JPH02124767A - 膨張黒鉛複合材並びにそれを用いた可撓性黒鉛材及びガスケツト材 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、膨張黒鉛複合材並びにそれを用いた可撓性黒
鉛材及びガスケット材に関する。

（従来の技術） 天然黒鉛、キッシュ黒鉛等の粉末を硫酸と硝酸等の酸化
剤との混液に浸漬し、水洗、脱水後急熱して膨張黒鉛を
得、これを加圧成形した膨張黒鉛シートは可佛性、圧縮
復元性を有するのでガスケット材、バッキング材として
利用されている。この膨張黒鉛シートは、アスベストシ
ート等の無機質の繊維や粉末とゴムとの混線物を熱圧成
形した／−ト、ゴムを主成分とするシート等に較べ、ン
ール性、耐熱性及び応力緩和率が優れているため。

特に金属薄板や金網と一体成形したものが自動重工／ジ
ン用ガスケットとして広く使用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、膨張黒鉛金車に加圧成形ｔ７りこだけの
シートは、アスベストシートやゴムシートに比較して引
張強さ等の機械的強度が小さく、かつ脆くて折り曲げる
とひび割れを生ずる欠点がある。

従って金属薄板と共にラミネートしてエンジン用ガスケ
ットに用いるような用途以外では１例えば一般産業用機
械、ラジェーター周辺等のガスケット材やパツキ／材と
して、アスベスト７−トやゴムシートに替って幅広く使
用されるまでには至っていない。膨張黒鉛／−トの強ｉ
を向上するために結合材や補強材を複合する試みは以前
から行われて来た。特開昭６０−２４２０１号公報には
。

膨張黒鉛シートに熱硬化性樹脂を含浸し、加熱硬化する
方法が提案されているが、樹脂だけを数チ以上含浸する
と可撓性が失われ、シール材としては使用できない。一
方可撓性が残る程度の樹脂含浸率では強度向上が殆んど
期待できない。特開昭６０−７１５７８号公報及び特開
昭６３−７２７８０号公報には、膨張黒鉛、繊維及び結
合材を混合して加圧成形する方法が提案されているが、
膨張黒鉛は特に湿式攪拌すると容易に粒子が破壊され。

加圧成形後の強度はかえって低下し、結合材や補強材の
効果は殆んど現われない。特開昭６２−１００４０６号
公報には、スパルタン・リューザ等を用い、膨張黒鉛を
乾式攪拌しながら結合材をスプレーする方法が提案され
ている。しかし嵩密度が通常０．０２　ｇ／ｃｍ’以下
である膨張黒鉛の粉末を上記装置内に投入して処理する
場合、ｌパラ千当りの処理能力が小さく効率が悪い。ま
た乾式攪拌といえども撹拌時間を長くして均一に混合し
ようとすると、湿式攪拌はどではないけれどもやはり膨
張黒鉛粒子は破壊され、これに結合材を添加して加圧成
形し、でも強度向上効果はあまり望めない。

一方、膨張黒鉛シートは油を吸い易い性質があり、これ
を自動車工／ジン用ガスケットに用いた場合に油洩れ、
油洩れが発展して油崩れ、水洩れ等を起す場合がある。

前記公報に記載される結合材を冷加してもこの現象全防
止できない。

本発明は、、ｈ記した欠点を解消する可撓性黒鉛材用の
膨張黒鉛複合材並びに該膨張黒鉛複合材を用いた可撓性
黒鉛材及びガスケット材を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、膨張黒鉛粒子の表面にエラストマー又はエラ
ストマー及び熱硬化性樹脂を被覆した膨張黒鉛複合材、
並びに該膨張黒鉛複合材を熱圧成形してなる可撓性黒鉛
材及び該膨張黒鉛複合材を。

金属板、金属網又は線維質ノートの片面又は両面に配し
て熱圧成形してなるガスケット材に関する。

本発明において、膨張黒鉛粒子は公知の方法で得られ次
ものを使用する。嵩密度は特に制限しない。

ニジストマーは、膨張黒鉛粒子の結合材及び複合材の補
強材として働くもので、ＮＨＲ，フッ素ゴム、８１３）
Ｌ、Ｃｕｔ等の人造ゴムが好ましく、耐油性の点からＮ
　Ｂ　ＩＬが最も好せしい。エラストマーは溶媒に溶解
１．て使用され、その溶媒はアセト／のほかペンゼ／、
トルエン等の芳香族炭化水素。

