JPH05162157A

JPH05162157A - ジョイントシートの製造方法

Info

Publication number: JPH05162157A
Application number: JP3026842A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yamamoto; 勉山本; Masaaki Ashizawa; 正明芦沢; Yuji Sekiguchi; 祐司関口; Kazuo Nishimoto; 一夫西本
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1993-06-29
Anticipated expiration: 2009-11-02
Also published as: JPH0686075B2

Abstract

(57)【要約】［目的］石綿以外の繊維を使用し、しかも従来の石綿
ジョイントシートの有する機械的強度やシール性能と対
比して優るとも劣らない高強度とガスケットとして必要
な圧縮復元特性を有するジョイトシートの製造方法であ
る。［構成］比較的剛直な繊維である第１繊維群と比較的
柔軟な繊維である第２繊維群とから成り、前記第１繊維
群と第２繊維群、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冷ロールと熱ロー
ルとの間に投入してこの混合物を熱ロール上に積層成形
して製品とするものである。［効果］石綿以外の繊維を使用して簡単な処理工程に
より、石綿ジョイントシートに匹敵する高強度と、優れ
た圧縮復元性を有するジョイントシートを製造すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガスケット基材に用
いるジョイントシートの製造方法の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のジョイントシートには、
石綿ジョイントシートがあり、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。

【０００３】上記の石綿ジョイントシートは、石綿を基
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６０〜８０％、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
％、その他ゴム薬品、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。

【０００３】しかして、前記石綿ジョイントシートに使
用される石綿は天然鉱物であり、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り、入手が困
難な状況にあり、また、石綿の人体におよぼす有害性が
問題となり、世界的に石綿の使用が規制される傾向にあ
る。

【０００４】石綿ジョイントシートは、前記の如く、そ
の組成の大部分を石綿が占めており、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
用しないジョイントシートの開発が待望されている。

【０００５】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ョイントシートが提案されてい
る。

【０００６】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を基材と
し、上記石綿ジョイントシートと同様な製法によって得
られるジョイントシートが示されているが、このジョイ
ントシートは、一般的な石綿ジョイントシートに比較し
て、引張強度が1/3〜1/4程度のものしか得られず、物性
的に石綿ジョイントシートよりもかなり劣り、実用に供
するところまでに至っていない。

【０００７】また、特開昭５１−２９６５８号公報に
は、基材繊維として石綿と炭素繊維綿の混合物を用い、
合成ゴムラテッ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
とにより、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。

【０００８】さらにまた、特開昭５０−２５８２４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いる。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ことにより、
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、抄造方法で製
造するので、ジョイントシートのような機械的強度は得
られない。

【０００９】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
ターシートと呼ばれ、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ョイントシートと
は、組成的に同一であっても、製法の違いから構造が異
なり、物性に大きな差異を有するため区別されている。

【００１０】すなわち、ビーターシートの場合、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、加熱により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、ジョイントシート
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、シート内の空隙の割合が非
常に少ないという特徴をもっており、たとえビーターシ
ートに熱ロール掛け等の処理を施し、空隙を減少させる
方法を施しても、ジョイントシートの域にまで到達させ
ることはできない。

【００１１】また、ビーターシートの場合、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ョ
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。

【００１２】上記のような理由で、ビーターシートは、
ジョ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り劣り、ジョ
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。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】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
綿ジョ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高強度とガスケットとして必要
な圧縮復元特性を具備するジョイントシートの製造方法
を得ることを主たる目的としているものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の如き観
点に鑑みてなされたものであって、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、ウオ
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
得た混合物を冷ロールと熱ロール間に投入してこの混合
物を熱ロール上に積層成形して製品とするジョイントシ
ートの製造方法を提供しようとするものである。

【００１５】

【作用】この発明で用いる石綿以外のチョップ状繊維
は、第１繊維群と第２繊維群とから成り、少なくとも２
種類の繊維の組合わせは、前記第１繊維群と第２繊維
群、第２繊維群同志のいずれかである。

【００１６】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、平均直径が０．１〜５０μ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。

