の厚みが１ｍｍのリングパッキ
ンを一対の部材どうしの間に挟み込み、これら部材どう
しを２９Ｎｍのトルクでねじ締結し、リングパッキンの
内側をなす空間に２．９４ｋＰａの初期空気圧をかけ、
３分後に圧力降下した値（Ｐａ／３分）を求めることに
よって評価した。(11) Breathability of the ring packing (Pa /
3 minutes) A ring packing having an inner diameter of 26 mm and a radial thickness of 1 mm is sandwiched between a pair of members, and these members are screw-fastened with a torque of 29 Nm, and a space of 2.94 kPa is provided inside the ring packing. Apply initial air pressure,
The evaluation was performed by obtaining the value (Pa / 3 minutes) in which the pressure dropped after 3 minutes.
【００３７】（実施例１〜３）合成繊維としての高密度
ポリエチレン樹脂繊維３５質量％と、融着材としての融
着繊維５質量％と、セルロース繊維としてのクラフトパ
ルプ１５質量％と、ガラス繊維３０質量％と、セラミッ
ク粉としてのアルミナ粉１５質量％とを混合して、合計
１００質量％の混合物とした。(Examples 1 to 3) 35% by mass of high density polyethylene resin fiber as synthetic fiber, 5% by mass of fusible fiber as fusible material, 15% by mass of kraft pulp as cellulose fiber, and glass fiber 30% by mass and 15% by mass of alumina powder as a ceramic powder were mixed to obtain a mixture of 100% by mass in total.
【００３８】このうち、高密度ポリエチレン樹脂繊維
は、カナディアンフリーネスが５００ｃｃ、平均長が
０．９ｍｍ、融点が１３５℃で、水とのなじみを良くす
るためのＰＶＡが２．５質量％以下混合されたものを用
いた。融着繊維は、芯部にポリプロピレンを配するとと
もに鞘部に融点１３０℃のポリエチレンを配し、かつ繊
度が１．５デニール、平均長が５ｍｍの、複合構造の繊
維を用いた。ガラス繊維の平均径は３μｍであり、アル
ミナ粉の平均粒径は１μｍであった。Among them, the high-density polyethylene resin fiber has a Canadian freeness of 500 cc, an average length of 0.9 mm, a melting point of 135 ° C., and PVA for improving the compatibility with water is mixed in an amount of 2.5% by mass or less. I used the one. As the fusion-bonded fiber, a fiber having a composite structure in which polypropylene is arranged in the core part and polyethylene having a melting point of 130 ° C. is arranged in the sheath part, and the fineness is 1.5 denier and the average length is 5 mm, is used. The average diameter of the glass fibers was 3 μm, and the average particle diameter of the alumina powder was 1 μm.
【００３９】次に、上記混合物１００質量％に、アクリ
ル樹脂５質量％と高分子凝集剤０．１５％を加えて原料
とした。そして、この原料を用い、通常の抄紙法によっ
てシート化を行い、その後に乾燥炉で１５０℃で乾燥し
て、表１に示す物性の本発明のシートを得た。すなわ
ち、実施例１のシートは密度が０．４０１ｇ／ｃｍ3、
実施例２では０．３６８ｇ／ｃｍ3、実施例３では０．
４５２ｇ／ｃｍ3であった。Next, to 100% by mass of the above mixture, 5% by mass of an acrylic resin and 0.15% of a polymer coagulant were added to prepare a raw material. Then, using this raw material, a sheet was formed into a sheet by an ordinary papermaking method and then dried at 150 ° C. in a drying oven to obtain a sheet of the present invention having the physical properties shown in Table 1. That is, the sheet of Example 1 has a density of 0.401 g / cm 3 ,
In Example 2, 0.368 g / cm 3 , and in Example 3, 0.
It was 452 g / cm 3 .
【００４０】また、得られたシートに打ち抜き加工を施
して、リング状のパッキンを製造し、溶剤型シリコーン
撥水剤を用いて撥水処理を施した。これら実施例１〜３
のシートおよびリングパッキンの特性を表１に示す。Further, the obtained sheet was punched to produce a ring-shaped packing, which was subjected to a water repellent treatment using a solvent type silicone water repellent. Examples 1-3
Table 1 shows the properties of the sheet and ring packing.
