JPS58106264A - 耐熱シ−トガスケツト - Google Patents

耐熱シ−トガスケツト

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JPS58106264A
JPS58106264A JP56203102A JP20310281A JPS58106264A JP S58106264 A JPS58106264 A JP S58106264A JP 56203102 A JP56203102 A JP 56203102A JP 20310281 A JP20310281 A JP 20310281A JP S58106264 A JPS58106264 A JP S58106264A
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fiber
rubber
heat
gasket
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Tsutomu Yamamoto
勉 山本
Masaaki Ashizawa
芦沢　正明
Yutaka Shimoda
下田　裕
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Original Assignee
Nichias Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車ならびに産業機械器具などに使用さ
れるガスケットに関するものであって、とくに高温部の
シールに適用される耐熱シー）ガスケットの改良に関す
るものである。
従来、この種のガスケットとしては、アスベスト繊維と
ゴムの混線物をシート状に加硫成形した柔軟弾性体が知
られている。また、この柔軟弾性シートは、高温用とし
ては、熱振動や圧力などに対するへたり耐久性に劣るた
め、これを薄い金属芯板の両面に積層したものが使用さ
れている。
上記補強芯板入すのシートガスナツトの皺造法としては
、柔軟弾性シートと金属薄板との結着力を高めるため、
金属芯板に多数の爪片を立て、この爪付き金属芯板に前
記柔軟弾性シートを圧着して密着積層する方法、あるい
は前記シート材料であるアスベスト・ゴム混練物をカレ
ンダー四−ルによって金属芯板上に直接に塗着積層する
方法がとられている。
しかし、金属芯板に前記柔軟弾性シートを圧着積層して
なるガスケットにあっては、圧着時に、金属芯板上に起
立している爪片がシートで押し倒され、爪片によるフッ
ク作用が失われてし重うことがある。重た爪片の基部ま
でシートが陥入しにくいので、予期するはどの結合力は
得られず、シートと金属芯板とが剥れ易く、それがため
ガス漏れや油漏れを起し、密封性に劣るガスケットとな
ることがある。
一方、爪付き金属芯板にアスベスト・ゴム混線物を直接
に塗着積層してなるシートガスケットにあっては、アス
ベスト・ゴム混線物を芯板上に均一に塗着させるために
、混線物の流動性の良いものを用いる必要があり、それ
がためゴム分を多くシ、アスベスト織細に短繊維を用い
た混練物が適用されているが、それをシートとしたガス
ケットは、低温部位では密封性が良好であるが、高温部
ではへたり耐久性に劣るところがあり、また柔軟シート
部分の７０−現象や応力緩和が大となる欠点があるため
、耐熱ガスケットとしてはその使用範囲ｆｌｉＩ定され
る。
すなわち、上述した従来の耐熱シートガスケットにあっ
ては、密封性を確保するためには短繊維の使用による緻
密な錐軟弾性体層とする必要があり、一方、耐７賞−性
、耐応力緩和性を確保するためには長繊維によって補強
された柔軟弾性体層を必要とするという、相反する作用
を同時に満足させなければならない間層がある。
とくに耐熱シートガスケットの主目的が内部流体の密封
にある以上、補強用長繊維はゴム混練物に均一に分散し
、かつゴム結合材と強く結びついたものでなければなら
ないが、通常、長繊維は他の混和物と混合されるとき、
ｌｌＡｍ同志が絡、み合ってダマ状になってし重うため
、そのダｉの外周とゴム結合材とが結びつき、ダマの内
側は繊維の絡み合い力だけに依存する状態におかれてい
る。とくに合成高分子繊維にあっては、繊細の形状が棒
状であるため、繊維の絡み合い力は弱く、また比表面積
が小さいので、ゴム結合材との接触面積不足となり、強
