JPH02180982A - 高温ガスケットの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高温ガスケットの製造方法に係り、高温条件下
に耐え、且つ高断熱特性を有し、アスベスト・フリーで
構成して無害化を図ったガスケットの製造方法に関する
。

〔従来の技術〕

従来ガスケットとしてアスベストビータ−シートやジヨ
イントシート等のアスベストを主成分とするシートが広
く用いられてきた。これらのシートは基材繊維として、
アスベストを６０〜９５重量％の割合で含んでいる。従
ってシートを製造する工程ばかりでなく使用設備からも
アスベスト繊維が飛散し、健康障害の恐れがあった。

しかしながら、近年、アスベスト公害に関する関心が高
まり、アスベスト代替繊維基材を用いてビータシート又
はジヨイントシートを製造する研究が行なわれるように
なってきた。アスベスト代替繊維としては、ガラス繊維
、カーボン繊維、チタン酸カリウム繊維、ステンレス繊
維等の無機質繊維、あるいは芳香族ポリアミド繊維、フ
ェノール繊維、ポリエチレン繊維等の有機質繊維を用い
てシート状物を製造する試みがなされている。

また、このようなガスケットの製造方法として、ガスケ
ット原料を高速撹拌して湿式混合後、抄造、脱水プレス
、乾燥し、そして成型するビータシート方法が開示され
ている（英国特許第１０２３４２５号明細書）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来技術の製造方法では次のような問題
点がある。先ず、ジヨイントシート状物の製造工程では
、無機あるいは有機質繊維を結合する結合剤を均一に分
散させて混練することが困難である。また、ジヨイント
シート状物原料を熱ロールおよび冷却ロールによって加
熱圧延する際に冷却ロールに結合剤が付着し、ジヨイン
トシートに「シワ」等が発生したり、著しく「厚みムラ
」が発生し、更にはシート化不能に至ることがあり、加
工性に劣るという問題がある。

一方、ビータシート法では加工性やコストはジヨイント
シートに比較して優れるが、下記のような問題がある。

すなわち抄造後のプレス加工時に基材となる繊維が粉砕
されて繊維のアスペクト比が低下し、形成されたシート
の引張強度が著しく劣ったり、ばらついてしまう。又、
プレス時に於いて、完全に水分を除去することが不可能
であり、後工程で脱水処理を行うと水分が通り抜けた後
が連続気孔となり、気密性即ちガスシール性が低下し、
引張強度も又低下する。そこで、本発明は、かかる問題
点を解決し、高温使用に耐える良好なガスケットを提供
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、上記目的を実現するために、無機質繊維及び
弾性物質を主成分とするノンアスベストビータ−シート
型ガスケットの製造方法において、無機質繊維及び弾性
物質を含むガスケット用原料を水中で混合し、抄造し、
得られるシートをプレスし、乾燥し、そしてホットプレ
スする工程を含むことを特徴とする高温ガスケットの製
造方法を提供する。

本発明で用いるガスケット用原料は石綿以外の無機質繊
維と弾性物質を含むものである。

無機質繊維としては、アルミナ質繊維、シリカ質繊維、
ムライト質繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維など
の耐熱性の高い繊維の単一又は組合せを用いるが、耐熱
性の要求が低い場合にはガラス繊維も使用できる。ガス
ケット状物としては圧縮復元特性を有するための剛直性
繊維であるとともに、シート状物としての保持性に優れ
ることが必要であるので、この無機質繊維の径は直径１
μｍ以上であることが望しい。また、繊維径が１２μｍ
以上では後の工程であるホットプレス工程で粉砕される
ので適切ではないことが見い出された。

