JPS60147489A - ガスケツト用材料とその製造方法 - 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】 （技術分野） 本発明の対象となるガスケット用材料は、例えばエンジ
ンのシリンダブロック上面とシリンダヘッド下面との間
に挾持して両面間の気密保持を図るだ□めのシリンダへ
ラドガスケット、或はエンジンのエキシストマニホルド
部分の気密を保持するガスケットのように、高温となる
部分に使用するガスケットの原材料となるもので、金属
板製の芯材の両面に積層して用いられ、ガスケ−／　）
とす遜場合には、これを更にプレス加工により所定の形
妖大きさに打抜くとともにボア孔、油孔等を形成する。

（背景技術） 例えば、エンジンのシリンダブロック上面とシリンダヘ
ッド下面との間には、シリンダへラドガスケットを挾持
することにより、シリンダ内で発生する高圧の燃焼ガス
や、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間を流通す
る冷却水や潤滑油が外部に漏洩しないようにしている。

こρようなシリンダへラドガスケットとじては、従来は
アスベストを主体とし、これをゴムにより混練した材料
を芯材の両面に積層したものが広く使用されていた。と
ころが、シリンダへ・ラドガスケットは使用時に高温番
臣曝されるため、内部に結晶水を含有するアスベストを
主体としたガスケット用材料を用いたシリンダへッドガ
スケッ□トの場合、耐熱性が十分とは言えず、使用後は
弾性率の低下にするシール性の劣化を起すため、条件が
厳しい場合にはエンジン運転時にシリンダ内の圧力が外
部に漏洩するおそれがあった。

このため、ディーゼル機関、或は過給機付ガソリン機関
のように、運転時に高温高圧となるエンジンに用いるシ
リンダへラドガスケット用の材料として、従来から耐熱
性に勝れた黒鉛を主体としたものが使用されている。こ
の１例として、特許第５７４４２５号（特公昭４４−２
３９６６号）に示されたように、黒鉛粒子を接着材の不
存在下に於いて膨張させた膨張黒鉛を圧縮してシート状
としたものを、芯材の両面に貼着したガスケットが知ら
れている。ところが、このような膨張黒鉛を用いたガス
ケットは、耐熱性に勝れている反面、耐油性、耐不凍液
性が乏しく、シリンダブロック上面とシリンダヘッド下
面との間に挾持して使用し劣場合に、潤滑油や不凍液が
染み込むとその部分の強度及び弾性が低下し、エンジン
運転時に潤滑油や不凍液が漏洩する原因となり易い。

このため本発明者は先に、嵩密度が０．００８〜０゜４
０　ｇ／ｃｒｎ’で５■の篩目を１００％通過できる粒
状の膨張黒鉛を１０〜８０重量％と、有機結合材３〜１
０重量％と、無機充填材を１０〜７０重量％　ｒと、ゴ
ム薬、充填材を２０重量％以内とから成るガスケット用
材料を発明した（特願昭５８−１３９３９４号）。この
先発用に係るガスケット用材料は、耐熱性、水シール性
、耐油性、耐不凍液性に勝れたものであるが、依然セし
て次に述べるような不都合を生じた。即ち、シリンダヘ
ッド、ガスケットをシリンダブロック上面とシリンダヘ
ッド下面との間に挾持し両面間で強く押圧した場合に於
けるガスケットのへたりを最小限に抑えるために、第１
図に示すように、フック付鉄板等の芯材１の両面に積層
したガスケツｉ・用材料（コンパウンド）２の中に、金
網３．３を埋設したシリンダへラドガスケットが考えら
れている。このようなシリンダへラドガスケットは金網
３の弾力のため、ガスケット用材料２のへたりを最小限
に抑えることができるが、製造する場合は第２図に示す
ように、ガスケットの厚さ分だけの間隔をあけて互いに
平行に配設した１対のローラ４．４の間に、芯材ｌとこ
の芯材ｌを挾む２枚の金網３，３とを通し、ローラ４．
４を互いに逆方向に回転させながら金網３．３の外側か
らガスケット用材料２．２をすり込む（ガスケット用材
料は図示のように両側からすり込む他、片側からすり込
む場合もある。）。ところが、ガスケット用材料中に繊
維が含まれていると、この繊維が金網３．３の目に詰ま
ってガスケット用材料２が金網３の内側にまで進入し難
く、なり、金網３．３と芯材ｌとの間にガスケット用材
料２が十分に行き亘らなくなる。更に繊維材として多く
用いられるアスベストは、近年発癌性が問題とされるよ
うになり、将来使用を禁止される可能性があるだけでな
く、内部に含まれる結晶水がエンジンの熱により失われ
ることで耐熱性も不十分である。

