JPS6013874A - ガスケツト材料 - Google Patents

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】 本発明は無機質フレーク状物質と、無機質超微小球状物
質を主材とし、これにバインダーとべ加削を加えて構成
し、均一な性状を持つ非繊維、非アスベスト系ガスケッ
ト材料に関する。

従来−のガスケット材料はメタルタイプのものと繊維系
のものが存在した。先づメタルタイプのものは圧縮性が
小さいのでシリンダへラドガスケット用として使用する
場合上下の面の形状になじみに＜＜、従ってそれらの面
に対する密着性が悪いので液洩れやガス洩れの原因にな
ることもあり若干の欠点を有している。

次に従来のガスケット材料のメタルタイプ以外のものは
繊維系が主流であり、これらは繊維類をゴムバインダー
等で板状等に成形したものであり、すべて伺等かの繊維
を使用していた。従来セの最たるものはアスベスト繊維
を主材とし、ゴムバインダー等で成形したアスベストビ
ータ−シート、或はアスベストジヨイントシートなどが
ある。このようにアスベストが従来のガスケット用材料
ノ主流を占めて来た所以は、その耐熱性、耐クリープ性
、耐液体性、引張り強度が比較的良好であり、かつ安価
であり、また他に適性を有する材料か殆んど無かったか
らである。

ところで本来ガスケット材料は２つの部材の接合部にお
いて適度な圧縮性及び密着性をもって２つの部材の接合
部分の一部を形成すると共に、その部材が囲繞形成する
円制空間部の流体の智閉性を保持するため次の緒特性を
必要とする。即ち接触する相対面との調整のための圧縮
性（被圧縮性のｌｉｔ　金い）、密着性をもたらすため
の圧縮に対する復元性、水、油等の圧力流体の漏洩と侵
蝕に十分抵抗するための耐液体性、耐熱性２機械的或は
熱的の繰返し応力に対する耐クリープ性、及び被圧縮面
の状態を密にするための作業性成形性等が欠かせない特
性である。また一般に常日頃使用する機器の要素として
用いられるガスケットとしてはコストが高くないことが
要件となる。

ところが前記アスベスト繊維を使用したものは主原料で
あるアスベストは我が国では殆んど全部が輸入に頼るも
のであり而も価格も年を追って上昇する傾向があるから
将来は極めて不安である。

而もアスベストは労働安全衛生法上特定化学物質中、特
別管理物質として指定され、アスベスト繊維が特に人体
に吸入されると健康障害をもたらし特に発ガン性物質と
して問題視されているため非アスベスト化は大きな課題
とＬ７て代替材料の開発が急がれている。

そこで最近では非アスベストのガスケット材料の開発も
具体的に試みられている。

即ち先ず従来のアスベスト繊維をガラス繊維で轟きかえ
たたぐいものがあるが、これは表面の性質に関連して共
に用いられるバインダーや各種添加剤等との残坏口性が
少なく強度も小さい。またジヨイントシート製法では特
にガラス繊維の分散性が悪く均一なシートが出来に〈＜
、かつシートの表面の風合も悪い。

次に炭素繊維を用いたものがあるが、極めて高価なもの
であり実用に供し得るまでには程遠い。

また有機合成繊維を用いるものがあるが、特に耐熱性に
おいて明らかに劣り、老化が早く、高温時の耐クリープ
性も低い。

更に上記以外に繊維系ガスケット材料の欠点を総括する
と、繊維材料を主材としている為に繊維と繊維の間に空
隙が生じ材料を緻密にすることが難しく、また繊維状で
あるので分散性が悪く不均一なシートとなり、またジヨ
イント法では成形する過程で繊維が一方向にのみ配向す
る場合も多く、その場合には材料の引張り強度が繊維の
配向方向とその直角方向では大きく異なる欠点がある。

また前記衛生上の必要性から種々試みられている従来の
非アスベスト繊維系ガスケット材料は、本質的にはアス
ベストを他の繊維に代替したのみで、繊維とバインダー
の含有率を変化させることにより、圧縮性、復元性、引
張り強度、耐液体性等の物性を調節しているが、従来の
アスベスト系ガスケットと同等以上の性質にするため、
これらを改良しようとして配合を変えると有機物質の含
有率が増加するので、第１表に示すように耐クリープ性
、及び耐熱性は低下する。

