JPH11153229A - ガスケット用素材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無機繊維のみを使用しても充分なシール性能
を有し、有機繊維のみを使用しても充分な耐熱性を有す
るガスケット用素材を安価に提供する。 【解決手段】 金属板（３）の表面に、ゴム材およびゴ
ム薬品に無機繊維および／または有機繊維を含有する表
面層（１，１）を形成したガスケット用素材において、
前記表面層に、３〜２０重量％のカーボンブラックおよ
び／またはホワイトカーボンと３５〜８５重量％の無機
質充填剤を、カーボンブラックおよび／またはホワイト
カーボンと無機質充填剤とを合わせた重量がゴム材１に
対し５〜１５となる範囲で含有させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種産業、特に
自動車およびその関連産業において使用されるガスケッ
トを製造するためのガスケット用素材に関し、特に、金
属板の表面に、ゴム材およびゴム薬品に無機繊維および
／または有機繊維を含有する表面層を形成したガスケッ
ト用素材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のガスケット用素材とし
て、鉄板の表面に、合成ゴムに６０〜８０重量％の石綿
を含有させた表面層を形成したものが使用されていた
（特公昭４８−２０３４１号公報）が、最近、石綿の人
体に対する悪影響が指摘され、石綿を合成繊維に置き換
えた製品が提案されている（特公昭５３−２３４５７号
公報）。

【０００３】しかしながら、従来の方法によって、ただ
単に石綿を代替繊維（アスベスト排出抑制マニュアル
環境庁大気保全局大気規制課監修）に置き換えた場合、
特公平６−０８４７８５号公報に記載されているよう
に、「石綿以外の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る」ことと
なる。このため、通常、一般的な方法として有機繊維と
無機繊維とを混合して使用している（特開昭５８−２２
３６７９号公報）。

【０００４】なお、石綿の代替繊維として使用される耐
熱性の高いフィブリル化された有機繊維は価格が高価
で、それを大量に使用する場合にはガスケット用素材を
高価なものとする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述の問
題点を解決し、無機繊維のみを使用しても充分なシール
性能を有し、有機繊維のみを使用しても充分な耐熱性を
有するガスケット用素材を安価に提供しようとするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、金属板の表面に、ゴム材およびゴム薬
品に無機繊維および／または有機繊維を含有する表面層
を形成したガスケット用素材において、前記表面層に、
３〜２０重量％のカーボンブラックおよび／またはホワ
イトカーボンと３５〜８５重量％の無機質充填剤を、カ
ーボンブラックおよび／またはホワイトカーボンと無機
質充填剤とを合わせた重量がゴム材１に対し５〜１５と
なる範囲で含有させたものである。なお、無機繊維のみ
を含有する表面層には、７〜１０重量％のカーボンブラ
ックおよび／またはホワイトカーボンと５０〜８０重量
％の無機質充填剤を含有させたものが特に好適であり、
有機繊維のみを含有する表面層には、８〜１１重量％の
カーボンブラックおよび／またはホワイトカーボンと７
５〜８０重量％の無機質充填剤を含有させたものが特に
好適である。なお、有機繊維がフイブリル化した芳香族
ポリアミド繊維であることが好ましい。

【０００７】

【作用】金属板の表面に、ゴム材およびゴム薬品に無機
繊維のみを含有する表面層を形成したガスケット用素材
の欠点は、無機繊維が柔軟性に乏しいため、シール性能
が低下することである。本発明者は種々の実験により、
表面層にカーボンブラックおよび／またはホワイトカー
ボンと無機質充填剤とをさらに含有させ、カーボンブラ
ックおよび／またはホワイトカーボンの量が３〜２０重
量％、無機質充填剤の量が３５〜８５重量％であり、カ
ーボンブラックおよび／またはホワイトカーボンと無機
質充填剤の重量がゴム材１に対し５〜１５の場合に、優
れたシール性能を有するガスケット用素材が得られるこ
とを見出した。