【００４１】[0041]
【表１】 [Table 1]
【００４２】（実施例４）高分子凝集剤を用いなかっ
た。またシート厚さは１．２０ｍｍ、坪量は５１５ｇ／
ｍ2、シート密度は０．４２９ｇ／ｃｍ3となるようにし
た。そしてそれ以外は実施例１と同様にして、シートお
よびリングパッキンを得た。得られたシートおよびリン
グパッキンの特性を表１に示す。Example 4 No polymer flocculant was used. The sheet thickness is 1.20 mm and the basis weight is 515 g /
m 2 and the sheet density were 0.429 g / cm 3 . A sheet and a ring packing were obtained in the same manner as in Example 1 except for the above. The properties of the obtained sheet and ring packing are shown in Table 1.
【００４３】（比較例１）実施例１〜３に比べ、高密度
ポリエチレン樹脂繊維を２０質量％、ポリプロピレン−
ポリエチレン芯鞘構造の融着繊維を３０％、ガラス繊維
を５０質量％と、これら繊維の配合割合を変化させた。
そして、それ以外は実施例１〜３と同様にして、密度
０．２５４ｇ／ｃｍ3のシートを得た。また、得られた
シートに打ち抜き加工を施して、リング状のパッキンを
製造した。パッキンには、シリコーン系の撥水剤を用い
て、撥水処理を施した。これらシートおよびリングパッ
キンの特性を表１に示す。(Comparative Example 1) Compared with Examples 1 to 3, 20% by mass of high-density polyethylene resin fiber, polypropylene-
The fusion ratio of the polyethylene core-sheath structure was changed to 30% and the glass fiber was changed to 50% by mass to change the mixing ratio of these fibers.
Then, a sheet having a density of 0.254 g / cm 3 was obtained in the same manner as in Examples 1 to 3 except the above. Further, the obtained sheet was punched to manufacture a ring-shaped packing. The packing was subjected to water repellent treatment using a silicone water repellent. Table 1 shows the properties of these sheets and ring packings.
【００４４】（比較例２）比較例１に比べ、ポリプロピ
レン−ポリエチレン芯鞘構造の融着繊維を２０％、ガラ
ス繊維を６０質量％という具合に、これら繊維の配合割
合を変化させた。そして、それ以外は比較例１と同様に
して、密度０．２６９ｇ／ｃｍ3のシートを得た。ま
た、得られたシートに打ち抜き加工を施して、リング状
のパッキンを製造した。これらシートおよびリングパッ
キンの特性を表１に示す。(Comparative Example 2) Compared with Comparative Example 1, the blending ratio of these fibers was changed such that the fusion-bonded fiber having a polypropylene-polyethylene core-sheath structure was 20% and the glass fiber was 60% by mass. Then, in the same manner as in Comparative Example 1 except for the above, a sheet having a density of 0.269 g / cm 3 was obtained. Further, the obtained sheet was punched to manufacture a ring-shaped packing. Table 1 shows the properties of these sheets and ring packings.
【００４５】（比較例３）クラフトパルプ１０質量％
と、実施例１と同様のガラス繊維２０質量％と、シリ
カ、アルミナを主成分とするセラミック繊維４０質量％
と、実施例１と同様のアルミナ粉３０質量％とを混合し
て、合計１００質量％の混合物とした。さらに、この混
合物１００質量％にアクリル樹脂１０質量％と高分子凝
集剤０．３質量％とを加えて原料とした、そして、この
原料を用いて、実施例１〜３と同様にしてシートとリン
グパッキンとを得た。これらのシートとリングパッキン
との特性を表１に示す。Comparative Example 3 10% by weight of kraft pulp
20% by mass of glass fiber similar to that of Example 1, 40% by mass of ceramic fiber containing silica and alumina as main components
And 30% by mass of the same alumina powder as in Example 1 were mixed to obtain a mixture of 100% by mass in total. Further, 10% by mass of an acrylic resin and 0.3% by mass of a polymer coagulant were added to 100% by mass of this mixture to prepare a raw material, and using this raw material, a sheet was prepared in the same manner as in Examples 1 to 3. Got ring packing. Table 1 shows the characteristics of these sheets and the ring packing.