第１表：従来の非アスベスト９維系ガスケット従って従
来の非アスベスト繊維系ガスケット材料で前記の実まし
い相反する諸性質を同時に向上させるこ乏は非常に困難
である。

本来内燃機関用のガスケットとして多く用いられるシリ
ンダヘッド用ガスケット材料は、前記した如＜　ａｉｉ
ｌ’　ｆｉｋｌ性、耐クリープ性が要求されることば周
知であるが、最近ではその上にエンジンの小型軽量化が
特に要求されるようになって来て居り、エンジンの剛性
が低くなり、かつガスケットの締付力を低下させる必要
性が増す一方で、圧縮性。

復元性は更に強く要求され、また高出方化をはかるため
、苛酷な燃利東件に耐えることが要求され、ガスケット
材料への熱負荷が増加するため、劇熱性、耐クリープ性
もまた強く要望されるに至っている。従って従来の繊維
系乃至はアスベスト系のガスゲット材料ではこれらの最
近の要求に対応することは困難になりつ＼ある。

本発明は、上記従来技術によるガスケット材料の諸欠点
を除去したもので、特にアスベストを不使用とすること
により、従来の衛生上の欠点を除去し、かつアスベスト
以外の繊維も使用しないことによって繊維の使用に由来
する前記諸欠点を除去する一方において、無機質フレー
ク状物質と無＋−ｓ　′ｉＩｉ超微小球状物質を併用す
ることによって、繊維の適度な最密充填化と構造上の強
度をもたせると共に圧稲性、慴元性、耐クリープ性も従
来品に劣らず、而も耐熱性においては従来品を凌ぐガス
ケット材料を開発したものであり、こ＼に開示する。

即ち本づｉ明に係るガスケット材料は、アスベストはも
とより使用せず、有様無機の人造又は天然の繊維を全く
使用しない非繊維系のガスケット材料であって、その組
成を合計で１００重量（鴫）とした、ｌ、、、％今に、
アスペクト比が平均１０以上の無機質フレーク状物質を
１５乃至９４重量（蛸、無機質超微小の球状又は近似球
状物質を０．５乃至７０重ｉ　Ｓ）　。

バインダー及び添加剤を５乃至２５重量（＠の夫々の範
囲内で含むことを特徴としている。

更に用語の説明を加えると、こ＼にいう無機具フレーク
状物質とは天然或は合成された無機質の薄板状或は薄片
状又はり開件の物質を意味し例えば薄板状裏母、或は薄
片状黒鉛、又は方解石など、結晶鉱物が成る一定の方向
に薄く割れで平滑な労開面を作る勇開性物質の如きもの
で天然或は人工に係る物をいう。また平均アスペクト比
とは物体の形状を表わし限定する比率であって前記フレ
ーク状物質粒子の最長手方向の長径を最短厚さで除した
値の平均値をいう。１だ超微小の球状物とは本発明では
平均直径が３μｍ以下即ちば子顕微説で明確に微小なる
球状９勿又は球状頬似物と判断できるものをいう。即ち
従来のガスケットｄ造用光＊吻は殆んど此の点には関係
なくすべて不規則な形状をした炭酸カルシウム粉末など
を用いていたが、本発明では球状又は球状類似物例えば
所謂シリカダスト、ホワイトカーボンや超微小のフライ
アッシュ粉末を粉砕せずにそのま＼用いるものである。

またバインダーは従来物と或程度同様のもので差支えな
く樹脂とゴムなどを混合して用いる。

更に療加削も従来物と同様なものでよいが、加硫剤、加
硫促進剤、老化防止剤１石色剤などのうち必要に応じ用
いる。

次に上記各栃料の使用割合の要件について述べると、ま
ず無機質フレーク状物質は１５乃至９４重量（至））用
いるが、これは１５（＠未満であると、もろくかつ１央
〈なり、かつ引張強さが急低下するからであり、９４（
１）を超えるとこんどは充填剤とバインダーの使用量が
相対的に減少するために矢張り引張り強さが急低下する
からである。

