JP2001280509A

JP2001280509A - ゴムガスケット

Info

Publication number: JP2001280509A
Application number: JP2000090161A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ando; 正浩安藤; Masayuki Nakagawa; 正幸中川; Tomohide Aoki; 智英青木; Hideyuki Fujiwara; 秀之藤原
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】高価な低温対応フッ素ゴムを使用しなくても
低温シール性を確保できるとともに、汎用フッ素ゴムの
使用も可及的に低減できるゴムガスケットを提供するこ
と。【解決手段】ＮＢＲ系ゴム製のリング状のガスケット
本体１２２と、フッ素ゴム製で、表面に形成されるバリ
ア層１２４とを備えるゴムガスケット１１４。さらに、
ガスケット本体１２２とバリア層１２４との間に、エピ
クロロヒドリンゴムからなる接着層１２３が介在してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、封入液が燃料であ
る場合に好適なゴムガスケット（以下単に「ガスケッ
ト」と称する。）に関する。特に、アルコール添加ガソ
リン（以下「ガソホール」と称する。）を使用する燃料
系に好適なゴムガスケットに関する。

【０００２】本発明で使用する主たるポリマー及び薬剤
の略号は下記の通りである。

【０００３】ＮＢＲ…ニトリルゴムＰＶＣ…ポリ塩化ビニルＴＨＶ系ＦＫＭ…フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレ
ン−四フッ化エチレン共重合体系フッ素ゴムＣＯ…エピクロロヒドリン系ゴムＥＣＯ…エピクロロヒドリン−エチレンオキシド系ゴムＡＧＥ…アリルグリシジルエーテル

【０００４】

【背景技術】ここでは、図１に示す如く、燃料タンク１
２の上面にポンプモジュールを組み付ける際に使用する
ガスケット１４を、主として例にとり説明するがこれに
限られるものではない。

【０００５】具体的には、燃料タンク１２のポンプモジ
ュール取り付け口１６に形成された内フランジ部（ガス
ケット座）１８とポンプブラケット２０との間に、図２
に示すようなリング状のゴムガスケット１４を介在させ
て、締結を行なう。このときの締め代は、通常、８〜３
５％である。

【０００６】上記ゴムガスケットは、従来、耐油性及び
機械的物性のバランスがとれているＮＢＲ系ゴム配合物
の加硫物からなるものであった。

【０００７】他方、環境的見地から、昨今の車両におけ
る揮発ガソリン透過量に対して規制強化の傾向にある。
例えば、アメリカではハイドロカーボン類（炭化水素
類）の放出が、２００４年に車１台当たり０．５ｇ／日
（現在２ｇ／日）以下に規制される見込みである。

【０００８】当該規制強化には、上記いわゆるＮＢＲ系
ゴム製ガスケットでは対応が困難である。特に、アルコ
ール添加ガソリンでは、アルコール無添加のガソリンに
比してガソリン透過性がより高い傾向にある。

【０００９】これに対応するため、フッ素ゴム配合物の
加硫物からなるガスケット、いわゆるフッ素ゴム製ガス
ケットが実用化かつ上市されている。

【００１０】しかし、汎用のフッ素ゴム製のガスケット
はＮＢＲ製ガスケットに比して格段に高価（約５〜６
倍）であるとともに、低温シール性において十分でな
い。極寒冷地においては、汎用のフッ素ゴムに比して格
段に高価（約５〜６倍）な低温対応フッ素ゴム製のガス
ケットを使用する必要があった。

【００１１】本発明は、上記にかんがみて、高価な低温
対応フッ素ゴムを使用しなくても低温シール性を確保で
きるとともに、汎用フッ素ゴムの使用も可及的に低減で
きるゴムガスケットを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のゴムガスケット
は、上記課題を下記構成により解決するものである。

【００１３】ＮＢＲ系ゴムをベースとする本体ゴム配合
物の加硫物からなるリング状のガスケット本体と、フッ
素ゴムをベースとするゴム配合物の加硫物からなり、表
面に形成されるバリア層とを備えてなることを特徴とす
る。