固な結びつきが得られ、ない。これは、合成高分子繊維
を用いた柔軟弾性シート材の引張り破断テストにおいて
、その破断面に繊維が破断せずに引き抜かれたヒゲ状と
して見られる現象から確認されており、大きな破断力が
得られな・い原因となっている。それがため、従来の耐
熱シートガスケットにおける噛艙は比表面の大きなアス
ベスト繊維を用いたものが一般的となっている。
この発明は、上述した問題を解決するためになされたも
のであって、繊維・ゴムの混練物をシート状に加硫成形
するものにおいて、短ＩＩＩｊ４＃１１と長繊維の使用
による特性が十分に発揮され、密封性、耐熱性、耐久性
のすべてを兼ねそなえた耐熱ガスケットを提供すること
を主たる目的としているものセ會る。
本発明者は、上記の目的を遂行するため、種々の研究実
験を行なったところ、短繊維にアスペクト比が１０〜１
００倍で、比表面積がα４〜ｏ、８　ｉ／ｆのような極
短繊維・を主材として用い、これに配合される長繊維に
は、毛根状の分鼓や多数のヒゲを有する繊維および／ま
たは屈曲した繊維を使用し、これらの繊維にゴムを配合
して混練した混練物を補強用金属芯板に積層して成るシ
ートガスケットが、すぐれた密封性、耐熱性、耐久性を
具備してことを発見し、この発見に基いてこの発明を完
成したものである。
この発明において使用される極短繊維としては、たとえ
ばウオラストナイト（Ｃａ８ｉ０．針状結晶体）あるい
はアスベスト極短繊維のアスベスチン、などの使用が適
している。
前記長繊維のうち、毛根状の分肢や多数のヒゲを有する
長繊維としては、芳香族がリアミド繊維、アクリル繊維
、ボリエセレン線維などの合成高分子繊維をフィブリル
化したものが適している。フィブリ寿化妬理としては、
たとえばその繊維をビータ−にて濠式岬解して強与な剪
断力を与え、次に乾燥したあと乾式開綿機（ディスイン
チグレーター）で処理する方法があり、それにより容易
にフィブリル化することができるＯ また、前記長繊維で、屈曲した長繊維としては、セルリ
ーズ系繊維があり、これは本来、屈―した形状をしてお
り、多少の毛根状分岐やヒゲを有するので、フィブリル
化しないで、その重−使用できる。
前記繊維の結合材に用いるゴムとしては、天然ゴム會た
は合成ゴムを単独に、あるいは混合使用することができ
る。
そのほか、ゴム補強充填材として粘土を、またガスケッ
ト威廖品の放熱を促進させるための熱伝導性微粒材とし
て、カーーン、アル龜、銖鋼合金、ステンレス、鋼など
の微粒材を添加使用することもできる。
上記した極短繊維とゴムとを主材とし、それにフィブリ
ル化または屈曲した長繊維を加え、さらに必要に応じゴ
ム着強充填材および熱伝導性微粒材を加えて柔軟弾性シ
ートをつくる場合、その組成材料の配合割合は、 極短繊維　　　　　　５０〜７０重量慢ゴム　　　　　
　　　　１０〜２０１ 屈曲した長繊維 ゴム補強充填材　　　１０〜２ＯＮ 熱伝導性微粒材　　　　Ｓ〜１０．”１の範囲に定める
のが好ましい。
上記のような組成材料によって構成された混練物は、爪
付き金属芯板へ直接に塗着して積層することが可能であ
る。またその塗着積層処理に当り、熱硬化性樹脂・熱硬
化性樹脂蛮成合成ゴム等を金属薄板面に撒布乾燥してＩ
ｌ１着剤層を形成しておけば、積層物との結合力を強化
させることができる。
しかして、上記のように、極短繊維とゴムとを主材とし
、それにフィブリル化または屈曲した長繊維を加えて成
る柔軟弾性シートにあっては、そのフィブリル化または
屈曲した長繊維はゴム結合材とのあいだに強固な結び付
きが得られ、それにより柔軟弾性シートの着しい強度向
上が得られるので、それと同じ強度を具備させるために
長繊維を主体とする必要はなく、重た少量配合により均
一混合性が増大されるという相乗効果も得られる。
前記組成材料からなる混練物を各種金属芯板に塗着積層
して構成したガスケツシを第１１ｉ３ないし第４図に〜
示しである。図面中、（１）は金属芯板、（２）は柔軟
弾性体層であり、第１図および第１Ａ図では爪付き金属
薄板が、第２図では波形金属薄板が、第３図ではエンボ
ス付き金属薄板か、第４図では金網が使用されている。
次に、この発明の理解を容易にするため、以下に実施例
を示す。