トリクロロエチレン等の塩素含有炭化水素が溶解力が大
きく好まＩ−い。また上記エラストマーは加硫すれば耐
熱性及び強度が向上するため上記エラストマー溶液に硫
黄及び加硫促進剤を加えることが好ましい。その量はエ
ラストマーに対し硫黄が１〜３０重量％及び加硫促進剤
が０．１〜１５重量が好ましい。量が少ないと添加の効
果がなく、多すぎると得られる複合材を成形して得られ
る可撓性黒鉛材及びガスケット材の耐熱性が低下する。

加硫促進剤の種類には特に制限はないが、グアニジン類
、アルデヒドアンモニア類、アルデヒドアミン類、アル
キルアミン類等の有機促進剤が好ましい。膨張黒鉛粒子
を被覆するエラストマーの量は得られる膨張黒鉛複合材
中の含有量として５〜３５重量％が好ましい。少ないと
効果がなく、多すぎると複合材を成形して得られる可撓
性黒鉛材及びガスケット材の強度は向上するが、耐熱性
及び応力緩和率が悪化する。

膨張黒鉛粒子を、前記エラストマー溶液に浸漬した後乾
燥して溶媒を除去することにより、エラストマーの被覆
された膨張黒鉛複合材が得られ。

この膨張黒鉛複合材を熱圧成形することにより可撓性黒
鉛材が得られる。熱圧成形とは、加熱された金型内で加
圧する方法、加熱されたロールや加熱された雰囲気にあ
るロールで例えばシート状に加圧する方法を意味する。

いずれの場合も加熱温度は１２０〜１７０℃が好ましい
。低すぎても高すぎても得られる可撓性黒鉛材の強度及
び耐熱性が低下してくる。

膨張黒鉛粒子を、前記エラストマー溶液に熱硬化性樹脂
を加えた溶液に浸漬して乾燥すれば、工ラストマー及び
熱硬化樹脂の被覆された膨張黒鉛複合材が得られ、これ
を前記した条件で熱圧成形すればエラストマー単独のも
のより強度及び耐油性の向上した可撓性黒鉛材が得られ
る。熱硬化性樹脂の量は膨張黒鉛粒子に対して０．５〜
２０重量％が好ましい。少なすぎると添加の効果がなく
。

多すき゛ると可撓性黒鉛材にした場合の可撓性が低下す
る。熱硬化性樹脂の種類には制限はないが。

樹脂単独又は硬化剤を加えて１２０〜１７０℃で硬化す
るものが好ましい。

前記膨張黒鉛複合材を、金属板、金属網又繊維質シート
の片面又は両面に配して、前記した可撓性黒鉛材の成形
と同じ温度及び圧力の条件で熱圧成形すれば、従来品よ
り前記金属板等との接着が良く、耐油性の優れたガスケ
ット材が得られる。

繊維質シートとは、ガラス繊維や炭素繊維のような無機
繊維又はアラミド繊維、フェノール樹脂繊維のような有
機高分子繊維の布、マット、フェルト等である。

（実施例） 次に本発明の詳細な説明する。

実施例Ｉ Ｎ　Ｂ　ｉｔ粉（日本合成ゴム■製アクリロニトリルブ
タジェンゴム）１００重量部、硫黄粉１０重量部及び加
硫促進剤であるテトラメチルチウラムジスルフィド粉３
重量部に少量のアセト／を加え。

十分に混合して練りこんだゴム組成物の１００重量部’
に、２００００重蓋部のア七トンに溶解し。

その溶液内に９００重量部の高密度０．０１　ｇ　／ｃ
ｍ３の膨張黒鉛粒子を投入して浸した後アセトンを乾燥
除去して膨張黒鉛複合材を得た。そしてこの膨張黒鉛複
合材を角型金型に入れ、１６０℃、１５ＭＰａで１０分
間熱圧成形し、厚さ０．５　ｍｌｌ＋　、嵩密度１、１
　ｇ／ｃｍ３の可撓性黒鉛材と１〜での複合シートを得
た。