（本発明の目的） 本発明は上述のような事情に鑑み、耐油性、耐不伸液性
のいずれも勝れアスベストを含まないガスケットを得る
ことができ、しかもガスケットに加工する際の作業性に
も勝れた材料と、この材料を安定した品質で、或は更に
安価に造ることのできるガスケット用材料の製造方法を
提供することを目的としている。

（本発明の構成） ａ、　ガスケット用材ネ゛ｌの構成 本発明の材料は、嵩密度が０．００８〜０．４０　ｇ／
ｃｍ’で５ｍ＋ｎの篩目を１００％通過できる粒状の膨
張黒鉛を２０〜７０重ｌ１１−％と１合成ゴム等の有機
結合材を３〜１０重量％と、無機充填材を２０〜７０重
量％と、ゴム薬を２　ｍ１Ｍ５以内とを合１（１シて１
００％とし、繊維材を全く含まないで構成したものであ
る。

上記した条件を満足するような粒状膨張黒鉛を得るには
、市販されている二カフィルム（１コ木力−ボン社の商
品名）のような１彫張黒鉛の粒子、シート或は板材を粉
砕する等により嵩密度及び粒度を整える。この際、粒度
は、５ｍｍの篩目を１００％通過できるようにする。ま
た、充填量は好ましくは２５〜７０重呈％とする。

有機結合材は、膨張黒鉛の粒子同士を結合するために入
るもので、ニトリルブタジェンゴム（ＮＢＲ）の様な合
成ゴムが好ましく使用できる。このような有機結合材は
、多く入れると上記した粒子間、士の結合性が向上する
が、代りに耐熱性が低下するため、ガスケットとして実
用上十分な結合性と耐熱性とをイ；Ｉられる範囲として
３〜１０重量％加えるのが適当であるが、ディーゼルエ
ンジン用等特に耐熱性を要求される用途に用い、かつ十
分な結合強度を保持させるためには更に５〜８重量％と
することが好ましい。

ゴム薬、充填材とのうち、ゴム薬とは有機結合材として
の合成ゴムを加硫するためのもので、硫１／、、亜鉛華
、有機加硫促進剤等を使用する。又、充填剤としは、従
来からガスケット用シート材に広く使用されていたクレ
ー、タルク、水酸化カルシウム或は硫酸バリウム等を単
体で又は混合して使用するが、シール性と応力緩和性と
の面からクレーとタルクとを２対ｌで混合して使用する
のが好ましい。又、充填材の量は、あまり多くすると瞼
張黒鉛の量が少なくなるため２０〜７０重量％とじたが
、好ましくは更に２５〜６５重量％とする。

以上に述べたような膨張黒鉛と有機結合材とゴム薬、充
填材とは合計して１００％としたものを混合してガスケ
ット用材料となるが、これをフック付鉄板等の芯材の両
面に積層したガスケットとする場合には、」二記各素材
にトルエン、キシレン等の有機溶剤を加えてこれを混練
し、コンパウンドＪとする。このコンパウンドは、上記
芯材に直接す□　り込んで（塗り伺けて）ガスケットと
する他、予めコンパウンドだけをシート状に形成したも
のを後から芯材に貼着するようにしても良い。いずれの
方法による場合も、混練時に加えた有機溶剤はその後（
芯材にすり込んだ後゛、又はシート状に形成した後）蒸
発乾燥させ、更に加熱して有機結合材の加硫を行なう、
この加硫は、例えばイＩａ結合材としてニトルブタジエ
ンゴムを使用した場合、１５０℃の加熱炉中で３０分程
度加熱することにより行なう。

ｂ、　ガスケット用材料の製造方法の構成上述のような
ガスケット用材料は、上述した各素材を混練することに
より各種特性の勝れた材料を容易に得ることができるが
、通常膨張黒鉛単体として市販されている粒子をそのま
ま使用したのでは嵩密度が小さ過ぎることにより、十分
に高品質の材料を得難い。そこで、本発明は、膨張黒鉛
を粒状に粉砕することにより特性の勝れたガス□ヶ・ン
ト用材料を得ることのできる製造方法を得たものである
。　。