実施例（１） 組成材料　　　　　　　　　　重量噂 ウオラストナイト　　　　　　５９ ＮＢＲ１６ セルｐ−ズ繊維　　　　　　　１０ （市販厚紙状のものをビータ− で綿状したもの） 充填材（粘土）　　　　　　　　　５ カーボン　　　　　　　　　　　　６ ゴム加硫系薬剤　　　　　　　　４ あらかじめ前記ゴム（ＮＢＲ）を組成材料１初に対して
ａ７Ａのトルエン中でＩＩ勇させたものをニーダ−混合
機中で低速攪拌して粘稠なゴム糊状とし、これに上記組
成材料を順次に投入し、さらに２時間高速攪拌を行って
均一な混練物をつくり、一方、ａ２５ｍ／ｍ厚さの冷間
圧延銅板に、第１図および第１人図に示す如く、孔径１
　ｗ／ｍの丸形４本爪立てを施した金属薄板をフェノー
ル樹脂液中に浸漬し、風乾後１５０℃で１５分間の硬化
処理を行い、この金属薄板をコーティングマシンにセッ
トし、その両面に上記混練物を塗着させて厚さｔｓｍ７
ｆｎのシート状物を形成し、１２０℃で１５分間のゴム
加硫工程を経て耐熱ガスケットとした。
実施例偉） 組成材料　　　　　　　　　　重量襲 つオラスＦナイト　　　　　　６２ ＮＢＲ１６ フイプリル化した芳香族ポリ アｔＦ繊維　　　　　　　　　　７ （デエボン社製、商品名「ケ プラーパルプ」） 充填材（粘土）　　　　　　　　　５ 鉄粉　　　　　　　　　　　　　６ ゴム加硫系薬剤　　　　　　　　４ 上記組成材料の混線物を実施例（１）と同様な方法でｙ
Ｉ１４形して耐熱ガスケットとした。
実施例（３） 組成材料　　　　　　　　　　重量− ウオラストナイト、５６ ＮＢＲ１４ セルロース噛雑　　　　　　　　８ フイブリル化した芳香族ポリ アミド繊維　　　　　　　　　　　５ 充填材（粘土）　　　　　　　　５ カーボン　　　　　　　　　　　　６ ゴム加硫系薬剤　　　　　　　　４ 上記組成材料の混線物を実施例（１）と同様な方法で成
形して耐熱ガスケットとした。
ただし、金属薄板は、α２　ｍ／ｍ厚さの冷間圧延鋼板
で、第２図に示す如く、波高１ψ、ピッチｔｙ　ｍ／ｍ
の波形にしたものを使用した。
実施例（４） 組成材料　　　　　　　　　　重量襲 ウオラストナイト　　　　　　　５４ ＮＢＲ１４ フイブリル化したアクリル繊維　　１５（市販の長さ６
Ｗ／ｆｎのチ曹ツブ 品を水と共にビータ−に投入 し、強剪断をかけたあと乾燥 したもの） 充填材（粘土）　　　　　　　　５ カーボン　　　　　　　　　　　　６ ゴム加硫系確剤　　　　　　　　４ 上記組成材料の混線物を実施例（１）と同様な方法でｍ
ｅして耐熱ガスケツシとした０ ただし、金属薄板は実施例（３）と同じものを使用した
・ 比較例（１） 組成材料　　　　　　　　　　重量− アスベスト繊＠　　　　　　　　４？ ＮＢＲ１６ 充填材（粘土）　　　　　　　　５ カーボン　　　　　　　　　　　　６ ゴム加硫系薬剤　　　　　　　　４ 上記組成材料の混線物を実施例（１）と同じ方法で成形
して耐熱ガスケットとした。
比較例（２） 組成材料　　　　　　　　　　重量襲 つオラスＦナイト　　　　　　５４ ＮＢＲ１ｄ アクリル繊維　　　　　　　　１！ （市販の長さ４ｍ／ｍのチ冒ツブ品） 充填材（粘土）　　　　　　　　５ カーボン　　　　　　　　　　　　６ ゴム加硫系薬剤　　　　　　　　４ 上記組成材料の混練瞼を実施例（１）と同じ方法で成形
して耐熱ガスケットとした。
上記実施例および比較例の代表的物性値を下記第１表に
示す。
ただし、上記物性値はＪＩ８Ｂ５４５１Ｓの試験方法で
測量したものである。
応力緩和率はムａＴＭＰｓｓ法に準じ、締付圧力２１０
　’ＫＩＶａｌ、加熱温度１８０℃、加熱時間２２時間
による。
実施例（５） 実施例（２）で得られた耐熱シートガスケットをＪＩ８
１０に７５人配管７ランジ用ガスケツト形状に打抜き（
Ｉｌｌ付圧２００に４ｆ／ａｓ　テ７テンジにセットし
た状態で、１５０℃に加熱したムＴ８ＭＮＯ！１潤滑油
を管内部流体として１６８時間保持して漏れの有無を調
べた結果、外観異常や漏れがなく、良好な状態にあるこ
とが確認された。
実施例（６） 実施例（１）で得られた耐熱シートガスケットを、第ｓ
ＷＪに示す如く、内燃機関用シリ゛ンダーへラドガスケ
ツ）に）として打抜き加工し、燃焼ガスに直接に接する
シリンダーボア一部（３）に軟鋼板８ＰＣＣ厚さＱ、、
２ｍ１ｍ、巾＆ｗｙ’ｍ　ｆ）　ｒ　四ｌ　ｙ　）　（
４）ヲ施ｔ、、潤滑油孔部（５）ニ銅板ＣｕＰ厚さａ１
５ｍ／ｍ％巾２Ｖｍのグロメット（６）を施し、さらに
チェーンケース部分にあたる部分に、合成ゴムシール剤
