JPH0684785B2 - ガスケット材およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種ガスケットの基材として用いられるガス
ケット材に係り、特に金属板の表面に圧縮性材料の層を
コーティングするタイプのガスケット材に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

従来よりこの種のガスケット材の一つとして、SPCC鋼
板、アルミニウム板、ステンレス鋼板等の平らな金属板
の表面に、合成ゴム単独の層をコーティングしたもの
（以下、ゴム・コーティング・ガスケット材という）が
あり、このようなゴム・コーティング・ガスケット材は
次のような種々の長所を有するため広く使用されてき
た。

（イ）エンボス加工ができる（エンボス加工とは、ガス
ケット材に断面半円状の連続した凸部を形成することを
いい、このようなエンボス加工による凸部を必要に応じ
てシール部の周囲に形成することにより、ガスケットの
シール性能を一段と高めることができる）。

（ロ）基材が金属板であるため、強度が大であり、ガス
ケット幅が狭い部分でも、ガスケットが切断し、吹き抜
けることがない。

（ハ）石綿ジョイントシートのような繊維質構造でない
ので、ガスケット自体からの実体漏れやにじみ出がな
い。

（ニ）トルク保持に優れ、トルクダウンが極めて少な
い。

（ホ）厚さ精度が良い。

（ヘ）金型により打ち抜き加工できるため、寸法精度が
良い。

（ト）金属板が主体となっているため、作業性が良く、
各種機械のシール部への組込みが容易である。

（チ）金属板が主体となっているため、熱に対する老化
抵抗性が優れている。

（リ）石綿ジョイントシートにおけるように石綿繊維の
ケバ立ちによって不都合を生じることがない。

しかしながら、上述のような合成ゴム単独の層をコーテ
ィングしたガスケット材は、コーティング層が合成ゴム
であることにより、下記のような欠点を有していた。

（ａ）耐熱温度が通常150℃程度と低い。

（ｂ）締め付け荷重が過大な場合、表面ゴム層が横流れ
し、該ゴム層が剥離しやすい。特に、エンボス加工の際
に過大応力を受ける部分があると、該部分においてゴム
層が横流れし、剥離しやすい。このようなゴム層の剥離
が生じると、当然ガスケットとして漏れを生じることが
多くなる。

（ｃ）過大応力を受けると、前記ゴムの横流れに伴って
ボルトのトルクダウンを発生しやすい。

（ｄ）合成ゴムの層が厚くなると、その横流れがますま
す増大するとともに、ゴムの弾性のため、エンボス加工
が不可能になる（すなわち、金型の凸部がガスケット材
を押圧しても、ゴムの変形により吸収されて金属板部分
を十分変形させることができない）ので、ゴム層の厚さ
は片面100μ程度が限度で、それより厚くすることは不
可能である。

上述のゴム・コーティング・ガスケット材の欠点を解消
するために、合成ゴム単独でなく、石綿を60〜80重量％
の割合で含んだゴム・アスベスト・コンパウンドを金属
板の表面にコーティングしたガスケット材（以下、ゴム
・アスベスト・コンパウンド・コーティング・ガスケッ
ト材という）も近年開発され、使用されてきた。

しかし、最近、石綿の人体に対する悪影響が指摘されて
おり、石綿の使用禁止が間近な問題となってきている。
このため、石綿に代る繊維基材を用いてコンパウンドを
構成することが必要になってきたが、これまでは、石綿
代替繊維がゴム材に均一に分散しない等の理由によりコ
ンパウンドの作成が不可能であったり、金属板へのコー
ティングが不可能であったり、耐熱性が不十分であった
り、シール特性が低下する等の問題が生じ、満足の行く
結果は得られていなかった。

〔発明の目的〕 本発明は前記従来の問題点を解決するためになされたも
ので、石綿を用いることなしに、従来のゴム・コーティ
ング・ガスケット材の欠点を解消できるのみならず、ゴ
ム・アスベスト・コンパウンド・コーティング・ガスケ
ット材と比較しても同等の性能を得ることができるガス
ケット材を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるガスケット材は、石綿以外の圧縮性無機繊
維と圧縮性有機繊維との両方からなる基材繊維と、ゴム
材と、ゴム薬品と、無機充填材とを有するコンパウンド
の層を金属板の表面にコーティングしてなるものであ
る。

また、本発明によるガスケット材の製造方法は、予め耐
熱性接着剤を塗布された金属板の表面に、石綿以外に圧
縮性無機繊維と圧縮性有機繊維との両方からなる基材繊
維と、ゴム材と、ゴム薬品と、無機充填材とを含有する
コンパウンドの層をコーティングするものである。

