JP2920602B2 - ジョイントシート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石油化学プラント、各
種工業用機械装置、自動車、家電など広範囲な分野で使
用されるガスケットの基材として用いられるジョイント
シートに関し、特に自動車用等の低い締め付け圧力での
使用に適したジョイントシートの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のジョイントシートは、基
材繊維・充填材・ゴム薬品に、溶剤に膨潤させたゴム
（あるいは粉末ゴムまたはラテックスに溶剤を加えたも
の）をヘンシェルミキサー等で充分に混練し、ジョイン
トシート形成用組成物（以下混練材料と略する）を調整
し、次いで、この混練材料を熱ロール（約１５０℃）と
冷ロール（約２０℃）とからなる一対のカレンダロール
間に投入し、熱ロール側に加熱・圧延しながら積層し、
溶剤の蒸発・加硫を行ない、所定の厚さに積層したシー
トを剥離することによって製造されている。製品によっ
ては、加硫を進めるために、得られたシート状物をさら
にオートクレーブ等で二次加硫を行なう場合もある。な
お、構成材料としては用途に応じ、上記のもののほか軟
化剤・可塑剤・水膨潤剤・油膨潤剤が少量添加され、保
管・識別の点から顔料が配合されることもある。

【０００３】そして従来、ジョイントシートとしては石
綿ジョイントシートが使用され、石綿繊維の独特の形状
や、優れた耐熱性を利用して、水、油、空気、水蒸気な
どの配管や機器用のガスケットとして打抜き加工され、
使用されてきた。この石綿ジョイントシートは、無機物
でありながら非常に柔軟で高度にフィブリル化している
細く表面積の大きな石綿繊維を６０〜８５重量％程度含
んでおり、ゴム材料中に石綿繊維が充分に分散、密着し
た状態となっているため、加熱圧延しながら積層したシ
ートは、その表面が平滑でフランジとのなじみも良く、
低い締付け面圧でも良好なシール性を保持する特性を有
している。

【０００４】ところが石綿繊維は天然鉱物であり、資源
の枯渇が心配されることや、石綿繊維が原因と推測され
ている健康障害が社会的問題となって世界的に石綿の使
用が制限される傾向となっている現状に鑑み、最近では
石綿繊維を全く使用せず、石綿繊維以外の無機繊維と有
機繊維の両方またはいずれか一方を使用したジョイント
シート（アスベストフリージョイントシートまたはノン
アスベストジョイントシートまたはＮＡジョイントシー
トと呼ばれている）が使用されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、自動車産業等の
産業分野においては、部品の小型軽量化によってシール
すべきフランジの肉厚が薄くなり、フランジの締付けボ
ルトの径が細く、かつボルト本数が少なくなる傾向にあ
るため、ガスケットに対する締付け面圧を充分にかける
ことができなくなってきており、漏れが生じやすくなっ
ている。そこで、使用する用途によっては内部流体に対
して膨潤性を持たせたりしてシール性を向上させる工夫
が行なわれているが、打抜き加工業者や卸売業者にとっ
ては、用途別に品種を増加させたため打抜きくずの量が
増えたり、在庫管理の負担が大きくなっており、さらに
昨今では品種が増加したために産業廃棄物の量が増加
し、処理問題等環境面でも大きな問題となってきてい
る。また、表面にシーラントをガスケットの形状に合わ
せて印刷し、フランジとの密着効果を高めてシール性能
を向上させる場合も多いが、これは製造工程が複雑にな
り製造原価を引き上げる原因となっている。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、従来のアスベストフリージョ
イントシート基材の物性と比べて遜色なく、かつ低締め
付け圧力下のシール性に優れたジョイントシートを提供
することを主たる目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるジョイント
シートは、基材繊維、ゴム材料、ゴム薬品、充填材を主
材とする組成物から成るアスベストフリージョイントシ
ートであって、前記組成物のシートを中芯材とし、この
中芯材の表面および／または裏面に、前記組成物中に粘
着付与剤を含む組成物シートが積層されていることを特
徴としている。

【０００８】本発明のジョイントシートで用いる粘着付
与剤は、ゴム用として公知のもので、クマロン樹脂、フ
ェノール・テルペン樹脂、ロジン系樹脂、アルキルフェ
ノール樹脂、アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂
等であり、常温においては樹脂状の個体で、加熱するこ
とにより軟化して粘着性が得られるものである。そし
て、それらの粘着付与剤は望ましくはジョイントシート
の製造時に使用される有機溶剤に溶解するものが良い。

【０００９】本発明のジョイントシートで用いる繊維
は、ロックウール、カーボン繊維、ガラス繊維、セピオ
ライト、セラミック繊維、溶融石英繊維、化学処理高シ
リカ繊維、溶融珪酸アルミナ繊維、アルミナ連続繊維、
安定化ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、チタン酸アル
カリ繊維、ウォラストナイト、ウィスカー、ボロン繊
維、金属繊維等の無機繊維や、芳香族ポリアミド繊維、
ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステ
ル系樹脂、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルア
ルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ尿素系繊
維、ポリウレタン系繊維、ポリフルオロカーボン系繊
維、フェノール系繊維、セルロース系繊維等の有機繊維
を単独あるいは併用して用いることができる。

【００１０】また、本発明のジョイントシートで用いる
ゴムは、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素化アク
リロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、エチレン
プロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレ
ンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、シ
リコーンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、エチ
レン酢ビゴム、塩化ポリエチレン、塩化ブチルゴム、エ
ピクロルヒドリンゴム、ニトリルイソプレンゴム、天然
ゴム、イソプレンゴム等のゴムを用いることができる。