【００１４】上記構成において、バリア層が、ガスケッ
ト本体の内周面及び／又は外周面に形成することが容易
に製造できる。

【００１５】また、バリア層の肉厚は、０．３〜４．０
mmとすることが、耐燃料透過性の確保が容易となる。

【００１６】ガスケット本体とバリア層との間に、ヒド
リンゴムをベースとするゴム配合物の加硫物からなる接
着層を介在させることが、ガスケット本体とバリア層と
の間における未加硫時密着性及び加硫後接着性を確保し
易い。

【００１７】上記接着層の肉厚は、通常、０．２〜１．
０mmとする。

【００１８】また、通常、ＮＢＲ系ゴムは、重量組成Ｎ
ＢＲ／ＰＶＣ＝４０／６０〜８０／２０のＮＢＲ／ＰＶ
Ｃアロイとし、フッ素ゴムはＴＨＶ系とし、ヒドリンゴ
ムは、アリルグリシジルエーテル型とする。

【００１９】上記各構成のゴムガスケットは、共押出し
後、長尺裁断した未加硫の複層ゴム管に、附形マンドレ
ルを挿入して加硫した後、輪切りして製造することが、
生産性良好に製造できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
燃料系用のゴムガスケット（以下「ガスケット」と称す
る。）、すなわち、ガソリンタンクにおけるポンプモジ
ュール取り付け部位を例にとり説明する。以下の説明
で、既述例と対応する部分については、図符号は、百位
の数字を「１」とし、下二桁の数字を共通させて表示
し、それらの説明の全部又は一部を省略する。

【００２１】本実施形態のガスケット（燃料用ガスケッ
ト）１１４の一例は、図２に示すようにリング状で、図
３に示す如く、ガスケット本体１２２と、該ガスケット
本体の表面に形成されるバリア層１２４とを備えてなる
構成である。

【００２２】ここで、図例では、リング状の形態は円形
であるが、だ円形、矩形、多角形等、シール部位に形状
に適合させたものとする。また、バリア層１２４とは、
ガスケットを組み付け時において、ガスケット内／外の
接触流体（本実施形態ではガソリン）の透過を遮断する
作用を奏する層を意味するばかりでなく、ガスケット本
体に対する侵蝕（attack) を遮断する作用を奏する層も
意味する。

【００２３】ここで、ガスケット本体１２２は、従来と
同様、ＮＢＲ系ゴムをベースとする本体ゴム配合物の加
硫物からなる。また、バリア層１２４は、フッ素ゴムを
ベースとするゴム配合物の加硫物からなる、いわゆるフ
ッ素ゴム製である。

【００２４】そして、本実施形態では、バリア層１２４
はガスケット本体１２２の内周面のみに形成されてい
る。該バリア層１２４はガスケツト本体１２２の外周面
に形成しても、ガソリン透過を遮断でき、内周面と外周
面の双方にバリア層１２４を形成した場合は、更なる耐
ガソリン透過性の向上が期待できる。

【００２５】ガスケット本体１２２は、本来的にＮＢＲ
系ゴム製であるため、耐ガソリン性は十分あるが、バリ
ア層１２４を内周面に形成した場合は、更なる耐ガソリ
ン性（特に耐ガソホール性）の向上も期待できる。

【００２６】さらには、ガスケット本体１２２の下面及
び／又は上面にバリア層１２４を形成してもよい。この
場合は、低温シール性が低下するおそれがあるが、更な
る、耐ガソリン透過性及び耐ガソリン性の向上が期待で
きる。