による膜厚（ＬＯ５ψの表面層（７）をコーティング処
理して内燃機関用のシリンダーへラドガスケットとなし
、これを第６図に示す如く、シリンダーヘッド（８）に
締付ボルト（９）で８００　Ｋ４ｆ−傷のトルクで組付
け、エンジン回転数６００Ｏｒ−ｐ−ｍ１エンジン出力
１００ＨＰ−１０分間、１１０００ｒ−ｐ−のティド９
２フ１０分間で、かつエンジン冷却水の冷熱強制サイク
リツタ台上運転耐久試験を行ったところ、下記第２表に
示すような良好な成績結果が得られた。
第２表 ただし、試験方法は、自動車メーカー内燃機関用シリン
ダー、ヘッドガスケットの評価方決に準じて行った。
実施例（７） 実施例（３）の組成材料を柔軟弾性体層とし、金属薄板
はｍｓｍのエンボス付き金属薄板で、そのエンボスをあ
らかじめ自動車用内燃機関のシリンダーへラドガスケッ
トのシール必要部分に加工した耐熱シートガスケットを
、第７図に示すように、エンボス加工寸法に合わせて所
走寸法に打抜き加工して内燃機関用シリンダーへラドガ
スケット（ムうとなし、このガスケットを自動車の内燃
機関のシリンダーヘッドに締付はボルシで４４０！＆Ｉ
ｆ−ｃｓのトルクで締付け、冷却水通路へボイラーから
導いた蒸気を５０分間、次に水道水に切換えてｓＯ分間
の加熱冷却サイクリックシエ電し−ジ璽ン試験を５０サ
イクル実施したところ、下記第１表に示すような良好な
成績結果が得られた。
第５表 以上に述べたように、この発明によれば、極短繊維とゴ
ムが主材とされ、それに毛根状の分肢や多数のヒゲを有
する長繊維および／１１たけ屈曲した長繊維が適量に配
合されてなる混線物が補強金属芯板にシート状に積層さ
れ、１硫されて成るものであるから、密封性、耐熱性、
耐久性を兼ね備えた耐熱シートガスケットが得られる。
【図面の簡単な説明】
第１Ｗｉ、第２＠、第Ｓ図、第４図はこの発明の各種実
施例を示す耐熱シートガスナツトの縦断面図、第１Ａ図
は第１図の金属薄板の平面図、第５図はこの発明を実施
した内燃機関シリンダーへラドガスケットの平Ｗｉ図、
第６図はシリンダーヘッドにガスナツトを取付け。る状
態を示す斜視図、第７８！！Ｉは他の実施例によるシリ
ンダーへラドガスナツトの平面図、第７Ａ図は第７図の
（Ｘ−Ｘ）線の拡大断面図、第７Ｂ図は第７図の（Ｙ−
Ｙ）纏の拡大断面図である。 （１）・・・金属薄板、（２）・・・柔軟弾性体層、（
人）（Ａ）はシリンダーへラドガスケット、（３）・・
・シリンダーボア部、（４）・・・グ冒メット、（５）
・・・潤滑油孔部、（６）・・・グ四メット、（７）・
・・表面層、（８）・・・シリンダーヘッド、（９）・
・・締付〆ル）。 第１図　　　　　　第１Ａ図 第２図　　第３図　　第４図 第５図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）極短繊維とび人が主材とされ、それに毛根状の分
    岐や多数のヒゲを有する長繊維および／または屈曲した
    長繊維が適量に配合され、また必要に応じて他の材料が
    適量に配合されてなる混練物が薄い金属芯板の両面にシ
    ート状に積層され、加硫成形されていることを特徴とす
    る耐熱シートガスケツＦ０
  2. （２）前記混練物は、極短繊維５０〜７０重量憾、ゴム
    １０〜２０重量−１毛根状の分岐やヒゲを有する長繊維
    および／會たは屈曲した長繊維１０〜２０重量襲、微粒
    状充填材１０〜２０３Ｉ量襲、熱伝導性微粒材Ｓ〜１０
    重量襲の配合割合からなることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の耐熱シートガスケット。
  3. （３）前記極短繊維はウオラスＦナイト（Ｃｍ１ｌｏ。 針状結晶体）、ゴムは天然ゴムあるいは脅威ゴム、長線
    −は芳香族ポリアミド繊維、アクリル繊維などの高分子
    繊維をフィブリル化したもの、もしくはセルロース繊維
    、微粒状充填材は粘土、熱伝導性微粒材はカーボン、ア
    ルミ、銅、銅合金、ステンレス、鍋などの金属微粒材を
    使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項または
    第２項記載の耐熱シートガスケット〇
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