【０００８】また、金属板の表面に、ゴム材およびゴム
薬品に有機繊維のみを含有する表面層を形成したガスケ
ット用素材の欠点は、ガスケット用素材の耐熱性が低下
することである。本発明者は種々の実験により、表面層
にカーボンブラックおよび／またはホワイトカーボンと
無機質充填剤とをさらに含有させ、カーボンブラックお
よび／またはホワイトカーボンの量が３〜２０重量％、
無機質充填剤の量が３５〜８５重量％であり、カーボン
ブラックおよび／またはホワイトカーボンと無機質充填
剤の量がゴム材１に対し５〜１５の場合に、ガスケット
用素材として適当な耐熱性を有することを見出した。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明によるガスケット用素材
は、図１に示すように、金属板３の表面に接着剤２を介
して表面層１を接着したものである。この発明に使用さ
れる有機繊維および無機繊維は、特に限定されるわけで
はないが、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、ナイロン繊維、ポリエステル
繊維、パルプ等のガスケット用素材として利用できるこ
との知られている繊維を単独または混合して使用するこ
とができるが、フイブリル化したポリアミド繊維（商品
名「ケプラーパルプ」）が特に適している。無機繊維と
しては、ガラス繊維、岩綿、アルミナ繊維、シリカ繊
維、チタン酸カリ繊維等を単独または混合して使用する
ことができる。

【００１０】カーボンブラックは、チャネルブラック、
サーマルブラック、ファーネスブラック等を単独または
混合して使用することができる。また、ホワイトカーボ
ンは、乾式法によるもの、湿式法によるものを単独また
は混合して使用することができる。さらに、無機質充填
剤としては、タルク、クレー、グラハイト、カオリン、
ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、珪藻土、バー
ミキュライト、ウォラストナイト、セピオライト、雲母
等が単独または混合して使用できる。ゴム材としては、
ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＣＲ、ＥＰＲ、ＥＰＤＭ、ＦＫＭ（フ
ッ素ゴム）、ＣＳＭ（クロロスルホン化ポリエチレ
ン）、ＡＣＭ（アクリルゴム）、ＣＯ（エピクロルヒド
リンゴム）、Ｑ（シリコンゴム）等を単独または混合し
て使用することができる。

【００１１】以下に実験の結果を示す。各実験例の評価
は以下の方法による。 圧縮率、復元率：ＪＩＳ Ｒ３４５３による。 評価基準 ○ 圧縮率 ５〜８％、復元率 ５０％以上 ガスケット用素材として好ま しい状態 △ 圧縮率 ３〜５％、復元率 ４０〜５０％ ガスケット用素材として特に 問題のない水準 × 圧縮率 ３％以下、１０％以上、復元率 ４０％以下、ガスケット用素材 として好ましい状態ではない

【００１２】もろさ（柔軟性） ３φの金属の丸棒にガ
スケット用素材を巻き付け、表面に発生する亀裂を観察
する。 評価基準 ○ 亀裂の発生がなく、ガスケット用素材として好まし
い状態 △ 若干亀裂があるが、ガスケット用素材として問題な
い × 亀裂が発生し、ガスケット用素材として好ましくな
い

【００１３】シール性 ガスケット用素材から幅８ｍｍ
のガスケットを成型する。洩れ試験治具に面圧４０ｋｇ
／ｃｍ²でガスケットを組付け、内部に潤滑油を入れ、
１００℃の雰囲気中で洩れを観察する。 評価基準 ○ ２４時間後洩れなし、ガスケット用素材として良い
水準 △ ２４時間後若干のにじみ、ガスケット用素材として
特に問題のない水準 × ２４時間後洩れ発生、ガスケット用素材として好ま
しくない