弾性物質には無機結合物質と有機弾性物質がある。本発
明は特に無機結合物質を用いた高温用ガスケットの製造
に向けられており、そのような無機結合物質の使用は本
発明者らによって特願昭６２−２５７２７５号明細書等
に開示されているが、この無機結合物質は特に水に膨潤
し、かつ結合力を有する無機物質であり、モンモリロナ
イト、セビオライト、合成画珪化弗素型雲母、ボールク
レー等が例示される。また、有機弾性物質もガスケット
シートに有用なので一般に用いられる。これは天然ゴム
のエマルジョン、ＮＯＲ、ＳＢＨなどの合成ゴムエマル
ジョンラテックスなどであるが、ゴム加硫剤（例、シリ
コン）、加硫促進剤なども併用される。

本発明は無機繊維と弾性物質を含む原料を用いてビータ
シート型ガスケットを製造する方法に係るいはＣ，Ｉ、
ダイレクトブルー２７３等）を含んでもよい。

また、限定するわけではないが、本発明は特に上記特願
昭６２−２５７２７５号明細書に開示した高温用ガスケ
ットの製造に好適である。この高温用ガスケットはセラ
ミック系無機繊維３５〜８０重量％、炭素繊維２〜３０
重量％、有機質弾性物質５〜２５重量％、無機結合物質
５〜３５重量％を含んでなる。

次に、本発明の高温ガスケットの製造工程を説明する。

製造工程は湿式混合工程、抄造工程、脱水工程、乾燥工
程、ホットプレス工程、打抜き工程がある。

本発明の湿式混合工程は無機繊維及び弾性物質（無機結
合物質及び／又は有機弾性物質）を含む原料を水中で均
一に撹拌混合する工程であり、製紙工程に於けるパルパ
ー状の攪拌混合機を用いるが、この湿式混合工程ではさ
らに、原料スラリーを均一に混合した後、ポリアクリル
アミド等の高分子凝集剤や、硫酸アルミニウム等のイオ
ン性凝集剤によりスラリーを凝集定着させる。

この工程では、基材繊維が折損し、基材繊維のアスペク
ト比が低下することを防止し、スラＩＪ　−を均一に混
合させるために、スラリー濃度は３重量％以下にするこ
とが望ましい。

抄造工程は湿式混合工程に於いて調合したスラリーを紙
層形成、強制脱水し所定の厚みの湿式シートを連続又は
間欠的に抄造する工程であり、生産性の面から厚いシー
トを連続的に抄造する単網式連続抄造機の使用が望まし
い。

脱水プレス工程は、抄造工程に於いて抄造した湿式シー
トをバッチ又はローラ式プレスにて脱水プレスする工程
である。この工程に於いて使用するプレスは湿式シート
中の基材繊維が配向することを防止するため、又シート
中の含水率を極力低下させるためにもバッチ式プレスが
望ましい。本発明ではこのプレス工程で無機繊維を極力
粉砕しないように従来のプレス圧より有意に低い３５０
ｋｇ／ｃｔｊ程度の圧力でプレスする。

乾燥工程はプレス工程に於いて所定の厚みに脱水プレス
された湿式シートを乾燥する工程である。

本発明の乾燥工程ではシート状物の含水率を下げるため
に十分に乾燥させる。この工程ではシート中の弾性物質
（無機結合物、有機弾性物質）に含有される有機質高分
子が変質することを防止するために２５０℃以下の温度
で乾燥することが望ましく、また湿式シート中の水分を
早期蒸発せしめるためには１００℃以上の乾燥温度が望
ましい。