【００２７】ここで、上記ＮＢＲ系ゴムは、とくに限定
されるものではなく、燃料用ガスケットの分野で一般的
に使用されているもの使用可能である。ＮＢＲ系ゴムと
しては、ＮＢＲ単独の他に、ＮＢＲと他のポリマーをブ
レンドしたポリマーアロイを含み、特にＮＢＲ／ＰＶＣ
アロイが機械的物性に優れており望ましい。ＮＢＲ／Ｐ
ＶＣアロイのブレンド比は、ＮＢＲ／ＰＶＣ＝４０／６
０〜８０／２０、望ましくは、６５／３５〜７５／２５
とする。ＰＶＣ量が過剰であると、樹脂的性質が増大
し、耐寒性及び耐圧縮永久歪み性に問題を生じやすくな
る。また、ＰＶＣ量が過少であると、ＰＶＣのブレンド
効果（耐オゾン性・耐候性・耐油性の向上及び機械的物
性の増大）を奏し難い。

【００２８】また、ＮＢＲとしては、通常、結合ニトリ
ル量２０〜４０％（望ましくは、３０〜４０％）のもの
を使用する。また、ＰＶＣとしては、重合度７００〜１
６００のストレート（単独重合体）又はコポリマー（共
重合体）を使用する。

【００２９】ＮＢＲ系ゴム配合物の加硫系は、硫黄加硫
系、過酸化物加硫系を問わない。加硫作業性の見地から
は硫黄加硫系を、耐圧縮永久歪みの見地からは過酸化物
加硫系を選択する。

【００３０】このガスケット本体１２２の肉厚及び幅
は、ガスケットの装着部位、要求されるシール圧により
異なるが、例えば、ガスケット内径９０〜１３０mm、ガ
スケット幅４〜６mm、ガスケット肉厚４〜８mmのとき、
本実施形態の場合、肉厚：２〜８mm、幅：２．５〜５mm
とする。

【００３１】また、上記バリア層１２４を形成するフッ
素ゴムは、とくに限定されるものではない。フッ化ビニ
リデン系、テトラフルオロエチレン−プロピレン系、ニ
トロソ系、フルオロポリエーテル系等問わない。これら
の内で、耐熱性・耐油性に相対的に優れているフッ化ビ
ニリデン系が望ましく、さらに、フッ化ビニリデン系で
は、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン−フッ化ビ
ニリデン共重合体系（ＴＨＶ系）が、六フッ化プロピレ
ン−フッ化ビニリデン共重合体系より望ましい。前者の
方が、耐熱性、耐油性、耐薬品性において優れているた
めである。

【００３２】これらのフッ素ゴムの加硫系は、ポリアミ
ン加硫系、ポリオール加硫系、過酸化物加硫系を問わな
い。

【００３３】このバリア層１２４の幅は、要求される耐
燃料透過性と材料コスト最小化のバランスから設定す
る。通常、０．３〜１．２mm、望ましくは、０．６〜
１．０mmとする。

【００３４】成形性の見地から、例えば、図１に示す如
く、ガスケット１１４の下面の一部が露出して組み付け
られるような場合、露出幅に対応させて、ガスケット本
体よりも大きな幅のバリア層を形成することもできる。

【００３５】図４に示す如く、本発明のガスケットは、
ガスケット本体１２２とバリア層１２４のみでもよい
が、図３に示す実施形態では、ガスケット本体１２２と
バリア層１２４との間には、エピクロロヒドリンゴム
（以下「ヒドリンゴム」と称する。）をベースとするゴ
ム配合物の加硫物、いわゆるヒドリンゴムからなる接着
層１２３を介在させている。ガスケット本体１２２とバ
リア層１２４との間の未加硫時における密着性及び加硫
後における接着性（ガソリン浸漬試験後）を確保する見
地からである。

【００３６】ヒドリンゴムとしては、エピクロロヒドリ
ン単独重合体（ＣＯ）、エピクロロヒドリン−エチレン
オキシド共重合体（ＥＣＯ）、及び、それぞれのアリル
グリシジルエーテル（ＡＧＥ）を共重合させたもの（Ｇ
ＥＯ又はＧＥＣＯ）いずれでも使用可能である。

