JP2614772B2 - ガスケット用素材 - Google Patents

ガスケット用素材

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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、金属板の板面にゴム発泡層を形成してなる
ガスケット用素材の改良に関する。
［従来の技術］ 従来、この種のガスケット用素材として、図面に示す
ように、金属板１の両面に、プライマー層２を介してゴ
ム発泡層３を形成し、各ゴム発泡層の表面に非粘着層４
を形成したものが多く用いられている。
上記構成のガスケット用素材は、独立気泡または連続
気泡にて形成されたゴム発泡層による大きな圧縮復元性
を有しているので、金属板にゴム層を形成して成るガス
ケット用素材でシール性能を出すためのエンボス加工
（ビードの形成）を必要とせず、単に所定の形状に打ち
抜くだけで、良好なガスケット製品を得ることができ
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記構成のガスケット用素材には、以下の問
題点がある。
（Ａ）金属板にゴム発泡層を形成したガスケット用素材
にあっては、シール層となるゴム層が発泡しているため
に、引張り強度、応力緩和等の物性が劣り、シール材と
して必要な応力緩和が大きく、かつゴム発泡層の強度が
低いために起こる高圧シール時の発泡層吹き抜け、およ
び相手フランジ部材の熱収縮運動によるゴム発泡層の摩
耗とズリ変形破壊を招く欠点がある。
（Ｂ）従来の熱分解発泡剤を用いて形成されたゴム発泡
層は、発泡セル径が大きく、かつ常圧発泡成型法によっ
て形成されるために、独立気泡と連続気泡が混在してい
る。そのために、連続気泡部分を通してのゴム発泡層へ
の流体浸透や、ゴム発泡層の応力緩和も大きくなり、低
面圧でのシール性能が低下するという欠点がある。
［発明の目的］ 本発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
のであって、前記ゴム発泡層による優れた圧縮復元性を
保持しながら、引張り強度、応力緩和、耐摩耗性等の物
性を向上させることができ、かつ流体浸透を確実に防止
することのできるガスケット用素材を提供することを主
たる目的としているものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明によるガスケット用素材は、金属板に、有機繊
維および／または無機繊維を含み、かつ有機物質または
無機物質からなるミクロ状発泡粒子を独立気泡として含
むゴム発泡層が形成されていることを要旨としている。
本発明において、ゴム発泡層に使用される有機繊維お
よび／または無機繊維は、特に限定されるものでない
が、有機繊維としては、芳香族ポリアミド繊維、芳香族
ポリエステル繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等
など、従来、周知の合成繊維が広く用いられる。このう
ち、フイブリル化した芳香族ポリアミド繊維（商品名
「ケブラーパルプ」）が特に好ましい。無機繊維として
は、ガラス繊維、アルミナ繊維、ウイスカー繊維などが
用いられる。
また、本発明において、ゴム発泡層内で微細な独立気
泡を形成するミクロ状発泡粒子としては、一般に発泡性
マイクロカプセル、マイクロバルーンとしてそれぞれ故
障されている発泡粒子の使用が好ましい。
前記発泡性マイクロカプセル（例えば、松本油脂製薬
株式会社製「マイクロスフェアー」、スエーデンのケマ
ノーベル社製（「エクスパンセル」等がある）とは、塩
化ビニリデン、アクリロニトリル等のポリマーを外殻と
し、膨張剤としてイソブタンガスを内包したカプセル状
の微細な粒子で、熱を加えることによって外殻が軟化す
ると共に内包ガスの膨張により、全体がピンポン玉のよ
うになるもので、これをゴム材料に混合すれば、加硫成
形時の熱によってカプセル化し、ゴム材料は独立気泡の
ゴム発泡層となる。
一方、マイクロバルーンとは、シリカのような無機物
質を微細な中空殻状に作った無機質バルーン（商品名
「フライト」として市販されている）と、前記発泡製マ
イクロカプセルを予め発泡させて中空殻体とした有機室
バルーンとを総称したもので、これをゴム材料に混合す
ることにより、ゴム材料は完全独立気泡のゴム発泡層と
なる。
前記発泡性マイクロカプセル、有機質マイクロバルー
ン、無機質マイクロバルーンを使用する場合、加硫成形
するゴムコンパウンドに発泡剤を配合する必要はない。
［作用］ 上記構成のガスケット用素材にあっては、前記ゴム発