【００１７】また、単繊維長さは０．１〜１０mm程度の
ものを用いるのが良い。繊維がこれより短いと繊維同志
の絡み合いが弱いため、製品の強度が低下する傾向にあ
り、逆に長いとゴム、ゴム薬品などとの混合状態が悪く
なり、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。

【００１８】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差し支えな
い。しかし、この場合、上記範囲内の繊維が全繊維体積
の５０％以上含まれていることが必要である。これより
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。

【００１９】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。

【００２０】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１
３μ、平均長さ３ ^m mのＥガラス繊維と、平均直径１３
μ、平均長さ６ ^m mのフェノール繊維を混合する場合、ま
たは、上記Ｅガラス繊維と平均直径１０μ、平均長さ６
^m m、炭化度約８０％の炭素繊維を混合する場合には、Ｅ
ガラス繊維１００重量部当りフェノール繊維（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。

【００２１】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、ゴムの種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。

【００２２】例えば、前記Ｅ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（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、ゴムとしてイソプレン
ゴム（ＩＲ）を使用した場合は、ゴム１００重量部当り
繊維を１５０〜５００重量部配合するのが好ましい。こ
の範囲より繊維量が多すぎるか、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、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。

【００２３】一般的に、密度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と良い傾向がある。

【００２４】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 ^w t％配合するのが良い。

【００２５】例えば、前記Ｅ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（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、ゴムとしてイソプレン
ゴム（ＩＲ）を使用した場合は、ゴム配合量を１０〜３
０ ^w t％配合するのが好ましい。

【００２６】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。

【００２７】この発明によってジョイントシートを製造
するには、まず、天然ゴムまたは合成ゴムをトルエンな
どの有機溶剤に溶解しておき、これと、上記に示した少
なくとも２種類の繊維、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、リボン型ミキサー、ヘン
シェル型ミキサー、ニーダー、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。

【００２８】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繊維群に分類される繊維は剛直で折
れやすい傾向があるため、混合し過ぎると繊維が粉砕さ
れ、充分な製品強度が得られなくなる。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り、混合状態が均一にな
り、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。

【００２９】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
−８６６５９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になっていると思わ
れる。

【００３０】この発明で示した繊維群の組合せからなる
繊維を用いると、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 _r pmのニー
ダーを使用した場合は、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。

【００３１】次に、上記のようにして得られた混合物を
乾燥しないように充分冷却してから冷ロールと熱ロール
から成る一対のロール間に投入し、含有する溶剤を蒸発
させながら熱ロール上に圧搾積層成形すると同時にゴム
分の加熱による加硫を行わせる。

【００３２】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、０．１〜１０ ^m m、好ましくは０．３〜５ ^m m程度が良
い。

【００３３】柔軟な繊維または繊維長の短い繊維からな
る混合物を用いた場合、比較的小さいロール間隙でも混
合物がよく食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
へ混合物が食い込み難く、また、たとえ食い込んでも大
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。

【００３４】この一対のロールによる圧搾積層成形工程
においては、混合材料同志の繊維の絡み合いが促進さ
れ、各層の界面の接着状態が良好となり、得られるジョ
イントシートは圧搾によって緻密化され、機械的強度の
増大が図られる。

【００３５】

【実施例】

実施例 ₍ 1) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）４０フェノール繊維チョップ（径１３μ、長さ６ ^m m）１０天然ゴム１５硫黄１亜鉛華１加硫促進剤０．２充填材３２．８トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．７ｌの割合で使用

【００３６】予めゴムを溶剤に膨潤させた後、上記組成
材料をニーダー内に投入し、約９０分間混合して得られ
た材料を乾燥しないように充分冷却しておく。一方、常
温になるように水冷した冷ロールと約１３０℃の熱ロー
ルとの間隙を約１．８ ^m mに設定する。次に、得られた前
記混合材料を前記２ロール間に投入し、加熱圧搾しなが
ら熱ロール上に積層成形して約１５分後、厚さ約２．０
^m mになった時、熱ロールからシートを剥離して所定寸法
のシートが得られた。得られたシートのガスケットとし
ての主要性能値は表１の通りであった。