【００３７】これらの内で、耐油性／耐寒性バランスの
見地からはＥＣＯを、耐ガス透過性の見地からはＣＯ
を、さらに、酸化劣化防止、及び、耐オゾン性向上の見
地からは、ＡＧＥ共重合タイプを、それぞれ選択する。

【００３８】ヒドリンゴムの加硫系は、チオウレア加硫
系、ポリアミン加硫系、アルカリ金属塩加硫系、トリア
ジン誘導体加硫系を問わない。

【００３９】接着層肉厚は、耐ガス透過性及びバリア層
／ガスケット本体間の密着性・接着性と材料コスト最小
化の見地から設定する。通常、０．２〜１．０mm、望ま
しくは０．３〜０．７mmとする。

【００４０】なお、必然的ではないが、接着層（ヒドリ
ンゴム層）１２３とバリア層（フッ素ゴム層）１２４及
びガスケット本体（ＮＢＲ系ゴム層）１２２との加硫後
における接着強度を確保するために、有機ホスホニウム
塩及び／又は１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウ
ンデセエン−７を配合することが望ましい（特開平８−
１６９０８５号公報、特許第２９８２７８８号公報等参
照）。この場合、上記各薬剤を、フッ素ゴム層に配合す
ることも考えられるが、ＦＫＭ等のポリマーとの反応性
が高くて、ゴム材料の保管時及び押出時における安定性
に欠けるため、接着層に配合することが望ましい。

【００４１】なお、ホスホニウム塩とは、炭素数１〜２
０のアルキル基を含む４級ホスホニウム塩または、芳香
族置換基を含む４級ホスホニウム塩を意味する。具体的
には、テトラブチルホスホニウムクロライド、テトラブ
チルホスホニウムブロマイド、トリブチルホスホニウム
クロライド、メトキシプロピルホスホニウムクロライ
ド、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、ベ
ンジルトリオクチルホスホニウムクロライド、トリフェ
ニルベンジルホスホニウムクロライド、テトラアルキル
ホスホニウムクロライド、テトラアルキルホスホニウム
ベンゾトリアゾール（テトラブチルホスホニウムベンゾ
トリアゾール、トリオクチルエチルホスホニウムベンゾ
トリアゾール）等を例示できる。

【００４２】次に、上記複合（複層）構成のガスケット
の製造は、例えば、下記のようにして製造することが、
生産性が良好である。

【００４３】図５に示す如く、まず多色押出機１２８を
用いて、複層ゴム管（二層又は三層）１３０を共押出し
後、搬送ベルト１２９で搬送しながら裁断機１３１を用
いて長尺裁断する。

【００４４】こうして調製した未加硫の複層ゴム管１３
０に、附形マンドレル（ストレートマンドレル）１３２
を挿入してスチーム加硫（バッチ加硫：缶加硫）を行な
う。このとき、ホース本体側は縮んで外径側が拡径し
て、外径寸法において高精度のものが得難い。

【００４５】このため、外径寸法において高精度のガス
ケットが要求されるときは、附形マンドレルを挿入した
未加硫の複層ゴムホースの外面を樹脂コートして、又
は、金型で圧縮して、それぞれ外径（外形）を拘束して
加硫する。

【００４６】ここで、附形マンドレル１３２における拡
径率は、ホースの内径及び材質にもよるが、通常、１０
２〜１１５％、望ましくは１０４〜１０６％とする。拡
径率が低過ぎては、内径の寸法精度の高い加硫複層ゴム
管を得難い。また、拡径率が高すぎては、マンドレル１
３２の挿入が困難となる。

【００４７】なお、加硫条件は、通常、１４０〜１７０
℃×６０〜２０min とする。

【００４８】上記において、本発明では、ＮＢＲ系ゴム
ガスケット本体１２２とフッ素ゴムバリア層１２４との
間にヒドリンゴム接着層１２３が存在することにより、
未加硫状態における各層間の、特に、フッ素ゴム層とヒ
ドリンゴム層との間の密着性が増大しているため、ガス
ケット本体１２２とバリア層１２４との間に密着不良に
よるマクレ現象が発生し難い。