【００１４】熱老化性 ガスケット用素材を、２０４℃
の空気炉中に１６時間放置後、取り出して、もろさの測
定をする。 評価基準 ○ 亀裂の発生がなく、ガスケット用素材として好まし
い状態 △ 若干亀裂があるが、ガスケット用素材として問題な
い × 亀裂が発生し、ガスケット用素材として好ましくな
い

【００１５】応力緩和試験 ＪＩＳ Ｒ３４５３による 評価基準 ○ １０％以下 ガスケット用素材として好ましい
状態 △ １０〜２０％ ガスケット用素材として問題ない × ２０％以上 ガスケット用素材として好ましく
ない

【００１６】なお、各実験に使用されたガスケット用素
材は、次のような方法で製作されたものである。 １．ＮＢＲ（NIPOL 1042（商品名 日本ゼオン株式会社
製））とＳＢＲ（NIPOL 1502（商品名 日本ゼオン株式
会社製））を混合したゴム材を、溶剤（トルエン）に溶
解し、ゴム液を作る。このゴム液に、ゴム薬品（硫黄、
加硫促進剤ＴＴ（商品名）、加硫促進剤ＤＭ（商品
名）、酸化亜鉛、ステアリン酸バリウムおよび老化防止
剤の混合物）と、カーボンブラック（ＨＭＦ（商品
名））および／またはホワイトカーボン（ニップシール
ＮＳ（商品名 日本シリカ工業株式会社製））、カオリ
ン、ワラストナイトおよび雲母からなる無機質充填剤、
繊維（無機繊維の場合にはガラス繊維（「ガラスチョッ
プドストランド」（商品名 ユニチカグラスファイバー
株式会社製）と岩綿（「ＰＭＦ」（商品名 スロス イ
ンダストリーズ コーポレーション製）を混合、有機繊
維の場合には芳香族ポリアミド繊維）を加え、撹拌機中
で撹拌混合し、原料を得る。 ２．あらかじめ接着剤で処理した０．２ｍｍのＳＰＣＣ
鋼板（ＧＩＳ Ｇ３１４１）を芯材として、その両面
に、片面づつ原料をコーティングし、片面０．１５ｍｍ
の表面層をロールにより形成する。 ３．表面層の溶剤を乾燥した後、１６０℃の空気炉中で
６０分間加熱処理し、ガスケット用素材を得た。

【００１７】

【表１】

【表２】

【００１８】表１および表２には、無機繊維（ガラス
岩綿）を使用した場合における、カーボンブラックと無
機質充填剤の合計含有量を変化させた場合の例が示され
ている。すなわち、例１においては、ゴム材に対するカ
ーボンブラックと無機充填剤の重量比が１対３．９９の
場合に、熱老化性と応力緩和においてガスケット用素材
として好ましくないということが示され、例１０におい
ては、ゴム材に対するカーボンブラックと無機充填剤の
重量比が１対１５．９８の場合に、もろさ、シール性お
よび熱老化性において、ガスケット用素材として好まし
くないことが示されている。したがって、無機繊維（ガ
ラス 岩綿）を使用した場合における、ガスケット用素
材として好ましい、カーボンブラックと無機質充填剤の
含有合計量の範囲は、例２から例９に示されるように、
ゴム材１に対し５〜１５の範囲である。

【００１９】

【表３】

【表４】

【００２０】表３には、無機繊維（ガラス 岩綿）を使
用した場合における、カーボンブラックの含有量を変化
させた場合の例が示されている。すなわち、例１２のカ
ーボンブラックが３．１重量％と例１３の１９．２重量
％の場合に、ガスケット用素材として問題がないことが
示され、例１１の０．１重量％の場合には、熱老化性と
応力緩和において、ガスケット用素材として好ましくな
いことが示され、例１４の２３．５重量％の場合には、
もろさにおいて、ガスケット用素材として好ましくない
ことが示されている。なお、表１および２の例４〜７を
参照するに、無機繊維（ガラス 岩綿）を使用した場合
における、カーボンブラックの含有量は７〜１０重量％
が最も好適であることが理解される。