【００３７】実施例( ₂ ) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）４０炭素繊維チョップ（径１０μ、長さ６ ^m m、炭化度８０％）１５天然ゴム１５硫黄１亜鉛華１加硫促進剤０．２充填材２７．８トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．７ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。

【００３８】実施例( ₃ ) 組成材料重量％フェノール繊維チョップ（径１３μ、長さ６ ^m m）２０炭素繊維チョップ（径１０μ、長さ６ ^m m、炭化度８０％）１５天然ゴム１５硫黄１亜鉛華１加硫促進剤０．２充填材４７．８トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．７ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。

【００３９】実施例( ₄ ) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）３３フェノール繊維チョップ（径１３μ、長さ３ ^m m）８合成ゴム（ＮＢＲ）２７硫黄２亜鉛華２加硫促進剤０．４充填材２７．６トルエン：上記混合物１ ^k gに対して１．６ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。但し、ロール間隙は１．２ ^m mとして、厚
み１．５ ^m mのシートが得られた。

【００４０】実施例( ₅ ) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）３９フェノール繊維チョップ（径１３μ、長さ３ ^m m）１０合成ゴム（ＳＢＲ）２４硫黄１．７亜鉛華１．７加硫促進剤０．４充填材２３．２トルエン：上記混合物１ ^k gに対して１．４ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。

【００４１】実施例( ₆ ) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）３８ウオラストナイト（平均径２２μ、平均長さ６００μ）５炭素繊維チョップ（径１０μ、長さ６ ^m m、炭化度８０％）９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１４．５トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．９ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。

【００４２】実施例( ₇ ) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）３９ポリアクリロニトリル系繊維チョップ（径１２μ、長さ６ ^m m）１０合成ゴム（ＢＲ）２４硫黄０．７亜鉛華２．４加硫促進剤０．５充填材２３．４トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．７ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。

【００４３】実施例( ₈ ) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）２０ポリアミド系繊維チョップ（径１２μ、長さ６ ^m m）２０合成ゴム（ＮＢＲ）２０硫黄１．１亜鉛華１．１加硫促進剤０．３充填材３７．５トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．８ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。

【００４４】実施例( ₉ ) 組成材料重量％岩綿２５ポリアミド系繊維チョップ（径１２μ、長さ６ ^m m）１５合成ゴム（ＮＢＲ）２０硫黄１．１亜鉛華１．１加硫促進剤０．３充填材３７．５トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．８ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。

【００４５】実施例( ¹ 0) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）１０岩綿１０ウオラストナイト（平均径２２μ、平均長さ６００μ）２０ポリアミド系繊維チョップ（径１２μ、長さ６ ^m m）１０合成ゴム（ＮＢＲ）２０硫黄１．１亜鉛華１．１加硫促進剤０．３充填材２７．５トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．８ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。

【００４６】実施例(1 ₁ ) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）１０岩綿１０ポリアミド系繊維チョップ（径１２μ、長さ６ ^m m）１５合成ゴム（ＮＢＲ）２０硫黄１．１亜鉛華１．１加硫促進剤０．３充填材４２．５トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．８ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。

【００４７】実施例(1 ₂ ) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）１０岩綿１０ウオラストナイト（平均径２２μ、平均長さ６００μ）１５ポリアミド系繊維チョップ（径１２μ、長さ６ ^m m）１０フェノール繊維チョップ（径１３μ、長さ３ ^m m）５合成ゴム（ＮＢＲ）５合成ゴム（ＳＢＲ）１５硫黄１．１亜鉛華１．１加硫促進剤０．３充填材２７．５トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．９ｌの割合で使用上記組成材料を実施例 ₍ 1)と同様の方法により成形して
シートを得た。

【００４８】比較例 ₍ 1) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３ ^m m）５０天然ゴム１５硫黄１亜鉛華１加硫促進剤０．２充填材３２．８トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．７ｌ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
成形してシートを得た。

【００４９】比較例( ₂ ) 組成材料重量％フェノール繊維チョップ（径１３μ、長さ６ ^m m）２５天然ゴム１５硫黄１亜鉛華１加硫促進剤０．２充填材５７．８トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．７ｌ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
成形してシートを得た。