次に無機質超微小球物質は０．５乃至７０重量（％）用
いるが、これは７０係を超えるとフレーク状物質やバイ
ンダーの使用量が非常に少なくなるためもろくかつ硬く
なり引張強度、圧縮率共に低下するからであり、１だ０
．５係未満になると視隙光填率が低下するので引張り強
さも急低下するからである。

次にバインダーは５乃至２５重Ｈｔｓ）ｆ用するが、こ
れは５ＮｆｉＣ＠未満ではもろく引張強度は低下し、ま
た２５重延部）を超えると応力緩和率が大きくなり過ぎ
るのでガスケット材料として不適当となる。

更に各種龜加削はバインダーであるゴム、樹脂の配合量
に対応した量を用いる。

次に実施例により本発明について更に詳細に説明する。

実施例１ この実施例は繊維状物質（アスベスト）を使用した従来
品と繊九゛旺状物質を用いずに等量の無機質フＶ−り秋
物貢（雲母）を代替的に用いた本発明によるガスケット
材料を熱プレス成形法により製造１，７たものの特性値
の比較を第２表に示した。

この例により両省を比較してみると、圧縮率と引張り強
さは略々間等であるが、本発明品の方が復元率は大きく
応力緩和率は小さいので、ガスケット材として、従来品
に比べ優れた性能を示し、ている。

これはフレーク状物質と超微少球状物質という相異なる
形状の！腰質が互に密に充填し盆い、特に超微少球状物
質は細部にまで浸透し、これらをバインダーが結合し、
まさに磁留充填状態になっている為である。

次にこの状態を走歪形祇子顕微鏡写真を用いて説明する
と第１図に示す写真１は従来品で倍率は６００倍であり
、空隙４が多くまた細長く見える繊維１が不均一に分散
している様子を示している。

また第２図に示す写真２は本発明品の表面を同倍率で示
したもので、表面は平滑でかつ緻密で均一にフレーク状
ｗＪ黄（本実施例では雲母）２が分１’Ｚしている俳を
示している。

史にぺ１３図に示す写真３は写真２の表面を３０００倍
に仏大したもので、フレーク状物質２の瑞部捷でのすべ
ての空隙を超微小球状゛物質（本実施例ではシリカダク
ト）３が密に充填している様子を示している。

即ち本発明品が上記の如く優れた性能を示したのはｊｉ
ｉｌ紀のような本発明の構成が主として最密光、１１′
’１（ｊｈ　Ｍ＋によるものであることが確認された。

実施例２ この実施例は本発明品におけるフレーク状物質の祈　Ｊ
４微小球状物質の量、−〆くイ・ンダーの量の夫々の限
界値の上下限附近の配合により特性値試験を行ったもの
である。その結果を第３表及び第４表に示す。

第３表　フレーク状物質及び超微小球状物質の配合限界
表第４表　バインダーの配合限界表 これよりフレーク状９勿質１５乃至９４重量＠）、超微
小球状物質０．５乃至７０重黛＠）、バインダー及び添
加剤５乃至２５重量（蛸が限界である事を示している。

実施例３ 実施例２で雲母、シリカダスト及びバインダーの量の限
界値を示したが、特に雲母とシリカダストの２種類の主
材の配合比を相互に変化させ、ガスケット材を成形し、
特性試験を行なった結果、第４図に応力緩和率の変化、
第５図に引張り強度の変化を示す。

応力緩和率は約３０（係）以下を目標値とし、かつ引張
強さも考慮に入れると、雲母及びシリカダストの合計を
１００重量係とした場合において、雲母の割合が１７．
６乃至９９．５重量＠）の範囲が目標値内に入り、特に
雲母の割合が４０．０乃至９０．０重量（＠の範囲で最
適範囲を示した。また引張り強度は４０バタ／　ｃｔｌ
１以上を目標値とすると応力緩オロ率の結果の範囲と同
様になり、最適範囲においては約１００にり７４以上に
なった。

