JPH1060412A - 耐熱ガスケット構成材料 - Google Patents

耐熱ガスケット構成材料

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JPH1060412A
JPH1060412A JP23726296A JP23726296A JPH1060412A JP H1060412 A JPH1060412 A JP H1060412A JP 23726296 A JP23726296 A JP 23726296A JP 23726296 A JP23726296 A JP 23726296A JP H1060412 A JPH1060412 A JP H1060412A
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JP
Japan
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sheet
gasket
fibers
heat
kaolin clay
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Application number
JP23726296A
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English (en)
Inventor
Mitsuyuki Nakano
光行 中野
Naoya Kuzawa
直也 九澤
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Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性および加熱時の形状保持性に優れた耐
熱ガスケット構成材料を提供することである。 【解決手段】 シリカアルミナ繊維とカオリンクレーが
重量比で7:3〜5:5、合計量が20〜50%含有さ
れている耐熱ガスケットシートを抄造方式等で製造す
る。このシートからガスケットを打ち抜いて耐熱ガスケ
ットを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高温で使用されるガ
スケット構成材料に関するもので、特に自動車用の排気
系部品に使用するガスケット材料として好適な改良に係
る。
【0002】
【従来の技術】自動車の排気管等の高温になる箇所で使
用されるガスケットとして、従来は石綿繊維を主体と
し、無機充填材やバインダーを添加して抄造方式により
製造される石綿ミルボード単体、あるいはこれを基材と
し金属材料等と種々の方法で複合化したガスケットが使
用されていた。
【0003】また最近は、石綿繊維の代替としてガラス
繊維、ロックウール、セラミック繊維、ワラストナイト
などの無機繊維や、アラミド繊維、天然パルプ等の有機
繊維、あるいはマイカやバーミキュライトなどの鱗片状
の無機充填材を用いたノンアスベストのミルボードも使
用されるようになってきた。これらのミルボードはO2
センサー、A/Fセンサー等のセンサー部品では単体を
焼成し有機物を除去後シール材として使用しており、エ
キゾーストマニホールドやEGRバルブなどでは、両面
に爪を立てた金属板の両面に張り合わせたスチールベス
トと称されるタイプや、片側に爪を立てた金属を両面に
張り合わせたパワーベストと称されるタイプに加工され
てガスケットとして用いている。また、それ以外にはミ
ルボードを細幅にスリットし、これを金属フープ材と重
ね合わせて渦巻型に成巻して構成する渦巻き形ガスケッ
トとして使用することもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】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
おり、世界的にその使用が制限される傾向となってきて
いる。
【0005】そこで、石綿以外の無機繊維や無機充填材
と有機あるいは無機のバインダーを組み合わせて用いて
いるが、ガラス繊維やロックウールなどの無機繊維は石
綿繊維に比べて繊維径が大きいことや、フィブリル化さ
れていないため繊維同士の絡み合いがほとんどなく、高
温でゴムやデンプンなどの有機バインダー等が焼失して
しまうと著しく強度が低下してしまうという問題点があ
った。また、マイカやバーミキュライトなどの鱗片状の
無機充填材を主体としたものは、有機バインダー量が多
いと上述の無機繊維の場合と同様に高温での強度低下が
問題であり、有機バインダー量が少ないものはシート基
材が脆く、ガスケットの形状に打ち抜く際などの加工時
に粉体の脱落が生じたりし、常温時の取り扱い性に問題
があった。一方、セメントやコロイダルシリカ等の無機
バインダーを多く用いたものは、シートが硬いため打ち
抜きが難しくガスケットにカケなどが発生しやすかっ
た。
【0006】本発明では、自動車用の排気管などに使用
される耐熱ガスケットの基材として、耐熱性に優れ加熱