即ち１本発明の方法に於いては、従来から知られている
、膨張黒鉛単体の粒子、シート材或は板材を粉砕して利
用する。

このようにして得られた粒状の膨張黒鉛も、嵩密度が０
．００８〜０．４０　ｇ／ｃｍ’で５ｍｍの篩目を１０
０％通過できる粒状に整えられ、他の有機結合材、ゴム
薬、充填材と混合してガスケット用材料とする。

なお、粉砕する膨張黒鉛は膨張黒鉛単体として市販され
ているものをそのまま使用しても良いが、膨張黒鉛単体
のシートを芯材の両面に貼り合わせて成るガスケットの
、打抜き残材に付着している膨張黒鉛を粉砕して利用す
れば、本発明のガスケット用材料を安価に得ることがで
きる。膨張黒鉛単体のシートを芯材に貼り合わせて成る
ガスケラトは、前述のように強度、耐油性、耐不凍液性
の面で小猫足な面もあるが、＋ｌＩｄ熱性に勝れている
ため、従来から数多く提供されている。そこで、このよ
うなガスケットを製作する際に、ボア孔、その他各種透
孔や周囲の耳部分を打抜く際に生ずる打抜き残材から粒
状の膨張黒鉛を得る。このように打抜き残材から粒状の
１膨張黒鉛を（ｌＩるには、この打抜き残材をクラッシ
ャに投入して芯材ごと粉砕し、その後鉄製の芯材だけを
磁石により分離し、残りの１膨張黒鉛をガスケン）用材
料の素材として利用する。芯材が鉄以外の場合、芯材と
膨張黒鉛との比重差等従来から知られた方法により両者
を選別する。

（本発明の実施例） 次に、本発明の実施例について説明する。

〈実施例１〉 膨張黒鉛として、シート状に形成された膨張黒鉛を粉砕
して嵩密度を約０．２　ｇ／ａｍ’とし、５ｍｍの篩目
を１００％通過し、Ｌ、Ｓ　ａｍの篩目に６０重量％残
留し、更に０．１　ｍ＋ａの篩目に３５爪ＩＪ１％残留
する粒状としたものを使用した。

この膨張黒鉛を４５．０！ｒＩ；ｉ−％に、イＩ重結合
材としてニトリルブタジェンゴム（ＮＢＲ）　ヲ５．５
　ｆＥＩ％と、無機充填材としてクレーとタルクとを２
対ｌの比率で混合したものを合計で４９．０３１量％と
、ゴム薬を０．５重量％（充填材は不添加）を加え、こ
れを有機溶剤で混練したものを芯材としてのフック伺鉄
板の両面にすり込んで厚さ１．２５＋ａ＋ｗのガスケッ
トを得た。

これを試料として、ＡＳＴＭ　Ｆ１０４タイプ１の試験
方法に準拠して、常温に於ける圧縮率、復元率、応力緩
和率と、耐熱性（厚さ変化率、重量変化率、圧縮率、復
元率）と、水シール性と、耐油性（圧縮率、復□元率）
、耐不凍液性（圧縮率、復元率）と耐圧壊性、耐損傷性
とを測定した所、いずれも実用上十分な値を示した。

′″０″・水′−″性０試験″・内径７４°／″・　ｒ
外径９０ｍ／ｍの円環状のバッキングを造り、このバッ
キングを５０　Ｋｇｆ　／　ｃｒｒｉ’の力で抑え付け
、このバッキングの内側に水圧を１５分加えた場合に、
漏水が発生し始める圧力を測定することにより行なった
。

なお、ガスケットとじて実用上十分な性能を発揮するた
めには、応力緩和率が２０％以下、加熱後の圧縮率が加
熱前の圧縮率の５０％以上、水シール性が５気圧以」−
１酎油性試験のうち、圧縮率が油に浸漬する前の２倍以
下、同じく復元率が２５％以上、耐不凍液性試験のうち
、圧縮率が不凍液に浸漬するｊ）９の１，８倍以下、同
じく復元率が３０％以上であれば良いが、上記の実施例
は、これらの条件をいずれも満足している。なお１本発
明の実施例と比較例との試験結果を記載した別表２の耐
圧壊性と耐損傷性との項に於いて、Ｏは良好、Δはやや
不良、Ｘは不良を示している。

〈実施例２〉 膨張黒鉛として、シート状に形成された１彰張黒鉛を粉
砕しそ嵩密度を約０．２　ｇ／ｃｒｒｉ’とし、５■の
篩目を１００％通過し、１．８　ａｒｍの篩１」゛に６
０重量％残留し、更に０．１　ｌｌ１ｍの篩目に３５重
量％残留する粒状としたものを使用した。