【００５０】比較例( ₃ ) 組成材料重量％炭素繊維チョップ（径１０μ、長さ６ ^m m、炭化度８０％）３０天然ゴム１５硫黄１亜鉛華１加硫促進剤０．２充填材５２．８トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．７ｌ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
成形してシートを得た。

【００５１】比較例( ₄ ) 組成材料重量％チタン酸カリウム繊維（平均径０．２μ、平均長さ２５μ）７０天然ゴム１５硫黄１亜鉛華１加硫促進剤０．２充填材１２．８トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．７ｌ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
成形してシートを得た。

【００５２】比較例( ₅ ) 組成材料重量％ウオラストナイト（平均径２２μ、平均長さ６００μ）８０天然ゴム１０硫黄０．７亜鉛華０．７加硫促進剤０．２充填材８．４トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．５ｌ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
成形してシートを得た。

【００５３】比較例( ₅ ) 組成材料重量％ウオラストナイト（平均径２２μ、平均長さ６００μ）８０天然ゴム１０硫黄０．７亜鉛華０．７加硫促進剤０．２充填材８．４トルエン：上記混合物１ ^k gに対して０．５ｌ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
成形してシートを得た。

【００５４】比較例(₆) 組成材料重量％ポリアミド系繊維チョップ（径１２μ、長さ６^mm）２０合成ゴム（ＮＢＲ）２０硫黄１．１亜鉛華１．１加硫促進剤０．３充填材５７．５トルエン：上記混合物１^kgに対して０．７ｌ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
成形してシートを得た。

【００５５】比較例(₇) 組成材料重量％Ｅガラスチョップドストランド（径１３μ、長さ３^mm）２０岩綿２０合成ゴム（ＮＢＲ）２０硫黄１．１亜鉛華１．１加硫促進剤０．３充填材３７．５トルエン：上記混合物１^kgに対して０．７ｌ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
成形してシートを得た。

【００５６】但し、比較例( ₂)、( ₃)において、フェノー
ル繊維、炭素繊維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
ると嵩が大きくなりすぎ、混合が困難となるためであ
る。

【００５７】また、上記実施例および比較例で使用した
ガラスチョッ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。

【００５８】上記の実施例および比較例の代表的な物性
値を表１に示す。但し、ＪＩＳＲ３４５３の方法に
よって物性の測定を行なった。

【００５９】表１における比較例( ₁)〜( ₇)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、一般的な石綿ジョイントシートの引張強
度が２〜４^kg_f／^cm²であるのに比較してかなり小さいこ
とが、実施例( ₁)〜( ¹2)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、石綿ジョイントに匹
敵する高強度のものが得られることが明かとなった。

【００６０】また、一般的な石綿ジョイントシートは、
圧縮率が７〜１７％程度、復元率が４０〜６０％程度で
あるが、実施例( ₁)〜( ¹2)に示したように、この発明に
よれば、石綿ジョイントシートと遜色のない圧縮率、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。

【００６１】また、一般的な石綿ジョイントシートは、
折り曲げたとき、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゜に折り曲げても割
れることはなく、非常に優れた耐屈性を具備している。

【００６２】また、従来、石綿ジョイントシートに最も
多く利用されているクリソタイル石綿は、酸に対して弱
く、これを基材繊維としたジョイントシートは耐酸性に
乏しい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、例えばフェノール繊維などを選択使
用することにより、耐酸性の優れたジョイントシートが
得られる利点がある。

【００６３】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（Ｃｌ^-）を含有しており、
石綿が主成分である石綿ジョ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ことになる。ステン
レスフランジ用のシール材として、このような石綿ジョ
イントシートを適用すると、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。

【００６４】この発明によれば、これらの物質を含有し
ない繊維を自由に選べるので、ステンレス用のガスケッ
トとしても有用である。

【００６５】２種以上の繊維を混合することにより、そ
のシートの強度が石綿ジョ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。

【００６６】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

【００６７】ジョイントシートが引張り破断される場
合、ほとんど繊維がマトリックスから引き抜けた状態で
破損しており、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。