本発明では、上記乾燥工程の後にホットプレスを行なう
ことを特徴としている。このホットプレスにより、シー
ト状物のマトリックス部分即ち弾性物質に可塑性を持た
せ、かつプレスすることにより、無機繊維を粉砕するこ
となくガスケットの特性を向上させることができる。ホ
ットプレスは乾燥工程に於いて乾燥されたシート状物を
５０℃以上３５０℃未満の温度かつ５ｋｇ／ｃ１１！以
上１５０ｋｇ／ｃｉ未渦のプレス圧力で行なう。無機繊
維の粉砕（アスペクト比の低下）を防ぐためには、ホッ
トプレス工程で無機繊維自体がシート状物内でプレス圧
力に対して応動する必要があり、そのために弾性物質に
可塑性を持たせる。５０℃未満の温度では弾性物質に可
塑性を持たせることが困難であり、一方３５０℃以上で
は一部の弾性物質に硬化が生じ可塑性を阻害するので、
５０〜３５０℃の温度範囲が好ましい。又、プレス圧力
は、５ｋｇ／ｃｒＩ未満では、ガスケット状物としての
必要嵩密度が得られず、１５０ｋｇ／ｃｔ１以上では基
材繊維が粉砕されてしまうので、５〜１５０　ｋｇ／ｃ
ｉのプレス圧力の範囲であることが望ましい。

その後、使用するガスケットの形状に打抜く。

〔作　用〕

本発明では、ビータシート型ガスケットの製造において
、抄造、脱水、乾燥工程で無機繊維が粉砕されない十分
に低いプレス圧で脱水プレスし、含水率はその後の乾燥
処理で十分に低下させ、乾燥工程での水分の抜は穴のた
めにシート状物の気密性が低下する点は、その後ホット
プレスを行なうことによってシート状物中の弾性物質に
可塑性を与えて気密性を向上させる。また、このホット
プレス工程では弾性物質に可塑性が与えられた状態でプ
レスされるため無機繊維が粉砕されることなく応動し、
シート状物の嵩密度が向上する。しかも、無機繊維が最
終的に粉砕されないので、弾性物質の可塑化の効果と相
乗的にシート状物の引張強度も向上する。また、ホット
プレスにより弾性物質が硬化近傍まで昇温されるので、
ガスケットの高温強度も向上する。

〔実施例〕

次に本発明を実施例により以下説明する。

実施例１ 直径２μｍのアルミナ・シリカ繊維（商品名イビウール
・バルク）７ｋｇと直径ＩＯμｍの炭素繊維（繊維長３
０ｍａ＋＞３ｋｇの基材繊維に、無機結合物質としてモ
ンモリロナイト　（商品名クニビアＧ）４ｋｇ、更らに
有機質弾性物質としてＮＢＲ系エマルジョンラテックス
（商品名工ポールＬ　Ｘ　−１５６２）を固形分で５　
ｋｇを水１０００βに投入し、パルパーにてｌＯ分間撹
拌混合させた後、硫酸アルミニウムにし凝集させ、ガス
ケットスラリーを作成した。

次に得られたスラリーを単網式連続抄造機にて幅３００
ｍｍ、厚み１０ｍｍの連続シート状物に抄造した。これ
をギロチンカッターにて長さ６００ｍｍにカットした後
、油圧プレスにて３４０ｋｇ／ｃｎｆで脱水プレスした
。それから、温風乾燥機にて１３０℃で乾燥し、厚み１
．２ｍｍ、幅３１０ｍｍ、長さ６２０ｍｍのシート状物
を作成した。

それから、乾燥後のシート状物を熱板温度２９０℃、面
圧（プレス圧力）　６０　ｋｇ／ｃｒｄで１０分間ホッ
トプレスし、厚み１．２　ｆｆ１ｍ、嵩密度１．１ｇ／
ｃ＋＋ｔのガスケット状シートを得た。

このガスケット状シートの引張強度をＪＩＳ−に−６３
０１加流ゴム物理試験法（３）に準じ、常温、２００℃
Ｘ２Ｈｒ熱処理、４００℃Ｘ２Ｈｒ熱処理後、測定した
。表−１に熱処理温度と引張強度関係を示す。

