JP2608457B2 - エンジンの排気系用ガスケット - Google Patents

エンジンの排気系用ガスケット

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車、トラック、船舶あるいはその他の
各種輸送手段のエンジンにおける排気系用のガスケット
に関する。
従来の技術 従来から自動車エンジンの排気マニホールド用ガスケ
ットとして、アスベストベースのものが使用されている
が、アスベストは人体に吸収されると肺癌を発生する危
険があることが指摘されるに至って、現在アスベストフ
リーのガスケットの開発が重要課題となっている。
ところで、エンジンの稼働中における排気ガスは600
〜1000℃にも達する高温度であるので、排気マニホール
ドのガスケットとしてはこのような高温度に長時間曝さ
れても所要のシール性を保持し得る耐熱性のものが要求
される。
解決を要すべき問題点 この要求に応えるために本発明者らは、先に耐熱性セ
ラミック繊維、無機質結合剤、有機高分子繊維、および
有機質結合剤とからなるセラミック繊維シートの層をフ
ック鉄板の片面または両面に有するガスケットを開発し
た。上記のセラミック繊維シートには有機質結合剤が含
有されているが有機質結合剤を含有させることにより該
シートの製造が容易となり、また得られたシート自体の
機械的強度も良好となってそれを用いてガスケットを製
造することも容易となる。しかしながら、それによって
得られたガスケットは、高温度に加熱されると含有有機
質結合剤が焼失するために焼け細りを起こして薄くな
り、シール性に不良を生じる場合がある。
以上の理由から、耐熱性、断熱性、並びに高温度での
シール性に優れた排気マニホールド用のガスケットの開
発が大きな問題点となっている。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決するための手段とし
て、 (1) 耐熱性セラミック繊維、無機質結合剤、および
有機高分子繊維とからなり、有機質結合剤の含有量が零
であるか、または10重量%以下であり、かつ坪量0.90kg
/m2以上であるセラミックス繊維シート層とフック鉄板
とからなることを特徴とするエンジンの排気系用ガスケ
ット、および、 (2) 耐熱性セラミック繊維、無機質結合剤、有機高
分子繊維、および有機質結合剤とからなり、有機高分子
繊維と有機質結合剤との合計量が10重量%以下であり、
かつ坪量0.90kg/m2以上であるセラミック繊維シート層
とフック鉄板とからなることを特徴とするエンジンの排
気系用ガスケット、などを提供しようとするものであ
る。
発明の作用 本発明のガスケットは、有機質結合剤のガスケット中
における含有量が零であるか、または10重量%以下と少
なく、かつセラミック繊維シート層の坪量が0.90以上と
大きい2点の特長を有する。この結果、高温度に加燃さ
れても焼け細りを起し難く、したがって高温度でのシー
ル性が頗る安定している。
以下、実施例により本発明を一層詳細に説明する。第
1図は本発明の1実施例の断面図であり、第2図は本発
明の他の実施例の断面図である。
第1図および第2図において、1はフック鉄板であ
り、2はセラミック繊維シート層である。第1図に示す
実施例は、所謂スチールベストタイプのものであって、
両面にフックを有するフック鉄板1の両面にセラミック
繊維シート層2が設けられている。第2図に示す実施例
は、所謂パワーベストタイプのものであって、片面のみ
にフックを有するフック鉄板1の2枚の間にセラミック
繊維シート層2が設けられている。
フック鉄板1としては、スチールベストやパワーベス
ト用として従来から周知のものを使用することができ
る。
セラミック繊維シート層2は、耐熱性セラミックス繊
維、無機質結合剤、および有機高分子繊維とからなり、
場合によっては少量の有機質結合剤が含有される。
耐熱性セラミック繊維としては、アルミナシリカ繊
維、ジルコニヤ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、各種
組成のガラスの繊維、ロックウールなど少なくとも600
℃以上の耐熱性を有するもの1種または2種以上が用い
られる。好ましくはアルミナシリカ繊維、ジルコニヤ繊
維、ガラス繊維などであるが、アルミナシリカ繊維、ジ
ルコニヤ繊維、アルミナ繊維などの非ガラス系繊維の1
種または2種以上と1種または2種以上のガラス繊維と
を併用することが好ましい。その場合、非ガラス系繊維
100重量部あたりガラスの繊維は10〜100重量部程度が適
当である。
セラミックス繊維の太さは0.1〜50μm、特に1〜30
μm、長さは1〜150mm、特に5〜100mm程度が好まし
い。
無機質結合剤としては、未硬化状態あるいは半硬化状