【００２１】また、表４には、無機繊維（ガラス 岩
綿）を使用した場合における、無機質充填剤の含有量を
変化させた場合の例が示されている。すなわち、例１６
の無機質充填剤が３５．８重量％の場合に、ガスケット
用素材として問題がないことが示され、例１７の８４．
８重量％の場合には、無機質充填剤の範囲を満たしてい
るが、カーボンブラックの量が足りず、もろさの点でガ
スケット用素材として好ましくないことが示されてい
る。例１５の３１．０重量％の場合（この場合には、カ
ーボンブラックと無機質充填剤の含有合計量の範囲も、
ゴム材１に対し４．４７と外れている。）には、圧縮
率、復元率、もろさ、シール性および熱老化性におい
て、ガスケット用素材として好ましくないことが示さ
れ、例１８の８６．６重量％の場合には、もろさ、シー
ル性および熱老化性において、ガスケット用素材として
好ましくないことが示されている。なお、表１および２
の例２〜９を参照するに、無機繊維（ガラス 岩綿）を
使用した場合における、無機質充填剤の含有量は５０〜
８０重量％が最も好適であることが理解される。

【００２２】

【表５】

【表６】

【００２３】表５および表６には、有機繊維（芳香族ポ
リアミド繊維）を使用した場合における、カーボンブラ
ックと無機質充填剤の合計含有量を変化させた場合の例
が示されている。すなわち、例１９においては、ゴム材
に対するカーボンブラックと無機充填剤の重量比が１対
４．００の場合に、圧縮率と復元率、熱老化性および応
力緩和においてガスケット用素材として好ましくないと
いうことが示され、例２６においては、ゴム材に対する
カーボンブラックと無機充填剤の重量比が１対１５．０
１の場合に、もろさにおいて、例２８においては重量比
が１対１５．９１の場合に、もろさおよび熱老化性にお
いて、ガスケット用素材として好ましくないことが示さ
れている。したがって、有機繊維（芳香族ポリアミド繊
維）を使用した場合における、カーボンブラックと無機
質充填剤の含有合計量の範囲は、例２０から例２５およ
び例２７に示されるように、ゴム材１に対し５〜１５．
０１の範囲である。

【００２４】

【表７】

【表８】

【００２５】表７には、有機繊維（芳香族ポリアミド繊
維）を使用した場合における、カーボンブラックの含有
量を変化させた場合の例が示されている。すなわち、例
３０のカーボンブラックが３．６重量％と例３１の１
９．２重量％の場合に、ガスケット用素材として問題が
ないことが示され、例２９の０．１重量％の場合には、
熱老化性と応力緩和において、ガスケット用素材として
好ましくないことが示され、例３２の２１．９重量％の
場合には、もろさ、シール性および熱老化性において、
ガスケット用素材として好ましくないことが示されてい
る。なお、表５および６の例を参照するに、有機繊維
（芳香族ポリアミド繊維）を使用した場合における、カ
ーボンブラックの含有量は８〜１１重量％が最も好適で
あることが理解される。

【００２６】また、表８には、有機繊維（芳香族ポリア
ミド繊維）を使用した場合における、無機質充填剤の含
有量を変化させた場合の例が示されている。すなわち、
例３４の無機質充填剤が３８．３重量％と例３５の８
３．６重量％の場合に、ガスケット用素材として問題が
ないことが示され、例３３の３２．９重量％の場合に
は、圧縮率と復元率、シール性、熱老化性および応力緩
和において、ガスケット用素材として好ましくないこと
が示され、例３６の８６．３重量％の場合には、もろさ
および熱老化性において、ガスケット用素材として好ま
しくないことが示されている。なお、表５および６の例
２３〜２５を参照するに、有機繊維（芳香族ポリアミド
繊維）を使用した場合における、無機質充填剤の含有量
は７５〜８０重量％が最も好適であることが理解され
る。