これらの結果より前記２種類の主材料相互の配仲比を種
々に調節することにより希望する性能を備えたガスケッ
トを選択製造することが可能となった。

向上記の特許請求の範囲に示した本発明の特徴並に前記
実施例の結果より本発明の効果を要約すれば次の通りで
ある。

Ｉ）従来のガスケット材は繊維状素材を主材として用い
ているので繊維の分散が困難で不均一でかつ空隙が多い
材料であるのに対し、本発明品は非繊維系でありまた無
機質フレーム状物質と無機質超微小球状物質という相異
なる形状の素材を主材とし、ている為に、シート状に成
形した場合、素材が相互に密に充填しやすく、特に無機
質超微小球状物質が空隙部の細部まで互いにころがって
流入充填されるので最密充填状態となり、緻密で、均一
なガスケット材料が得られる。

２）主材である無機質フレーク状物質と、無機質超微小
球状物質の配合比を変化させることにより、ガスケット
性能をコントロールすることができるので、多様化した
性能の要求に応することが可能となり、特に耐熱、耐ク
リープ性にすぐれたガスケット材料が得られる。

３）　本発明品はアスベスト繊維を使用していないので
従来材料の如く労働安全衛生法上の有害物質ではなく、
人体に無害のガスケット材料が得られる。

４）　従来品の非アスベスト系ガスケット材料として使
用されてｂるガラス繊維、炭素繊維や耐熱性の有機合成
繊維は表面処理などの２次的処理を要するので高価な材
料となるのに対し、本発明品に使用される雲母、黒晶等
の無機質フレーク状物質やシリカダスト、ホワイトカー
ボン等の無機質超微小球状物質は入手が容易でかつ安価
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は図面に代えて添付する写真１で、従来の繊維系
ガスケット材料の微構造組織を示す倍率６００倍の走売
型電子顕微鏡４真。 第２図は図面に代えて添付する写真２で、本発明に係る
ガスケット材料の微構造組織を示す倍率６００倍の走査
型電子顕微鏡写真。 第３図は図面に代えて添付する写真３で第２図に示す微
構造組織の倍率を更に上げ３０００　倍とした走査型電
子顕微鏡写真。 第４因は雲母とシリカダストの２種類の主材の配合比を
相互に変化させた場合における本発明に係るガスケット
材料の応力緩和率の変化を示す。 第５図は第４図と同様の場合における本発明に係るガス
ケット材料の引張り強さの変化を示す。 各図において １は従来物に使用した繊維。 ２はフレーク状物。 ３は超微小球状物。 ４は空隙。 第１図 第２図 第３図 ト １！才のＪＬ合嘗°］令と４歳カ千１禾り牟主＃／）刃
り会害コ合と引づ長υ５ｉさ手続補正書（自発）　（ １，事件の表示 昭和５８年特許願第１１９５１６号 ２、発明の名称 ガスケット材料 ３、補正をする者 事件との関係　出願人 小林雅博 石川ガスケット株式会社 ４、代理人〒１０４ 東京都中央区明石町１番２９号　液済会ビル電話０３（
５４５）２２５１（代表） 明細書の発明の詳細な説明の欄 未補正の内容 （１）明細書の第９頁第８乃至第４行の「繊維」を「組
織」に訂正する。 （２）明細書の第１３頁第２表最下欄の「応用緩和率」
を「応力緩和率」に訂正する。 （３）明細書の第１６頁第８表製品特性値上から第４行
の「応用緩和率」を「応力緩和率」に訂正する。 （４）明細書の第１７頁第４表製品特性値上から第４行
の「応用緩和率」を「応力緩和率」に訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平均アスペクト比が１０以上の無機質フレーク状物質を
   １５乃至９４重量←）、平均粒子径が３（μｍ）以下の
   無機質超微小の球状又は近似球状物質を０．５乃至７０
   重量価）、の２種類の主材と、バインダー及びち≦加削
   を５乃至２５重量（＠宮み、前記２種類の主材の配合比
   を変化させることにより、ガスケット性能を制御するこ
   とを特徴とする非繊維系ガスケット相料。