【００４６】（比較例４）０．８μｍ径のガラス短繊維
４質量％と、７μｍ径のガラス長繊維６質量％と、比較
例３と同じセラミック繊維８５質量％と、セピオライト
粉５質量％とを混合して、合計１００質量％の混合物と
した。さらに、この混合物１００質量％に、アクリル樹
脂５質量％と、微細セルロース繊維１質量％と、高分子
凝集剤０．１５質量％とを加えて、原料とした、そし
て、この原料を用いて、実施例１〜３と同様にしてシー
トとリングパッキンとを得た。これらのシートとリング
パッキンとの特性を表１に示す。(Comparative Example 4) 4% by mass of glass short fibers having a diameter of 0.8 μm, 6% by mass of glass long fibers having a diameter of 7 μm, 85% by mass of the same ceramic fibers as in Comparative Example 3, and 5% by mass of sepiolite powder. Were mixed to give a mixture of 100% by mass in total. Furthermore, to 100% by mass of this mixture, 5% by mass of an acrylic resin, 1% by mass of fine cellulose fibers and 0.15% by mass of a polymer flocculant were added to prepare a raw material, and using this raw material, A sheet and a ring packing were obtained in the same manner as in Examples 1 to 3. Table 1 shows the characteristics of these sheets and the ring packing.
【００４７】実施例１〜４のシートは、いずれも適度な
透気度を有し、加熱収縮性が良好で、凹凸も少なく、し
かもリングパッキンへの打ち抜き加工性も良好であっ
た。また打ち抜き成形されたリングパッキンは、パッキ
ンとしての所要強度を備え、その通気性が良好であり、
また所要の防水性も備えており、特にガス管路やガス器
具に用いられるパッキンとして好適なものであった。Each of the sheets of Examples 1 to 4 had an appropriate air permeability, good heat shrinkability, little unevenness, and good punching workability for ring packing. In addition, the stamped and molded ring packing has the required strength as a packing, and its breathability is good,
Further, it also had a required waterproof property, and was particularly suitable as a packing used for gas pipelines and gas appliances.
【００４８】これに対し、比較例１および比較例２で
は、セルロース繊維としてのクラフトパルプを含有せ
ず、セラミック粉としてのアルミナ粉や、アクリル樹脂
を含有しなかったため、シート特性、リングパッキン特
性ともに劣っていた。特に、ガラス繊維の含有量が多
く、また反対にポリエチレン繊維の含有量が少なかった
ため、通気性は良好であったが実施例１〜３ほどの高い
強度は得られなかった。さらに、融着材の含有量が多か
ったため、抄造シートの乾燥時の加熱収縮が大きくシー
トに凹凸が発生した。このようにシートに凹凸が発生し
たため、部材との密着が悪く、従ってパッキンの防水性
は不良であった。On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, neither the kraft pulp as the cellulose fiber was contained nor the alumina powder as the ceramic powder or the acrylic resin was contained, so that both the sheet characteristic and the ring packing characteristic were obtained. It was inferior. In particular, since the glass fiber content was high and the polyethylene fiber content was low on the contrary, the air permeability was good, but the high strength as in Examples 1 to 3 was not obtained. Further, since the content of the fusing agent was large, the heat shrinkage during drying of the papermaking sheet was large and unevenness was generated on the sheet. Since unevenness was generated on the sheet in this way, the adhesion to the member was poor, and therefore the waterproofness of the packing was poor.