【００２７】以上の実験の結果、カーボンブラックおよ
び／またはホワイトカーボンが３重量％以下の場合、適
切な補強がなされないため、弾性がなくなり、特に、有
機繊維のみの場合には耐熱性も低下する。一方、カーボ
ンブラックおよび／またはホワイトカーボンが２０重量
％を越えると、ガスケット用素材の柔軟性がなくなり、
ガスケット用素材として適しない。無機充填剤が３５重
量％以下の場合、シール性の低下が見られる。特に、無
機繊維のみの場合には、それが著しく、有機繊維のみの
場合には、耐熱性の低下も見られる。８５重量％以上の
無機充填剤を加えると、ガスケット用素材の柔軟性がな
くなり、シール性も低下し、適当でないと同時に、ガス
ケット用素材を作る時の作業性が低下し、適切でない。

【００２８】ゴム材１に対しカーボンブラックおよび／
またはホワイトカーボンと無機充填剤とを合わせた重量
が５以下の場合には、ゴム材の量が多くなり、耐熱性の
低下と、ガスケット用素材として必要な耐圧力の低下も
認められ、ガスケット用素材として適当でない。また、
合わせた重量が１５を越えると、ガスケット用素材とし
ての柔軟性が低下し、適当でない。

【００２９】なお、これまでの実験例は、無機繊維と有
機繊維のみを用いた場合のガスケット用素材について行
われたが、無機繊維と有機繊維とを適当な割合で混合す
ることによって、さらに優れたガスケット用素材を得ら
れることが次の表９から理解されるであろう。

【００３０】

【表９】

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、無機繊維と有機繊維
を混合して用いる場合ばかりでなく、無機繊維のみを用
いても十分シール性能を有するガスケット用素材を安価
に得ることができ、また、有機繊維のみを用いても十分
耐熱性のあるシール性能の高いガスケット用素材を安価
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるガスケット用素材の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 表面層 ２ 接着剤 ３ 金属板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橘田 茂弘 山梨県西八代郡市川大門町1488 株式会社 アスクテクニカ内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板の表面に、ゴム材およびゴム薬品
   に無機繊維および／または有機繊維を含有する表面層を
   形成したガスケット用素材において、前記表面層に、３
   〜２０重量％のカーボンブラックおよび／またはホワイ
   トカーボンと３５〜８５重量％の無機質充填剤を、カー
   ボンブラックおよび／またはホワイトカーボンと無機質
   充填剤とを合わせた重量がゴム材１に対し５〜１５とな
   る範囲で含有させたことを特徴とするガスケット用素
   材。
2. 【請求項２】 金属板の表面に、ゴム材およびゴム薬品
   に無機繊維を含有する表面層を形成したガスケット用素
   材において、前記表面層に、７〜１０重量％のカーボン
   ブラックおよび／またはホワイトカーボンと５０〜８０
   重量％の無機質充填剤を、カーボンブラックおよび／ま
   たはホワイトカーボンと無機質充填剤とを合わせた重量
   がゴム材１に対し５〜１５となる範囲で含有させたこと
   を特徴とするガスケット用素材。
3. 【請求項３】 金属板の表面に、ゴム材およびゴム薬品
   に有機繊維を含有する表面層を形成したガスケット用素
   材において、前記表面層に、８〜１１重量％のカーボン
   ブラックおよび／またはホワイトカーボンと７５〜８０
   重量％の無機質充填剤を、カーボンブラックおよび／ま
   たはホワイトカーボンと無機質充填剤とを合わせた重量
   がゴム材１に対し５〜１５となる範囲で含有させたこと
   を特徴とするガスケット用素材。
4. 【請求項４】 上記有機繊維がフイブリル化した芳香族
   ポリアミド繊維であることを特徴とする請求項１または
   ３のいずれかに記載のガスケット用素材。