〔作用〕

本発明のガスケット材においては、ゴム単独ではなく、
石綿以外の圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊維との両方か
らなる基材繊維とゴム材とのコンパウンドが金属板にコ
ーティングされるので、従来のゴム・コーティング・ガ
スケット材より耐熱温度が向上する。

また、ゴム単独ではなく、石綿以外の圧縮性無機繊維と
圧縮性有機繊維との両方からなる基材繊維とゴム材との
コンパウンドが金属板にコーティングされるので、コー
ティング層の横流れ、剥離が生じにくくなるし、トルク
保持特性も向上する。

また、コーティング層の厚さも片面200μ程度まで厚く
することも可能になる。

なお、本発明者が種々の圧縮性繊維につき試験を行って
調べたところ、石綿以外の圧縮性無機繊維は柔軟性に乏
しいため、基材繊維として石綿以外の無機繊維のみを用
いると、ガスケット材のシール性能が低下してしまう一
方、有機繊維は耐熱性が悪いため、基材繊維として有機
繊維のみを用いるとすると、ガスケット材の耐熱性が悪
くなってしまうということが判明した。また、充填材
も、有機充填材を用いると耐熱性が低下してしまうこと
が判明した。本発明者はさらに鋭意研究を行った結果、
本発明のように圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊維との両
方からなる基材繊維および無機充填材を使用すれば、シ
ール性能および耐熱性の両方を満足させるガスケット材
が得られることを見い出したのである。

そして、本発明のガスケット材は、上述のように従来の
ゴム・コーティング・ガスケット材の欠点を解消できる
のみならず、ゴム・アスベスト・コンパウンド・コーテ
ィング・ガスケット材と比較しても、種々の物理特性お
よびシール特性において同等あるいはむしろ優れた性能
を得ることができる。

また、前記コンパウンドの層は繊維を含んでいるため、
前記コンパウンドの層を金属板の表面にそのままコーテ
ィングすると、該コンパウンドの層と金属板との密着性
が良好でなくなるが、本発明のガスケットの製造方法の
ように予め耐熱性接着性を塗布された金属板の表面に前
記コンパウンドの層をコーティングすれば、前記コンパ
ウンドの層と金属板との密着性が非常に良くなる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

次の組成を有するコンパウンドを調整した。

（ｉ）ガラス繊維 ……30重量％ （ii）フィブリル化した芳香族ポリアミド繊維 （商品名ケプラーパルプ、デュポン社製）……10重
量％ （iii）ニトリルゴム（NBR） ……16重量％ （iv）ゴム薬品 ……４重量％ （ｖ）無機充填材 ……40重量％ なお、上記組成において、ガラス繊維は圧縮性無機繊維
の一種、フィブリル化した芳香族ポリアミド繊維は圧縮
性有機繊維の一種である。

第１図に示すように、上述の組成を有するコンパウンド
の層１を、予め耐熱性接着剤２を塗布されたSPCC鋼板３
の両面にコーティングし、さらに該コンパウンド層１の
表面にグラファイト処理を施した後、（４はグラファイ
ト層を示す）、140℃〜160℃の温度で30〜40分熱処理を
施すことにより、ガスケット材を形成した。

なお、前記熱処理は、前記ゴム、ゴム薬品、およびグラ
ファイト層４に混入されている合成樹脂（この合成樹脂
は、グラファイト単独ではコンパウンド層１にコーテイ
ングすることが不可能なので、グラファイト層４に混入
されている）等を反応させて架橋させるために行われる
ものである。

また、本実施例においては、鋼板３の板厚t₁は0.3mm、
グラファイト層４とコンパウンド層１との合計厚さt₂は
それぞれ鋼板３の片面毎に100μ、両面で200μ、グラフ
ァイト層４の厚さは２〜３μとされている。

このガスケットにおいては、ゴム単独ではなく、ガラス
繊維（圧縮性無機繊維）および芳香族ポリアミド繊維
（圧縮性有機繊維）とゴム材とのコンパウンド層１が金
属板にコーティングされるので、従来のゴム・コーティ
ング・ガスケット材より耐熱温度が向上する。