【００４９】比較例３および比較例４は、合成繊維とし
てのポリエチレン繊維と、融着材とを含有していなかっ
たため、強度の弱いものしか得られなかった。シートの
打ち抜き加工性も劣っていた。特に比較例３では、アル
ミナ粉は含有しているが、合成繊維および融着材を含有
しておらず、このため一対の部材どうしの間に挟み込ん
で圧縮したときの反発力が弱いすなわちへたり易いもの
であり、したがって防水性が劣っていた。また比較例４
では、アルミナ粉を含有しておらず、密度が低く、かつ
合成繊維および融着材も含有しておらず、このため同様
に一対の部材どうしの間に挟み込んで圧縮したときの反
発力が弱いすなわちへたり易いものであり、したがって
防水性が劣っていた。Since Comparative Examples 3 and 4 did not contain the polyethylene fiber as the synthetic fiber and the fusing material, only those having low strength were obtained. The punching workability of the sheet was also poor. Particularly, in Comparative Example 3, the alumina powder was contained, but the synthetic fiber and the fusion material were not contained, and therefore, the repulsive force when sandwiched between a pair of members and compressed was weak, that is, sag. It was easy to use, and was therefore inferior in waterproofness. Comparative Example 4
, Does not contain alumina powder, has a low density, and does not contain synthetic fibers or a fusion material, and therefore similarly has a weak repulsive force when compressed by being sandwiched between a pair of members. That is, it was easily set and thus was inferior in waterproofness.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上のように本発明によると、ガラス繊
維と、合成繊維と、セルロース繊維と、セラミック粉
と、融着材とを原料とし、さらにこの原料にアクリル樹
脂を含ませたうえで、抄造されかつ熱処理により融着材
が溶融されてシート状に形成されているため、本質的に
繊維と粉体との混合材料である材料から抄造された多孔
体であり、かつ熱処理により融着材が溶融されてシート
状に形成されたものであることから、ガス透過性すなわ
ち通気性を有し、したがってこのシートを打ち抜き加工
することなどによって、ガス透過性を有するパッキンを
得ることができ、しかも合成繊維を含有していること
で、パッキンなどへの使用に適した強度を有する。また
安価な材料を用いて抄造および熱処理という比較的簡単
なプロセスによりシート化することができるため、ガス
透過性を有するパッキンを安価に提供することができ
る。As described above, according to the present invention, the glass fiber, the synthetic fiber, the cellulose fiber, the ceramic powder, and the fusion material are used as raw materials, and the raw material further contains an acrylic resin. , A porous body made from a material that is essentially a mixed material of fibers and powder, and is fused by heat treatment because the fusion material is melted and formed into a sheet by heat treatment. Since the material is melted and formed into a sheet shape, it has gas permeability, that is, air permeability, and therefore, by punching this sheet, a packing having gas permeability can be obtained. Moreover, since it contains synthetic fibers, it has strength suitable for use in packing and the like. Further, since a sheet can be formed into a sheet by a relatively simple process of papermaking and heat treatment using an inexpensive material, a packing having gas permeability can be provided at a low cost.
【図１】本発明にもとづくシートに対し加圧力を徐々に
増大したときの、厚さの変化の測定結果と厚さ減少率の
変化とを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a measurement result of a change in thickness and a change in a thickness reduction rate when a pressing force is gradually increased on a sheet according to the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J040 BA01 FA05 FA13 4L055 AC06 AF04 AF09 AF16 AF17 AF47 AG17 AG30 AG71 AH01 AH37 BE20 EA04 EA13 EA32 FA30 GA50 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 3J040 BA01 FA05 FA13 4L055 AC06 AF04 AF09 AF16 AF17 AF47 AG17 AG30 AG71 AH01 AH37 BE20 EA04 EA13 EA32 FA30 GA50
Claims (3)
維２５〜５０質量％と、セルロース繊維５〜２５質量％
と、セラミック粉１０〜３０質量％と、融着材２〜１５
質量％とを、全体で１００質量％となるようにした材料
を含有するとともに、この材料１００質量％に対し、さ
らに合成樹脂２〜１５質量％を含有し、しかも抄造され
かつ熱処理により融着材が溶融されてシート状に形成さ
れていることを特徴とするガス透過性を有するシート。1. Glass fiber 15 to 40% by mass, synthetic fiber 25 to 50% by mass, and cellulose fiber 5 to 25% by mass.
And 10 to 30 mass% of ceramic powder and 2 to 15 of fusion material
% And 100% by mass of the material, and further 2 to 15% by mass of the synthetic resin with respect to 100% by mass of the material. Further, the material is manufactured and heat-bonded by heat treatment. A sheet having gas permeability, wherein the sheet is melted and formed into a sheet shape.
るとともに、撥水処理が施されていることを特徴とする
ガス透過性を有するパッキン。2. A packing having gas permeability, which is formed of the sheet according to claim 1 and is subjected to a water repellent treatment.
されることによってリング状に形成されていることを特
徴とするガス透過性を有するパッキン。3. A packing having gas permeability, wherein the sheet according to claim 1 is formed into a ring shape by punching.
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| JP (1) | JP2003105687A (en) |
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2001
- 2001-09-28 JP JP2001301587A patent/JP2003105687A/en active Pending
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