態において無機質であるものは勿論のこと、それらの状
態でたとえ有機質であっても結合剤として実質的に作用
する状態においては本質的に無機質であるものが用いら
れる。しかして本発明において用いられる無機結合剤と
しては、各種のセラミック化シリコン、(たとえば、関
西ペイント社製CELA400やトーレ・シリコーン社製AY49
−208など)、シリカ系溶液(たとえば朝日化学工業社
製スミセラムPN2010など)などが例示される。無機結合
剤の使用量は、セラミック繊維100重量部あたり20〜300
重量部、好ましくは30〜200重量部程度である。
有機質結合剤としては、たとえばNBRエマルジョン、
アクリルエマルジョン、ポリビニルアルコール水溶液な
どが例示されるが、前記した通り本発明においてはそれ
を全く使用しないか、あるいは使用するとしてもその使
用量はセラミック繊維シート層中における含有量が10重
量%以下、好ましくは7重量%以下となる少量にとどめ
られる。
有機高分子繊維としては、ポリアミド、芳香族ポリア
ミド、ポリエステル、フェノール樹脂あるいはその他の
熱可塑性有機高分子や熱硬化性有機高分子の繊維および
クラフトパルプなどの天然有機繊維を使用することがで
きる。市販品では、デュポン社製の商品名ケブラー、テ
イジン社製の商品名テクノーラ、日本カイノール社製の
商品名カイノールなどが例示される。有機高分子繊維の
太さは0.1〜100μm、特に1〜50μm、長さは1〜300m
m、特に2〜50mm程度が好ましい。有機高分子繊維の使
用量は、セラミック繊維100重量部あたり1〜30重量部
程度である。なお有機高分子繊維は、前記有機質結合剤
程ではないにしても、本発明のガスケットが高温度に加
熱された場合の焼け細りの原因となる。したがって本発
明においては、有機高分子繊維の使用量はセラミック繊
維シート層中における含有量が10重量%以下、好ましく
は8重量%以下となる少量とすることが好ましく、さら
にはセラミック繊維シート層中における有機高分子繊維
と有機質結合剤との合計量が10重量%以下であることが
特に好ましい。
セラミック繊維シートは、上記したセラミック繊維、
無機結合剤、有機高分子繊維、さらには必要に応じて少
量用いられる有機質結合剤とを予め均一に混合した組成
物、あるは粥状物を用いて製造してもよく、また先にセ
ラミック繊維と有機高分子繊維とのみでシートを作製
し、ついで該シートに無機結合剤を塗布、含浸などして
添加するようにしてもよい。
セラミックス繊維シート層の坪量は、それが小さいと
ガスケットの高温シール性が不満足となるので、0.90kg
/m2以上であることを必須とし、特に0.92kg/m2以上、さ
らに0.93〜1.5kg/m2であることが好ましい。かかる高坪
量のシートは、たとえば上記の乾式法または湿式法で製
造したシートを常温乃至170℃でプレス加工することに
よって得ることができる。セラミック繊維シート層の厚
さは、0.5〜1.5mm程度である。
セラミック繊維シート層は、上記した諸成分の他に、
未膨張ひる石、膨張ひる石、タルク、クレー、マイカな
どの無機充填剤を5〜50重量%程度含有していてもよ
い。
発明の効果 本発明のガスケッは、断熱性に優れておりしかも高温
度に加熱されても焼き細りを起し難く、したがって高温
度でのシール性が頗る安定している。したがって、各種
エンジンの排気マニホールド用のガスケットとして頗る
高性能を発揮する。
実施例 以下、実施例および比較例により本発明を一層詳細に
説明する。
実施例1 耐熱性のセラミック繊維としてアルミナシリカ繊維
(太さ:1.9μm、平均長さ:70mm、イビデン(株)社製
の商品名イビウールJ)を63重量部、ガラス繊維(太
さ:11μm、平均長さ:13mm、富士ファイバーグラス
(株)社製の商品名FES−13)27重量部、クラフトパル
プ(太さ:約50μm、平均長さ:2.0mm)を7重量部、膨
張したひる石(平均粒径:約0.5mm、ヒルイシ化学工業
(株)社製ヒルコンS#80)を40重量部、NBRエマルジ
ョンをその固形分量にして5重量部、5重量%明ばん水
溶液40重量部とからなる粥状組成物(固形分142重量
部)を抄造してシールを得、ついでかくして得たシート
を常温で予備プレス後、120℃でプレス加工して平均厚
さ1.0mm、坪量0.93kg/m2の高坪量のセラミック繊維シー
トとした。ついで該高坪量シート2枚を両面にフックを
有するフック鉄板(厚さ0.2mm)の両面にそれぞれ施し
てスチールベストタイプのガスケット用シート材(厚さ
1.5mm)を得、最後に各セラミック繊維シートの表面か
ら無機結合剤としてのシリカエマルジョン(横浜ゴム
(株)社製の商品名ハマセラコン384)をスプレイング
して固形分にして約20重量部含浸させた。