【００４９】こうして調製した加硫複層ゴムホースは、
輪切り（所定厚みに裁断）して製造する。なお、附形マ
ンドレル１３２が金属製（通常鋼製）の場合は、加硫後
の複層ゴム管１３０から抜く必要があるが、耐熱樹脂製
で切断容易なものの場合は、挿入したまま、切断するこ
とが、切断が容易となり、ガスケット肉厚の寸法精度が
高いものが得易い。

【００５０】本発明のガスケットの製造方法は、特に限
定されず、圧縮成形・二色射出成形、二色トランスファ
成形等でも行なえる。圧縮成形の場合は、ガスケット本
体を形成するＮＢＲ系ゴム成形体の所要部位にフッ素ゴ
ムを貼りつけたり、包み込んで、圧縮成形型内に充填し
て圧縮成形を行なう。

【００５１】こうして調製したガスケットは、従来と同
様にして、ガソリンタンクにおけるポンプモジュール取
り付け部位に締結して使用する。

【００５２】この場合、本実施形態では、内側がフッ素
ゴム製のバリア層１２４で形成されているため、ガソリ
ンタンク内のガソリンのガスケットを介しての透過を確
実に防止できる。また、低温時においても、低温シール
性に優れたＮＢＲ系ゴム製のガスケット本体１２２が外
側に存在するため、低温シール性も確保できる。

【００５３】さらに、ガスケット本体１２２とバリア層
１２４との間にヒドリンゴム製の接着層１２３が存在す
るため、ガスケット本体１２２とバリア層１２４とのガ
ソリン浸漬試験後の接着性も良好であり、ガスケットの
耐久性も良好である。

【００５４】

【発明の効果】本発明のガスケットは、ＮＢＲ系ゴム製
のガスケット本体とフッ素ゴム製のバリア層とを備えた
構成により下記のような効果を奏する。

【００５５】高価な低温対応フッ素ゴムを使用しなくて
も低温シール性を確保できるとともに、汎用フッ素ゴム
の使用も可及的に低減できる。

【００５６】

【試験例】以下、本発明の効果を確認するために行った
実施例（発明例）について、説明をする。

【００５７】まず、未加硫の三層ゴム管を、多色押出機
１２８を用いて、表１に示す未加硫寸法仕様となるよう
に共押出しし、裁断機で３５０mm長に裁断後、附形マン
ドレル（外径３７．１mmφ）を挿入した状態で、１６０
℃×２５min の条件でスチーム缶加硫を行なった。な
お、加硫後の寸法仕様は、表１に示す如くであった。

【００５８】このとき使用した各ゴム配合物の材料は、
それぞれ、下記示す配合処方のものを使用した。

【００５９】ＮＢＲ系ゴム配合処方ＮＢＲ／ＰＶＣ＝７０／３０１００部ＳＲＦブラック１１０部プロセスオイル６０部ステアリン酸１部亜鉛華５部ワックス２部老化防止剤７部硫黄０．５部加硫促進剤４部ＦＫＭ配合処方ＴＨＶ系ＦＫＭ１００部ＳＲＦブラック１３部酸化マグネシウム（ＭｇＯ）３部水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂ ）６部ポリオール系加硫剤２部ＧＥＣＯ配合処方ポリマー（ＧＥＣＯ）１００部ＭＡＦブラック５５部エーテルエステル系可塑剤１２部加工助剤３部老化防止剤１部酸化マグネシウム（ＭｇＯ）３部炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃ ）５部難燃剤５部水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂ ）５部酸化カルシウム（ＣａＯ）２．５部チオウレア系加硫剤２部こうして調製した各実施例ガスケットについて、下記項
目の試験を行なった。

【００６０】＜ガソリン透過性試験＞ガソリン１００ｃ
ｃを充填したステンレス容器（内径３７mm）の上面を各
実施例のサンプルを用いてガスケット抑えで締結して、
４０℃×１５日放置後の重量減少量を測定した。