この複合シートは、１０重％％のゴム、ゴムに対（〜で
１０重ｆｔ′チの硫黄及び３重量％の加硫促進剤が膨張
黒鉛粒子の表面に均一に被覆された複合材を熱圧成形し
たものであるが、その引張強度は。

試験数５以上の平均値で１０５　ｋｇ／ｃｍ”を示した
。

これに対し、膨張黒鉛粒子のみを２０ＭＰａで加圧成形
した密度１．１　ｇ　／ｃｒｒ？のシートの引張強度は
。

５０、　ｓ　ｋｇ／ｃｍ”であった。さらに、折り曲げ
た場合の亀裂の発生具合を比較したところ、ゴムとの前
記複合シート・は、２几の棒を当てて９０℃折り曲げる
試験を５００回行っても亀裂が発生しなかったのに対し
、膨張黒鉛のみからなるシートは数回から数千回の折り
曲げで亀裂が発生し、１００回以上で全て破断してしま
った。

実施例２ 実施例１と同様の、ＮＢＲに対して１０重−ｉｔ％のイ
オウ及びＮＢＲに対して３重量％のテトラメチルチウラ
ムジスルフィドを含むゴム組成物５０重量部と、硬化剤
として樹脂に対して１０重値チのへキサミンを含むノボ
ラックフェノール樹脂（日立化成工業製）粉５０重を部
を２００００重量部のア七トンに溶解［７，その溶液中
に９００重量部の嵩密度ｏ、ｏｘｇ／ｃ♂の膨張黒鉛粒
子を投入して浸した後アセトンを乾燥除去して膨張黒鉛
複合材を得た。そしてこの膨張黒鉛複合材を実施例１の
金型に入れ、１５０℃、２０ＭＰａで１０分間熱圧成形
し、厚さ０．５　ｍｍ　＋嵩密度し３　ｇ／ｃｍ３の膨
張黒鉛粒子にゴム及び熱硬化性樹脂を被１した複合シー
トを得た。この機台シートの引張強度を測定したところ
、　　１６５ｋｇ／ａｍ”全示した。さらに実施例１に
示したと同様の折り曲げ試験を行ったところ、ゴムのみ
を含む複合／−トに比較するとやや硬くなっているｆｃ
め、１００回以上折り曲げると亀裂が発生したが、１０
００回以上折り曲げても破断しなかった。それに対し、
ゴムを含まないで。

熱硬化性樹脂のみが５重量係合まれるように作製した複
合シートは、可撓性がｔよとんどなく、数回の折り曲げ
試験で破断してしまった。

実施例３ 実施例２と同様の、ＮＢＲ及びフェノール樹脂が各々５
重量％被覆された膨張黒鉛複合材を、厚さが０．４　ａ
ｍ　Ｉとなるような量だけ金型内に敷き詰め、そのうえ
に厚さ０．２　ｍｍＯ平織ガラスクロス（富士ファイバ
ーグラス製、　ＦＥＣＲ−１３１１）を敷き、さらにそ
の上に同量の膨張黒鉛複合材を敷き詰め、１６５℃、１
４ＭＰａで５分間熱圧成形してガスケット素材を得た。

これを打抜ブレスで燃焼室用穴、油入、水穴等の開口部
を有するエンジン用ガスケットに加工し、実機の台上試
験を行ったところ、不凍液及び油の洩れは全く検出され
なかった。

比較例として膨張黒鉛複合材の代りに膨張黒鉛粒子を用
い、上記と同じ方法で成形及び加工し。

ガラスクロスの両面に膨張黒鉛シートを積層したエンジ
ン用ガスケットを得た。このガスケットは開口部に油及
び不凍液のにじみが観察され、油のにじみの発生してい
る部分の膨張黒鉛ノートは弱くなっており９手を触れる
と崩れた。

（発明の効果）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．膨張黒鉛粒子の表面にエラストマー又はエラストマ
   ー及び熱硬化性樹脂を被覆してなる膨張黒鉛複合材。
2. ２．請求項１記載の膨張黒鉛複合材を熱圧成形してなる
   可撓性黒鉛材。
3. ３．請求項１記載の膨張黒鉛複合材を，金属板，金属網
   又は繊維質シートの片面又は両面に配し熱圧成形してな
   るガスケット材。