泡層は、ゴム材料と繊維の結合および繊維の絡み合いに
より、引張り強度、圧縮弾性率、応力緩和、耐摩耗性、
耐熱性等の物性の著しい向上が得られる。とくに高圧シ
ール時の発泡層吹き抜けや、相手フランジ部材の熱収縮
運動による摩耗とズリ変形の防止に効果がある。
繊維材料の使用による上記効果は、有機繊維、無機繊
維の単独使用、あるいは混合使用のいずれでもほぼ同じ
であるが、無機繊維の使用によれば、耐熱性を高めるこ
とができる。
なお、有機繊維材の使用において、ゴム発泡層を形成
するゴムコンパウンドに有機短繊維官能基とゴム分子間
に化学的結合をもたらす改質材（反応極性基（カルボキ
シル基、アミン基等）を有する結合助剤）を添加する
か、または繊維分子の末端および側鎖にゴム分子との化
学結合力がよいカルボキシル基、アミン基、エポキシ基
等をグラフト重合された繊維を用いることにより、繊維
とゴム間の結合力を増大（化学的補強）してゴム発泡層
の引張り強度、応力緩和、耐摩耗性等の物性をさらに向
上させることができる。
加えて、前記ゴム発泡層は、発泡性マイクロカプセ
ル、または有機・無機マイクロバルーンを含んでおり、
発泡セル径の極めて小さい完全独立気泡層が得られるの
で、引張り強度、圧縮弾性率、応力緩和、流体浸透防止
等の物性の著しい向上が得られる。特にガスケット締付
け時のクリープが小さいことから、応力緩和の低下およ
び低面圧でのゴム発泡層への流体浸透を完全に防止でき
る。
上記効果は、発泡性マイクロカプセル、有機・無機マ
イクロバルーンの単独使用、あるいは混合使用のいずれ
でも、ほぼ同じであるが、無機質マイクロバルーンの使
用によれば、耐熱性を高めることができる。
本発明によるガスケット用素材のゴム発泡層は、前述
したように、ミクロ状発泡粒子と繊維材料を含むことを
要旨としているものであるが、ミクロ状発泡粒子だけを
含むゴム発泡層では、締付け圧力により発泡ゴム層がフ
ローすることで、発泡セルが移動し、独立気泡セルのも
つ本来の反発力が発揮されなくなる。そのために締付け
ボルトのトルクが下がり、シール性が確保できない。
しかし、本発明のように、ミクロ状発泡粒子を有機繊
維および／または無機繊維と複合することによって、繊
維の網の目の中に独立発泡セルを点在させることができ
る。
このため、発泡セルが繊維の絡み合い中に点在する機
械的相互作用と、発泡セルと繊維の接着による化学的相
互作用によってゴム発泡層の拘束力が増加し、それによ
って発生した互いの拘束効果が、独立発泡セルの締付け
圧力による移動を減少させ、本来独立発泡セル自体のも
つ反発力が確保される。更に繊維の絡み合いが独立発泡
セルとの化学的相互作用によって増加することで、繊維
の反力も増加し、シール性が格段と向上する。
［実施例］ 次に、本発明の具体的実施例を示す。
実施例（１） 金属板に、厚さ0.25mmの冷間圧延鋼板を用い、その表
面をアルカリ脱脂剤で処理したあと、スコッチブライト
法にて研磨して粗面化し、次にリン酸塩系化成処理を行
ってリン酸鉄の防錆皮膜を形成したあと、フェノール樹
脂を主成分にNBRゴムコンパウンドで変性したプライマ
ーを両面に塗布してプライマー層を形成する。
次に、前記プライマー層上に、下記表に示す組成のゴ
ムコンパウンド液を所定の厚みに塗布し、乾燥したあと
更にその上にグラファイトのディスパージョンを塗布し
て非粘着層を形成し、180℃で10〜20分間加硫を行うと
同時に発泡させ、片面厚み200μのゴム発泡層を有する
ガスケット用素材を得た。
ゴムコンパウンド組成 ニトリルゴム 100PHR 亜鉛華 ３〜10 ステアリン酸 0.3〜1.0 カーボン 30〜150 クマロンインデン樹脂 ０〜20 老化防止剤 ０〜10 可塑剤 ０〜20 ワックス ０〜5 アルミナ繊維（シラカップリング剤にて 処理したもの） ５〜30 無機マイクロバルーン （シリカバルーン） 100〜300 硫黄 0.5〜4 加硫促進剤 ２〜6 実施例（２） 下記表に示す組成のゴムコンパウンドを用い、実施例
（１）と同仕様にて、片面厚み120μのゴム発泡層を有
するガスケット用素材を得た。
ゴムコンパウンド組成 ニトリルゴム 100PHR 亜鉛華 ３〜10 ステアリン酸 0.3〜1.0 カーボン 30〜150 クマロンインデン樹脂 ０〜20 老化防止剤 ０〜10 可塑剤 ０〜20 ワックス ０〜5 芳香族ポリアミド繊維 ５〜30 反応性改質剤（反応性（カルボン 酸基）熱可塑性エラストマー） 10〜40 発泡性マイクロカプセル ５〜40 実施例（３） 下記表に示す組成のゴムコンパウンドを用い、実施例
（１）と同仕様（ただし、ステンレス板を化成処理）に
て、片面厚み120μのゴム発泡層を有するガスケット用
素材を得た。