【００６１】それらの結果は、ガソリン透過量がいずれ
も０．００５ｇ／日・個以下であり、いずれも良好な耐
ガソリン透過性を示した。

【００６２】なお、ＮＢＲ／ＰＶＣアロイのみ単層構成
のガスケットについて、同条件でガソリン透過性試験を
行なったが、その結果は、０．０５ｇ／日・個以上であ
った。

【００６３】＜シール性試験＞各試験片（サンプル）
を、上記ガソリン封入したものを、８０℃乾熱劣化及び
４０℃ガソリン封入劣化の各試験前後において、各締め
代におけるシール性を測定した。なお、室温では３００
kPa、−４０℃では３００ kPaまで加圧して、洩れの有
無を測定した。

【００６４】それらの結果を表２に示すが、いずれも、
良好な低温（−４０℃）シール性を示した。

【００６５】なお、フッ素ゴムのみからなるガスケット
について、低温シール性を測定したが、室温では漏れは
発生しなかったが、低温（−４０℃）では、２００ kPa
で漏れが発生した。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するガスケットの適用部位を示す
ガスケットの装着態様概略断面図

【図２】ガスケットの一形態を示す斜視図

【図３】本発明のガスケットの一例を示す半横断面図

【図４】同じく他の例を示す半断面図

【図５】本発明のガスケットの製造方法の一例における
説明図

【符号の説明】

１１４ゴムガスケット（ガスケット）１２２ガスケット本体１２３接着層１２４バリア層１２８多色押出機１３０未加硫の複層ゴム管１３２附形マンドレル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青木智英愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者藤原秀之愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内Ｆターム(参考） 3J040 AA17 BA04 EA15 EA25 FA06 FA07 HA01 HA02 4F100 AK15A AK17B AK17J AK18B AK18J AK19B AK19J AK27A AK27J AK29A AK29J AK54D AK54K AK80B AL01A AN02A AN02B AN02D AR00C AR00D BA03 BA04 BA07 BA10A BA10C EH202 EJ062 EJ303 GB90 JD01 JD01C JL00 JL11D YY00C

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＮＢＲ系ゴムをベースとする本体ゴム配
合物の加硫物からなるリング状のガスケット本体と、フ
ッ素ゴムをベースとするゴム配合物の加硫物からなり、
表面に形成されるバリア層とを備えてなることを特徴と
するゴムガスケット。
【請求項２】前記バリア層が、ガスケット本体の内周
面及び／又は外周面に形成されていることを特徴とする
請求項１記載のゴムガスケット。
【請求項３】前記バリア層の肉厚が０．３〜４．０mm
であることを特徴とする請求項２記載のゴムガスケッ
ト。
【請求項４】前記ガスケット本体とバリア層との間
に、エピクロロヒドリンゴム（以下「ヒドリンゴム」と
称す。）をベースとするゴム配合物の加硫物からなる接
着層が介在していることを特徴とする請求項１、２又は
３記載のゴムガスケット。
【請求項５】前記接着層の肉厚が０．２〜１．０mmで
あることを特徴とする請求項４記載のゴムガスケット。
【請求項６】前記ＮＢＲ系ゴムが、重量組成ＮＢＲ／
ＰＶＣ＝４０／６０〜８０／２０のＮＢＲ／ＰＶＣアロ
イであり、前記フッ素ゴムがフッ化ビニリデン−六フッ
化プロピレン−四フッ化エチレン共重合体ゴム（ＴＨＶ
系ＦＫＭ）であり、前記ヒドリンゴムが、アリルグリシ
ジルエーテル型であることを特徴とする請求項５記載の
ゴムガスケット。
【請求項７】請求項２、３、４、５又は６記載のゴム
ガスケットを製造する方法であって、共押出し後、長尺
裁断した未加硫の複層ゴム管に、附形マンドレルを挿入
して加硫した後、所定厚みに裁断して製造することを特
徴とするゴムガスケットの製造方法。