時の形状保持性に優れたガスケット用シート等の耐熱ガ
スケット構成材料を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明の耐熱ガスケット構成材料は、少な
くともシリカアルミナ繊維とカオリンクレーを含み、シ
リカアルミナ繊維とカオリンクレーが重量比で7:3〜
5:5で、かつシリカアルミナ繊維とカオリンクレーの
合計量が全体の配合中の20〜50%であることを要旨
とする。
【0008】請求項2の発明の耐熱ガスケット構成材料
は、請求項1の発明において、有機繊維が重量比で全体
の10%以下含有されていることを要旨とする。
【0009】請求項3の発明の耐熱ガスケット構成材料
は、請求項1又は2の発明において、有機バインダーが
重量比で全体の10%以下含まれていることを要旨とす
る。
【0010】請求項4の発明は、請求項1,2又は3の
耐熱ガスケット構成材料としてのシートから打ち抜いた
ガスケットであって、加熱処理により有機物を除去した
ことを要旨とする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明者らはシリカアルミナ繊維
とカオリンクレーが重量比で7:3〜5:5、合計量が
20〜50%であることを特徴とする耐熱ガスケットシ
ート等の耐熱ガスケット構成材料を発明した。
【0012】シリカアルミナ繊維以外の繊維としては、
抄造等の製造性を良くするために、パルプやアラミドパ
ルプのようにフィブリル化した繊維を加える場合が多い
が、加熱後の寸法収縮を少なくするために有機繊維の量
は10%以下とすることが望ましい。また、ガラス繊
維、ロックウール、ワラストナイト等の無機繊維を加え
ても差し支えないが、多量に加えるとシリカアルミナ繊
維とカオリンクレーとの結合を阻害する恐れがあり、強
度低下やシール性が悪くなる原因になるので注意が必要
である。
【0013】バインダーとしては、製造性を高めるため
や常温時の柔軟性を上げ加工時の粉塵の発生や粉体の脱
落を防止するために有機バインダーを添加したほうがよ
いが、高温時に異臭の原因となるので有機バインダー量
は10%以下とすることが望ましい。また、無機バイン
ダーはシートが硬化し易く好ましくないが、少量であれ
ば添加しても差し支えない。
【0014】なお、本発明による耐熱ガスケットシート
は今回は抄造方式で製造したが、その他の方法で製造し
ても一向に差し支えない。たとえば、適当なワックスと
混合してチューブ状に押出し成型した物を輪切りにして
ワックス分を加熱により揮発させるような方法も考えら
れる。
【0015】本発明者らが繊維の種類について検討を行
った結果、ガラス繊維やロックウールなどの繊維径の太
い繊維やワラストナイトなどの繊維長の短い繊維では、
加熱後著しく強度が低下してしまうことが判った。ま
た、シリカアルミナ繊維を用いても充填材としてカオリ
ンクレーを用いないと加熱後強度を維持する効果はほと
んど見られなかった。このことについて本発明者らは、
シリカアルミナ繊維は繊維径が2〜3μmとかなり細
く、カオリンクレーも平均粒径が10μm以下の物が多
く、これらがガスケット内部に適切な比率で含まれてい
ると、シリカアルミナ繊維とカオリンクレーが焼結し繊
維同士が結合することにより、ガスケットの強度を維持
しているのではないかと推定している。この時、シリカ
アルミナ繊維の配合比率が高すぎるとカオリンクレーが
足りないため繊維同士の焼結が不十分となり、逆にカオ
リンクレーの比率が高いと粉体同士が焼結してしまい加
熱後の可撓性が低くなる傾向がある。実験では、重量比
でシリカアルミナ繊維6:カオリンクレー4の比率で配
合することにより、焼結後のカオリン鉱物による繊維の
接着効果が最大となり、加熱後のシートの可撓性が良好
であることが判っている。
【0016】また、シリカアルミナ繊維とカオリンクレ
ーの全体に占める割合は重量比でシート全体の50%を
越えるとシートの空隙率が高くなり、シール性が低下す
る。逆に20%より少ないとシリカアルミナ繊維による
補強効果が低く、ガスケットが脆くなり耐熱ガスケット
として使用することが困難となる。本発明者らの検討に
よると、シリカアルミナ繊維とカオリンクレーの合計が
30%の時が高温時における形状保持性とシール性のバ
ランスが最も優れていることが判明した。
【0017】以上のように、本発明による耐熱ガスケッ
トシートは、常温ではパルプ等のフィブリル化した繊維
や有機バインダーの影響で柔軟で打ち抜き等の加工性や
取り付け性が良好であり、排気管等の高温になる箇所に
セットし800℃程度に加熱しても強度およびシール性
は維持されている。
【0018】なお、本発明の上記シートをセンサー等の
加熱により有機物が焼失すると誤作動の要因となる部位
に使う場合は、ガスケットをシートから打ち抜いた後、
加熱処理して有機物を除去してから使うことが好ましい
が、この場合でも加熱後ガスケットを取り扱うのに必要
な強度を保っていることを確認しており、何ら問題なく
使用できる。
【0019】
【実施例】この発明を実施例および比較例に基づいて説