また、コンパウンド層１の横流れ、剥離が生じにくくな
るし、トルク保持特性も向上する。

また、コンパウンド層１の厚さも片面200μ程度まで厚
くすることも可能になる。

また、第１表は、前記実施例のガスケットと、SPCC鋼板
を用いた従来のゴム・アスベスト・コンパウンド・コー
ティング・ガスケット材（SPCC鋼板の板厚およびコンパ
ウンド層の厚さは前記実施例と同一である）との各種物
理特性を試験し比較したものである。この表から明らか
なように、本発明のガスケット材は、石綿使用のガスケ
ット材と比較しても、各種物理特性において同等な特性
を有している。特に耐熱性を示す200℃−16hr加熱後の
圧縮率は、室温の圧縮率に比べて変化が非常に少なく、
このガスケットの耐熱性が非常に優れていることを示し
ている。また、トルクダウンの代用特性である応力緩和
率も極めて少なく、耐熱性及びトルク保持力に関しては
むしろ従来の石綿使用ガスケット材より 特性が向上する。

また、前記第１表には示されていないが、別途に漏れ特
性試験を行ったところによれば、前記実施例のガスケッ
ト材は、シール特性に関しても、従来のゴム・アスベス
ト・コンパウンド・コーティング・ガスケット材と同等
である。このように本発明のガスケット材は、石綿を使
用することなしに、従来多用されていたゴム・コーティ
ング・ガスケット材の欠点を解消できるのみならず、ゴ
ム・アスベスト・コンパウンド・コーティング・ガスケ
ット材と比較しても、種々の物理特性およびシール特性
において同等であり、一部特性においてはむしろ優れた
性能を得ることができる。

なお、前記実施例では、金属板として鋼板を使用してい
るが、本発明においてはその他の金属板、例えばアルミ
ニウム板、ステンレス鋼板等を用いることもできる。

また、前記実施例では、石綿以外の無機繊維としてガラ
ス繊維を用いているが、本発明においてはその他の無機
繊維、例えばセラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、溶融石英
繊維、化学処理高シリカ繊維、溶融硅酸アルミナ繊維、
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、ウィスカー、ボロン繊
維、炭素繊維、金属繊維等を用いることもできる。

また、前記実施例では、有機繊維として芳香族ポリアミ
ド繊維を用いているが、本発明においてはその他の有機
繊維、例えばポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊
維、ポリエステル系繊維、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、フェノール繊維、セルロース系繊維
等を用いることもできる。

また、前記実施例では、ゴム材としてNBRを用いている
が、本発明においてはその他のゴム材、例えばスチレン
ブタジエンゴム（SBR）、イソプレンゴム（IR）、クロ
ロプレンゴム（CR）、ブタジエンゴム（BR）、ブチルゴ
ム（IIR）、エチレン−プロピレンゴム（EPM）、フッ素
ゴム（FPM）、シリコーンゴム（Si）、クロロスルフォ
ン化ポリエチレン（CSM）、エチレン酢ビゴム（EVA）、
塩化ポリエチレン（CPE）、塩化ブチルゴム（CIR）、エ
ビクロルヒドリンゴム（ECO）、ニトリルイソプレンゴ
ム（NIR）、天然ゴム（NR）等を用いることもできる。
また、これらのゴム材、例えばSBRにナフテン系のプロ
セス油が添加された油展ゴムもゴム材として用いること
ができる。

また、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、ジニトロリベンゼン等の加硫剤、お
よびチアゾール系化合物、ポリアミン系化合物、スルフ
ェンアミド系化合物、ジチオカルバメート系化合物、ア
ルデヒドアミン系化合物、グアニジン系化合物、チオ尿
素系化合物、キサンテート系化合物等の加硫促進剤を用
いることができる。

さらに、無機充填材としては、クレー、タルク、硫酸バ
リウム、重炭酸ナトリウム、グラファイト、硫酸鉛、ト
リポリ石、ウォラストナイト等を用いることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のガスケット材によれば、石綿を用
いることないしに、従来のゴム・コーティング・ガスケ
ット材の欠点を解消できるのみならず、ゴム・アスベス
ト・コンパウンド・コーティング・ガスケット材と比較
しても、種々の物理特性およびシール特性において同
等、あるいはむしろ優れた性能を得ることができる。ま
た、本発明のガスケット製造方法によれば、コンパウン
ド層と金属板との密着性を非常に良くすることができる
という優れた効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガスケット材の一実施例を示す断
面図である。 １……コンパウンド層、２……耐熱性接着剤、３……SP
CC鋼板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】石綿以外の圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊
   維との両方からなる基材繊維と、ゴム材と、ゴム薬品
   と、無機充填材とを含有するコンパウンドの層を金属板
   の表面にコーティングしてなるガスケット材。
2. 【請求項２】予め耐熱性接着剤を塗布された金属板の表
   面に、石綿以外の圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊維との
   両方からなる基材繊維と、ゴム材と、ゴム薬品と、無機
   充填材とを含有するコンパウンドの層をコーティングす
   ることを特徴とするガスケット材の製造方法。