【００１１】ゴム薬品としては、硫黄、酸化亜鉛、酸化
マグネシウム、過酸化物、ジニトロソベンゼン等の加硫
剤、ポリアミン系化合物、アルデヒドアミン系化合物、
チウラム系化合物、ジチオカルバミン酸塩系化合物、ス
ルフェンアミド系化合物、チアゾール系化合物、グアニ
ジン系化合物、チオウレア系化合物、キサントゲン酸塩
系化合物等の加硫促進剤や、老化防止剤、スコーチ防止
剤、可塑剤、着色剤等、従来のジョイントシート形成用
ゴム薬品として公知のゴム薬品が広く用いられる。

【００１２】本発明のジョイントシートに用いる充填材
としては、クレー、タルク、硫酸バリウム、重炭酸ナト
リウム、マイカ、グラファイト、セリサイト、ワラスト
ナイト、焼成クレー等が挙げられる。

【００１３】なお、前記粘着付与剤は、表面あるいは裏
面のみに粘着性を与えてシール性を改良することが目的
であるので、引張り強さや応力緩和率などの物性に大き
く影響する中芯部分は別の組成物とし、表面層あるいは
裏面層に用いるのが好ましいが、生産性などの点で単一
の組成とする場合は、その材料に粘着付与剤を加える場
合も含まれることは言うまでもない。

【００１４】

【作用】本発明者らは、従来よりアスベストフリージョ
イントシートのシール性に関する研究を行ない、表面お
よび／または裏面層に粘着性を持たせるための粘着付与
剤を配合してジョイントシートを製板することにより、
シール性が著しく改良されることを知り、この知見に基
づいて本発明を完成したものである。すなわち、このジ
ョイントシートは自動車のエンジン周りのように使用状
態で熱がかかる部位に用いられると、粘着付与剤が熱で
軟化して粘着性が発現し、フランジとシートが粘着しシ
ール性が高まる。一方、常温では粘着付与剤は固化して
いるため、一般のジョイントシートと同じように取り扱
いができ、保管時にシート同士が粘着することもなく、
フランジの分解時にも粘着付与剤が軟化点以下の温度に
下がって固化し、粘着性がなくなるためフランジへの張
り付きはみられない。また、基材そのものに膨潤性がな
いため膨潤タイプのジョイントシートと比較して耐久性
にも優れている。

【００１５】粘着付与剤の添加量は図１に示すように、
１０重量％程度で充分で、あまり多く配合すると加熱時
に軟化した粘着付与剤が表面に浮き出てくることがあ
り、好ましくない。また、基材配合中に樹脂を配合する
と応力緩和率などの物性が悪くなるため、粘着付与剤を
添加した混練材料を基材の表面および／または裏面だけ
薄く積層させ、基材の構造を３層構造とすることが、ジ
ョイントシートの良好な基本特性を維持しながら表面に
粘着性を付与することができるので最も望ましい。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 ［実施例１］ゴム素練りロールによって０．２mmの厚さ
に薄だし処理をしたアクリロニトリルブタジェンゴムを
所定量計算した後、３００重量部のトルエンに浸漬し、
２４時間放置して充分に膨潤させ、下記表１のＡに示す
配合の繊維材料、ゴム薬品、充填材とともにヘンシェル
ミキサーにて８０分間混合して中芯材料を調整した。次
に同様の方法で表１の実施例１に示す配合の表面材料を
調整した。そしてまず表面材料を１５０℃の熱ロール、
２０℃の冷ロール間に投入し、次いで中芯材料、最後に
表面材料を投入しながら加圧加硫成形し、厚さ１．５mm
のジョイントシートを作成した。

【００１７】

【表１】

【００１８】［実施例２］表１の実施例１に示す配合の
材料を中芯材料とし、表面材料は用いず中芯材料だけを
用いて実施例１と同様にジョイントシートを製造した。

【００１９】［比較例１］表１のＡに示す配合の中芯材
料および表１の比較例１に示す配合の表面材料を用い
て、実施例１と同様の方法にてジョイントシートを製造
した。実施例１〜２および比較例１のジョイントシート
の物性を下記表２に示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】なお、表２のジョイントシートの引張強
さ、圧縮率、復元率、応力緩和率は、ＪＩＳ Ｒ３４５
３に準じて測定したものである。シール性については、
自動車の冷却水シールを想定し、リング状に打ち抜いた
ガスケットをフランジに挾み、温度１００℃の自動車用
冷却水を内圧１kgf／cm²で加圧し、漏れが発生するまで
の時間を目視により測定したものである。

【００２２】測定の結果、実施例１によるジョイントシ
ートは応力緩和等の一般物性が良好であり、加熱時のシ
ール性は格段と優れていることが判る。また実施例２の
ジョイントシートは応力緩和率などは多少低下するがシ
ール性は実施例１と同様に格段と優れている。一方、比
較例１のジョイントシートは実施例１，２に比べ著しく
シール性が悪いことが判る。なお、本発明にあっては、
粘着付与剤のほかに、撥水剤を併せて添加してもよい。
この撥水剤の併用により、ジョイントシートの撥水性が
向上し、水系流体のシール性も発揮させることができ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、一般物性が良好であるうえにシール性に優れ、低い
締め付け圧力で加熱された部位での使用に好適なジョイ
ントシートを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】粘着付与剤の添加量とシール性の関係を示すグ
ラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−287542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−90281（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−203688（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C09K 3/10 F16J 15/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材繊維、ゴム材料、ゴム薬品、充填材
   を主材とする組成物から成るアスベストフリージョイン
   トシートであって、前記組成物のシートを中芯材とし、
   この中芯材の表面および／または裏面に、前記組成物中
   に粘着付与剤を含む組成物シートが積層されていること
   を特徴とするジョイントシート。