明する。表1は本発明による耐熱ガスケット構成材料の
実施例1〜4および比較例1〜8の組成成分の配合例を
示す。
【0020】表1の実施例の配合に基づき、繊維、充填
材、有機結合材の水分散スラリーを調整し、これを丸網
式抄造機により抄造してガスケットシートを得た。得ら
れたシートについてその常態および加熱後の特性につい
て測定を行った。比較のため比較例1〜8も同時にシー
ト化した。なお、シリカアルミナ繊維としてはニチアス
製ファインフレックスファイバー1300を、カオリン
クレーとして土屋カオリン工業製NNカオリンクレー
を、珪石として土屋カオリン工業製ハイシリカF2を、
有機繊維はN−BKPを、有機結合材には澱粉を用い
た。
【0021】シール性については、シール幅10mmで外
径100mmのガスケットに加工したシートをフランジに
面圧100kgf/cm2になるように締め付け、内圧0.1
kgf/cm2で加圧した時の空気の流量を測定した。引張強
さについては万能式材料試験機を用いて引張速度300
mm/min、破断荷重から引張強さを算出した。試料は常
温にて無処理の物、および800℃で1時間熱処理を行
った物についてそれぞれ測定を行った。
【0022】実施例1および比較例1〜3において、シ
リカアルミナ繊維とE−ガラス繊維、ロックウールまた
はカオリンクレーと含水珪酸塩とを比較してみると、シ
リカアルミナ繊維とカオリンクレーとの組み合わせにお
いてのみ加熱後の強度が高いことが判る。E−ガラス繊
維やロックウールはカオリンクレーと焼結するが、繊維
自体の耐熱性が低いため加熱により繊維が脆くなり強度
を保持する効果がなかったと考えられる。
【0023】実施例1,2,3および比較例4にて、シ
リカアルミナ繊維とカオリンクレーの比率について比べ
てみると、シリカアルミナ繊維よりカオリンクレーの比
率が多くなると繊維補強効果が少なくなり、加熱後はカ
オリンクレー同士が焼結するために柔軟性がなくなり強
度も低下する。
【0024】実施例1,4、比較例5,6にて、シリカ
アルミナ繊維とカオリンクレーの合計量がシートに与え
る影響について比べてみると、シリカアルミナ繊維とカ
オリンクレーの合計量が10%では充填材が多くなりす
ぎ、濾水性が悪く抄造することができなかった。逆に合
計量が70%では繊維量が多くなりすぎてシートの密度
が下がりシール性が低下するばかりか強度も低くなって
しまうことが判った。
【0025】実施例1および比較例7,8でシート内の
有機物の総量を比べると、有機物量が25%では有機結
合材あるいは有機繊維のどちらの量が多い場合でも焼成
後に有機物が消失するため空隙が多くなりシール性が悪
くなってしまう。
【0026】以上の結果よりシリカアルミナ繊維とカオ
リンクレーの配合比率が重要で、重量比で7:3〜5:
5、シリカアルミナ繊維とカオリンクレーの合計量も全
体の配合中の20〜50%であることにより加熱後の強
度保持に優れたシートを得ることができることが判っ
た。また焼成後のシール性を確保するために有機物の総
量を20%以下に抑えることも効果があるといえる。
【0027】
【表1】
【0028】
【発明の効果】以上説明のように本発明の耐熱ガスケッ
ト構成材料を用いれば700℃以上の高温度において従
来のガスケットと比較して優れた形状保持性およびシー
ル性を有するガスケットを得ることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともシリカアルミナ繊維とカオリ
    ンクレーを含み、シリカアルミナ繊維とカオリンクレー
    が重量比で7:3〜5:5で、かつシリカアルミナ繊維
    とカオリンクレーの合計量が全体の配合中の20〜50
    %であることを特徴とする耐熱ガスケット構成材料。
  2. 【請求項2】 有機繊維が重量比で全体の10%以下含
    有されていることを特徴とする請求項1の耐熱ガスケッ
    ト構成材料。
  3. 【請求項3】 有機バインダーが重量比で全体の10%
    以下含まれていることを特徴とする請求項1又は2の耐
    熱ガスケット構成材料。
  4. 【請求項4】 前記請求項1,2又は3の耐熱ガスケッ
    ト構成材料としてのシートから打ち抜いたガスケットで
    あって、加熱処理により有機物を除去したことを特徴と
    する耐熱ガスケット。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006226456A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Asahi Press Industry Co Ltd 高耐熱ガスケット及びその製造方法
TWI554480B (zh) * 2011-07-25 2016-10-21 康寧公司 纖維基底墊片、玻璃製造系統及用以減少熱單元引起的氣泡之方法

Cited By (3)

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