この膨張黒鉛を２５．０重量％に、有機結合材としてニ
トリルブタジェンゴム（ＮＢＲ）を５．５ｉ足％と、無
機充填材としてクレーとタルクとを２対ｌの比率で混合
したものを合計で８８．０重量％と、ゴム薬を０．５重
量％を加え、これを有機溶剤で混練したものを芯材の両
面にすり込んで厚さ１．２５ｍｍのガスケットを得た。

これを試料として常温に於ける圧縮率、復元率、応力緩
和率と、耐熱性（厚さ変化率、重量変化率、圧縮率、復
元率）と、水シール性と、耐油性（圧縮率、復元率）、
耐不凍液性（圧縮率、復元率）と耐圧壊性、耐損傷性と
を測定した所、いずれも実用と十分な値を示した。

〈実施例３〉 膨張黒鉛として、シート状に形成された膨張黒鉛を粉砕
して嵩密度を約０．２３／Ｃｍ″とし、５■の篩目を１
００％通過し、　１．１１１　ＩＩｍの篩目に６０重量
％残留し、更に０．１、ｗｍの篩目↓こ３５重量％残留
する粒状としたものを使用した。

この膨張黒鉛を２５．０重量％に、有機結合材としてニ
トリルブタジェンゴム（ＮＢＲ）を５．５　ｉ足％と、
無機充填材として硫酸バリウムを６８．０重量％と、ゴ
ム薬を０．５重量％を加え、これを有機溶剤で混練した
ものを芯材の両面にすり込んでＨさ１．２５ｍｍのガス
ケットを得た。

これを試料として常温に於ける圧縮率、復元率、応力緩
和率と、耐熱性（厚さ変化率、重量変化率、圧縮率、復
元率）と、水シール性と、耐油性（圧縮率、復元率）、
耐不凍液性（圧縮率、復元率）と耐圧壊性、耐損傷性と
を測定した所、いずれも実用上十分な値を示した。

（実施例４〉 膨張黒鉛として、シート状に形成された膨張黒鉛を粉砕
して嵩密度を約０．２　ｇ／ｃｍ’とし、５ｍｍの篩目
を１００％通過し、１．［ｌ　ｍｍの篩Ｕに６０重量％
残留し、更に０．１ｍ＋ｗの篩目に３５瓜量％残留する
粒状としたものを使用した。

この膨張黒鉛を３５．０重量％に、有機結合材としてニ
トリルブタジェンゴム（ＮＢＲ）１．５　Ｍ！、ｍ％と
、無機充填材としてバーミキュライトを５θ、０重量％
と、ゴム薬を０．５重量％とを加え、これを有機溶剤で
混練したものをシート状にし、芯材としてのフック付鉄
板の両面に貼着して厚さ１．２５＋ａｍのガスケットを
得た。

これを試料として常温に於ける圧縮率、復元率、応力緩
和率と、耐熱性（厚さ変化率、重量変化率、圧縮率、復
元率）と、水シール性と、耐油性（圧縮率、復元率）、
耐不凍液性（圧縮率、復元率）と耐圧壊性、耐損傷性と
を測定した所、いずれも実用上十分な値を示した。

〈実施例５〉 膨張黒鉛として、シート状に形成された膨張黒鉛を粉砕
して嵩密度を約０．２　ｇ／ｃｍ″とル、５■の篩目を
１００％通過し、１．Ｅｌ　Ｉｌｍの篩■に６０重重量
残留し、更に０．１■の篩目に３５ｉ！−％残留する粒
状としたものを使用した。

この膨張黒鉛を６５・０重量％１・有機結合材とし　ｒ
てニトリルブタジェンゴム（ＮＢＲ）を７．０　重−１
％と、無機充填材としてクレーとタルクとを２対１の比
率で混合したものを合計で２７．５■量％と、ゴム薬を
０．５重量％とを加え、これを有機溶剤で混練したもの
を芯材の両面にすり込んで厚さ１．２５ａｍのガスケッ
トを得た。

これを試料として常温に於ける圧縮率、復元率、応力緩
和率と、耐熱性（厚さ変化率、重量変。

化譲、圧縮率、復元率）と、水、シール性と、耐油□性
（圧縮率、復元率）、耐不凍液性（圧縮率、復元率）と
耐圧壊性、耐損傷性とを測定した所、いずれも実用上十
分な値を示した。