ゴムコンバウンド組成 ニトリルゴム 100PHR 亜鉛華 ３〜10 ステアリン酸 0.3〜1.0 カーボン 30〜150 クマロンインデン樹脂 ０〜20 老化防止剤 ０〜10 可塑剤 ０〜20 ワックス ０〜5 芳香族ポリアミド繊維 ５〜30 反応性改質剤（カルボン酸変性NBR） 10〜40 発泡性マイクロカプセル ５〜40 実施例（４） 下記表に示す組成のゴムコンパウンドを用い、実施例
（１）と同仕様にて、片面厚み200μのゴム発泡層を有
するガスケット用素材を得た。
ゴムコンバウンド組成 ニトリルゴム 100PHR 亜鉛華 ３〜10 ステアリン酸 0.3〜1.0 カーボン 30〜150 クマロンインデン樹脂 ０〜20 老化防止剤 ０〜10 可塑剤 ０〜20 ワックス ０〜5 芳香族ポリアミド繊維 ５〜30 有機質マイクロバルーン 100〜300 比較例（１） 下記表に示す組成のゴムコンパウンドを用い、実施例
（１）と同仕様にて、厚さ350μのゴム発泡層を有する
ガスケット用素材を得た。
ゴムコンバウンド組成 ニトリルゴム 100PHR 亜鉛華 0.3〜10 ステアリン酸 0.3〜1.0 カーボン 30〜150 クマロンインデン樹脂 ０〜20 老化防止剤 ０〜10 可塑剤 ０〜20 ワックス ０〜5 発泡剤（ADCA系） ５〜30 ［発明の効果］ 以上に述べたように、本発明によれば、金属板にゴム
発泡層を形成してなる従来のガスケット用素材に比べ、
下記の点で顕著な効果が得られる。
（１）ゴム発泡層は、その中に含まれる繊維にて強化さ
れたことにより、強度が増加し、とくに高圧シール時に
生じるゴム発泡層の吹き抜け、および相手部材との摩擦
による摩耗が防止される。また、繊維にて強化されたこ
とにより、ゴム発泡層の圧縮弾性率が増加し、締付け後
のクリープが減少（応力緩和の低下）する。
（２）ゴム発泡層は、繊維材料と共に発泡性マイクロカ
プセル、または無機・有機マイクロバルーンを含んでお
り、発泡セル径の極めて小さい独立気泡層となるため、
繊維材料と共同してゴム発泡層の強度の向上が得られる
と共に、ゴム発泡層の圧縮弾性率が増加し、締付け後の
クリープが減少する。また、ゴム発泡層が独立気泡のた
め、発泡層への流体浸透が確実に防止される。
（３）発泡セルを繊維材料と複合することによって、繊
維の網の目の中に発泡セルを点在させることができるの
で、発泡セルが繊維の絡み合いの中に点在する機械的相
互作用と、発泡セルと繊維の接着による化学的相互作用
によって、発泡層の拘束力が増加し、それによって発生
した互いの拘束効果が、独立発泡セルの締付け圧力によ
る移動を減少させ、本来、独立発泡セル自体のもつ反発
力を確保させることができる。更に繊維の絡み合いが発
泡セルとの化学的相互作用によって増加することで、繊
維の反力も増加し、シール性が格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
図面はガスケット用素材の構成を示す断面図である。 １……金属板、２……プライマー層、３……ゴム発泡
層、４……非粘着層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−264691（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−62883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−138420（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−196328（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−181343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−96359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−221071（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属板に、有機繊維および／または無機繊
    維を含み、かつ有機物質または無機物質からなるミクロ
    状発泡粒子を独立気泡として含むゴム発泡層が形成され
    ていることを特徴とするガスケット用素材。
JP2020482A 1990-02-01 1990-02-01 ガスケット用素材 Expired - Lifetime JP2614772B2 (ja)

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