実施例２ 直径２μｍのアルミナ・シリカ繊維（商品名イビウール
・バルク）７ｋｇ、直径５μｍのロックウール３ｋｇ、
無機結合物質としてモンモリロナイト（商品名クニピア
Ｇ）４ｋｇ、有機質弾性物質としてＮＢＲ系エマルジョ
ンラテックス（商品名工ポールＬ　Ｘ−１５６２）を固
形分で５ｋｇ、更らにフィブリル化した芳香族ポリアミ
ド繊維１ｋｇを用いて実施例１と同様の方法でガスケッ
ト状シートとし、実施例１と同様の方法で引張強度を測
定した。表−１に熱処理温度と引張強度の関係を示す。

比較例１ アスベストビータ−シートを使用し、実施例１と同様の
方法で引張り強度を測定した。その結果は表−■に示す
。

表−１ 実施例３ 実施例１のガスケット状シートを所定の寸法に打ち抜き
加工し、自動車エンジンのヘッド、エキゾーストマニホ
ールド間のガスケットとして取付け、排気量２０００ｃ
ｃ、　ＤＯＨＣターボ付エンジンにてエキゾーストマニ
ホールドに流入する排ガス温度８５０℃で１００時間の
耐久試験を実施した。

この耐久試験中に於いて、ガス漏れ等の重大問題は発生
せず、実施例１のガスケットは十分なガスケット機能を
果した。

尚、引張強度について表−１の実施例１と同等の結果が
得れ、耐久性に富むことが確認された。

実施例１と同様にしてガスケットを作製した場合におけ
るホットプレスの温度及び圧力と引張強度との関係また
ホットプレスの時間と引張強度との関係を第１図及び第
２図に示す。引張強度の測定方法も実施例１と同様であ
り、常温での測定値である。

実施例１と同様にして作製したガスケットシート　（ホ
ットプレス２９０℃Ｘ６０ｋｇ／ｃｎｆ）の１０００倍
の電子顕微鏡写真を第３図に示す。実施例１と同様であ
るがホットプレスを１７０℃Ｘ　１５０ｋｇ／ａｎで行
なって作製したガスケットの電子顕微鏡写真を第４図に
示す。第５図は実施例１と同様にして、但し３５０ｋｇ
／ｃｕｔで脱水プレスし、１５０℃で乾燥して作製し、
ホットプレスしなかったガスケットの電子顕微鏡写真、
第６図は実施例１に従い、但し３５０ｋｇ／ｃｍで脱水
プレスし、１５０℃で乾燥後、８０ｋｇ／ｃｔｌで常温
プレスして作製したガスケットの電子顕微鏡写真である
。これらの写真から、ホットプレスを行なっていないも
の（第５図）は、ホットプレスを行なったもの（第３図
、第４図）に比較し、ち密性に欠けており、乾燥後、常
温でプレスしたもの（第６図）は繊維がシート内で折れ
ていることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明の方法で製造される高温用ガスケットはホットプ
レスによりシート中に含まれる無機結合物質や有機弾性
物質に可塑性が付与され、しかも、無機繊維が粉砕され
ないので、ガスケットの品質（引張強度、含水率、嵩密
度、耐熱性など）が向上するしシート中の有機弾性物質
が乾燥、ホットプレスで十分に養生されるため、高温使
用下での流出、相手材への付着（焼付き）もなくすこと
ができる。また、製造工程が簡便で製造コストも低い。

【図面の簡単な説明】 第１図はホットプレス温度及び圧力とガスケットの引張
強度の関係を表わす図、第２図はホットプレス時間とガ
スケットの引張強度の関係を表わす図、第３〜６図はい
ろいろな条件で作製したガスケット中の繊維の形状を示
す電子顕微鏡写真（１０００倍） である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無機質繊維及び弾性物質を主成分とするノンアスベ
   ストビーターシート型ガスケットの製造方法において、 無機質繊維及び弾性物質を含むガスケット用原料を水中
   で混合し、抄造し、得られるシートをプレスし、乾燥し
   、そしてホットプレスする工程を含むことを特徴とする
   高温ガスケットの製造方法。