〈実施例６〉 膨張黒鉛として、市販の粒状゛のものとシート状に形成
された膨張黒鉛を粉砕したものとを混合して嵩□密度を
約０．２３／ｃｒｎ’とし、５ｍｍの篩１を１００％通
過し、１．８　Ｉｌｍの篩■に６０重量％残留し、更に
０．１　ａｍの篩目に３５重量％残留する粒状としたも
のを使用した。

この１彰張黒鉛を２５．０重量％に、有機結合材として
ニトリルブタジェンゴム（ＮＢＲ）　ヲ７．Ｏｆｆ（−
ｈ１％と、無機充填材としてクレーと硫酸バリウムと八
−ミキュライトとを２対５対ｌの比率で混合したものを
合計で６７．０重量％と、ゴム薬を１．０重量％とを加
え、これを有機溶剤で混練したものを第１図に示す状態
に金網とともに芯材の両面にすり込んで厚さ１．２５ｍ
ｍのガスケットを得た。

これを試料として常温に於ける圧縮率、復元率、応力緩
和率と、耐熱性（厚さ変化率、重量変　。

化率、圧縮率、復元率）と、水シール性と、耐油性（圧
縮率、復元率）、耐不凍液性（圧縮率、復元率）と耐圧
壊性１．耐損傷性とを測定した所、いずれも実用上十分
な値を示した。

これら実施例１〜６の組成とその特性値とを別表１．２
に示した。なお、この別表１．２にこれらとともに示し
た比較例１〜３のうち、比較例１は従来から広く使用さ
れているアスベストを主体としたガスケット材料のもの
で、耐熱性及び水シール性が不十分であり、比較例２の
ものは膨張黒鉛単体のシートで耐熱性、水シール性に勝
れている反面耐油性、耐不凍液性、耐圧壊性、耐損傷性
が不十分である。更に比較例３のものは、粒状の膨張黒
鉛の混合割合を８６．０％と多くしたもので、耐油性、
耐不凍液性、耐圧壊性、耐損傷性の点で不十分である。

（本発明の効果） 本発明のガスケット用材料とその製造方法は、以上に述
べた通り各種特性がいずれも勝れており、かつ本発明の
方法により製造すると品質の安定した材料を得ることが
でき、更に従来のガスケットの残材を利用すれば安価に
得られる。

更に本発明により得られるガスケット用材料は、繊Ｍｔ
材を全く含まないため、例えば第１図に示すような芯材
の両面に金網を有するガスケットを造る場合、この金網
の目を容易に通過することができ、芯材と金網との間に
ガスケット用材料をまんべんなく行亘らせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は芯材両面に金網を有するガスケットの部分拡大
断面図、第２図はこのガスケットを製造する状態を示す
側面図である。 ｌ：芯材、２：ガスケット用材料、３：金網、４：ロー
ル。 ｆ￥）“　４　図 ３ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＩＳ　嵩密度が０．００８　”、　０．４０　ｇ／ｃｔ
   ｎ”　テ５１１１１１１１７）篩目を１００％通過でき
   る粒状の膨張黒鉛を２０〜７０重量％と、有機結合材３
   〜１Ｏｆｆｉ量％と、無機充填材を２０〜７０重量％と
   、ゴム薬を２重量％以内とから成るガスケツイノ６材料
   。 ２）席：密度が０．００８〜Ｑ、４（ｌ　ｇ’／ｃｍ”
   で５ｍｍの篩目を１０′θ％通過できる粒状の膨張黒鉛
   を２０〜７０重量％と、有機結合材３〜１　’Ｏｆｆ１
   Ｍ９６と、無機充填材を２０〜７０重量％と、斗ム薬を
   ２重量□％以内とから成るガスケット用材料を造る方法
   であって、膨張黒鉛を粉砕□して粒状の膨張黒鉛とし、
   この粒状の膨張黒鉛を他の素材と混合するガスケット用
   材料の製造方法。 ３）嵩密度がＯ，ＯＱ８〜０．４０　ｇ／ａｍ”　テ５
   １１１１１１（７）篩目を１００％通過できる粒状の膨
   張黒鉛を２０〜７０重量％と、有機結合材３〜１０爪量
   ％と、無機充１社材を２０〜７０重分％と、ゴム葵を２
   重冊％以内とから成るガスケット用材料を造る方法であ
   って、膨張黒鉛単体を芯材の両面に積層したガスケット
   の製作時に生じる打抜基残材を粉砕した後芯材を取り除
   いて粒状の膨張黒鉛を残し、この粒状の膨張黒鉛を他の
   素材と混合するガスケット用材ネ４の製造方法。