実施例2 クラフトパルプの使用量を4重量部、NBRエマルジョ
ンをその固形分量にして4重量部とし、平均厚さ1.0m
m、坪量0.95kg/m2の高坪量のセラミック繊維シート(朝
日化学工業社製のスミセラムPN2010に浸漬して得たも
の、同物質の固形濃度約20重量%)を得たことを除いて
は実施例1と同様にしてスチールベストタイプのガスケ
ット用シート材(厚さ1.5mm)を得た。
実施例3 NBRエマルジョンを全く使用せず、クラフトパルプの
使用量を15重量部として平均厚さ1.0mm、坪量0.97kg/m2
の高坪量のセラミック繊維シートを得たことを除いては
実施例1と同様にしてスチールベストタイプのガスケッ
ト用シート材(厚さ1.5mm)を得た。
実施例4〜8 アルミナシリカ繊維、ガラス繊維、クラフトパルプ、
クラフトパルプに代わる有機高分子繊維としてのカイノ
ール、膨張したひる石、NBRエマルジョン(固定分量の
使用量(重量部)、無機結合剤の種類(量はすべて20重
量部)を下表の通りに変えて実施例1と同様にして(但
し無機結合剤としてスミセラムPN2010を使用した場合は
浸漬法にて施与)、いずれも平均厚さ1.0mm、坪量0.93k
g/m2の高坪量のセラミック繊維シートとした。ついで各
高坪量シート2枚を両面にフックを有するフック鉄板
(厚さ0.2mm)の両面にそれぞれ施してスチールベスト
タイプのガスケット用シート材(厚さ1.5mm)を得た。
比較例1 実施例1とは、NBRエマルジョンをその固形分量にし
て20重量部使用し、平均厚さ1.0mm、坪量0.95kg/m2の高
坪量のセラミック繊維シートを得たことを除いては実施
例1と同様にしてスチールベストタイプのガスケット用
シート材(厚さ1.5mm)を得た。
比較例2 実施例1とは、NBRエマルジョンをその固形分量にし
て5重量部使用し、平均厚さ1.0mm、坪量0.85kg/m2の低
坪量のセラミック繊維シートを得たことを除いては実施
例1と同様にしてスチールベストタイプのガスケット用
シート材(厚さ1.5mm)を得た。
実施例1〜8および比較例1〜2の各ガスケット用シ
ートを対象として下記の条件でシール性の比較試験を行
った。その結果を下表に示す。
シール性試験法:外径90mmφ、内径74mmφのドーナッ
ツ状サンプルを各シートより打抜き、300kg/cm2の圧力
で両側からステンレスフランチで締付け、その状態でス
テンレスフランヂごと600℃で22時間加熱し、その後常
温にもどして該フランヂ内の空間に空気を送込んでその
内圧を0.5kg/cm2に保持してフランヂ合わせ面からの空
気リーク量(cc/分)を測定した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例の断面図であり、第2図は本
発明の他の実施例の断面図である。 第1図および第2図において、1はフック鉄板であり、
2はセラミック繊維シート層である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 嘉彦 神奈川県大和市深見西1丁目5番2号 日本ラインツ株式会社内 (72)発明者 中尾 貞夫 神奈川県大和市深見西1丁目5番2号 日本ラインツ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−179990(JP,A) 特開 平1−203760(JP,A) 特開 昭59−58077(JP,A) 特開 平1−229091(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】耐熱性セラミック繊維、無機質結合剤、お
    よび有機高分子繊維とからなり、有機質結合剤の含有量
    が零であるか、または10重量%以下であり、かつ坪量0.
    90kg/m2以上であるセラミックス繊維シート層とフック
    鉄板とからなることを特徴とするエンジンの排気系用ガ
    スケット。
  2. 【請求項2】耐熱性セラミック繊維、無機質結合剤、有
    機高分子繊維、および有機質結合剤とからなり、有機高
    分子繊維と有機質結合剤との合計量が10重量%以下であ
    り、かつ坪量0.90kg/m2以上であるセラミック繊維シー
    ト層とフック鉄板とからなることを特徴とするエンジン
    の排気系用ガスケット。
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WO1998053022A1 (en) * 1997-05-21 1998-11-26 Flexitallic Investments Incorporated Gaskets
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