【００６８】ジョ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)は決まり、また、繊維の最適配合量
を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。

【００６９】故に、ジョイントシートの強度を向上させ
るために、技術的工夫を必要とするのは( ₁)〜( ₃)の項目
であり、これらについて以下に考察する。

【００７０】( 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。

【００７１】石綿の場合、完全に単繊維に開綿される
と、その繊維径は２５０〜４００_オンク_゛ストロームであるのに
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、２μ〜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倍のアスペクト
比を有していると考えられる。従って、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
たとしても、少なく見積っても、他の繊維に比べて数十
倍のアスペクト比を有しているものと思われる。このこ
とが、石綿ジョ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。

【００７２】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には、その繊維
長を長くすればよいが、この発明で示した繊維長以上に
なると、ミキシング時に繊維の分散不良を生じ、逆に強
度が低下するばかりでなく、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
限に大きくすることは困難となる。

【００７３】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させるも
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。

【００７４】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ョ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難しいと思われる。

【００７５】この発明においては、剛直で折れやすい傾
向にある第１繊維群に分類される繊維同志の組合わせに
より製造すると、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。

【００７６】( ₂) 繊維とマトリックス界面の接着力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。

【００７７】通常、２つの物質間の界面接着力および相
溶性は、溶解度指数（ＳＰ値）で評価することができ
る。

【００７８】ＳＰ値は、各物質固有の値であり、この値
の近いもの同志が、一般的に良い相溶性を示すことが知
られている。

【００７９】ジョ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程度のＳＰ値を有してお
り、他の有機物質も、一般的にほぼこの近辺のＳＰ値を
有しているが、無機物質は、一般的に、これよりかなり
大きい値となる（ガラスの場合１２２〜１３３）。

【００８０】このことから、無機質繊維より、有機質繊
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。

【００８１】この発明において、ゴムとの相溶性の悪い
ガラス繊維を用いる場合、表面をシラン系カップリング
剤で処理することにより、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り、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た。

【００８２】( ₃) 繊維相互の抱合力一般的に、繊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。

【００８３】石綿の場合は、繊維自体が柔軟であり、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、石綿ジョ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。

【００８４】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、ほとんどの繊維
が平滑な表面を有するため、繊維同志が比較的絡み難
く、特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、非常に絡み難い傾向を示し、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、高強度のジョイントシートを
得ることは難しい。

【００８５】しかし、この発明で示した組合わせによる
繊維同志を適当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り、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ことによって、シートの
強度を向上できるのは、上記の理由に基づくものであ
る。

【００８６】前述したように、熱ロールでシート状に積
層成形をしておくと、材料がロール上に均一にならさ
れ、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。

【００８７】この発明によるジョイントシートは、石綿
ジョ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。

【００８８】

【発明の効果】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、ウオラストナイト、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冷ロールと熱ロー
ルとの間に投入して積層成形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り、石綿ジョ
イントシートに匹敵する高強度と、優れた圧縮復元性を
有するジョイントシートを製造することができる。

【表１】

【要約】［目的］石綿以外の繊維を使用し、しかも従
来の石綿ジョイントシートの有する機械的強度やシール
性能と対比して優るとも劣らない高強度とガスケットと
して必要な圧縮復元特性を有するジョイトシートの製造
方法である。［構成］比較的剛直な繊維である第１繊
維群と比較的柔軟な繊維である第２繊維群とから成り、
前記第１繊維群と第２繊維群、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冷ロ
ールと熱ロールとの間に投入してこの混合物を熱ロール
上に積層成形して製品とするものである。［効果］石
綿以外の繊維を使用して簡単な処理工程により、石綿ジ
ョイントシートに匹敵する高強度と、優れた圧縮復元性
を有するジョイントシートを製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 105:16 Ｂ２９Ｌ 31:26 4Ｆ (72)発明者西本一夫横浜市戸塚区上柏尾町135番地１東戸塚マンション411号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、ウオラストナイト、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冷ロ
ールと熱ロール間に投入してこの混合物を熱ロール上に
積層成形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。
【請求項２】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であって、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。
【請求項３】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。