JPH03106982A - High-temperatuer gasket and its manufacture - Google Patents
High-temperatuer gasket and its manufactureInfo
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- JPH03106982A JPH03106982A JP24229189A JP24229189A JPH03106982A JP H03106982 A JPH03106982 A JP H03106982A JP 24229189 A JP24229189 A JP 24229189A JP 24229189 A JP24229189 A JP 24229189A JP H03106982 A JPH03106982 A JP H03106982A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高温用ガスケットおよびその製造方法に関し
、特に950℃を超える温度条件の下でも優れたシール
性、耐熱性を示すガスケソトであって、石綿に代えてセ
ラミソクスを主成分として構威された自動車のエンジン
などに好適に用いられルカスケフトについての提案であ
る.
〔従来の技術〕
上述した用途に用いられる従来の高温用ガスケットとし
ては、石綿を主原料とし、他に弾性を付与するための天
然ゴムあるいはニトリルゴム(NBR)、スチレンブタ
ジエンゴム(S B R)等弾性物質と、必要に応じて
添加される加硫剤等の補助剤を用いたものが一般的であ
る.
ところで、このような用途のガスケントには、石綿と弾
性物質とを加熱威形して得られるジョイントシ一ト状ガ
スケント、および石綿とエマルジョンラテックス等の弾
性物質を混合定着したスラリーを、抄造成形して得られ
るビータシ一ト状ガスケフトがあった。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a high-temperature gasket and a method for manufacturing the same, and in particular to a gasket that exhibits excellent sealing properties and heat resistance even under temperature conditions exceeding 950°C. This is a proposal for Lukaskeft, which is suitable for use in automobile engines, etc., and is constructed with ceramisox as the main ingredient instead of asbestos. [Prior Art] Conventional high-temperature gaskets used in the above-mentioned applications use asbestos as the main raw material, as well as natural rubber, nitrile rubber (NBR), and styrene-butadiene rubber (SBR) to impart elasticity. It is common to use an isoelastic material and an auxiliary agent such as a vulcanizing agent added as necessary. By the way, Gas Kent for such uses include joint sheet-shaped Gas Kent obtained by heating and shaping asbestos and an elastic substance, and slurry made by mixing and fixing asbestos and an elastic substance such as emulsion latex. There was a beater seat-shaped gas keft obtained by
これらの既知ガスケフトは、主としてアスベストの繊維
を60〜95帆%含有しており、そのためにそのアスベ
スト繊維がガスケット製造工程だけでなく、施工施設で
も飛散するため、健康障害発生の恐れがあるものとして
、改善が望まれていた.そのため我国でも、昭和49年
の国際ガン条約調印に伴い、これまでに種々の法令でそ
の取り扱いを規制してきた。例えば、昭和51年4月1
日付で「特定化学物質等障害予防規則」を設けたこと、
昭和53年3月30日に労働基準施行規則の一部を改正
して、ガン源性物質もしくはガン源性因子による疾病、
またはガン源性工程における業務による疾病について、
「アスベストにさらされる業務による肺ガンまたは中皮
腫」を指定したことなどそれである。These known gaskets mainly contain 60% to 95% asbestos fibers, and because the asbestos fibers are scattered not only during the gasket manufacturing process but also at the construction facility, they are considered to be at risk of causing health problems. , improvement was desired. For this reason, even in our country, the handling of cancer has been regulated through various laws and regulations since the signing of the International Cancer Convention in 1971. For example, April 1, 1975
The establishment of the "Ordinance on Prevention of Hazards from Specified Chemical Substances, etc."
On March 30, 1971, a part of the Labor Standards Enforcement Regulations was amended, and it was established that diseases caused by carcinogenic substances or factors,
or for work-related illnesses in carcinogenic processes;
This includes the designation of ``lung cancer or mesothelioma resulting from work that involves exposure to asbestos.''
また、米国EPA (環境保護庁〉においては、198
3年1月にアスベスト製品の使用禁止についての提案が
なされ、1986年6月にはOMB (行政管理予算局
)の了解を得て1988年1月より建材製品への禁止を
提案すると共に、1991年よりの全面使用禁止を提案
している。In addition, the US EPA (Environmental Protection Agency) has 198
In January 1986, a proposal was made to ban the use of asbestos products, and in June 1986, with the approval of OMB (Office of Management and Budget), a proposal was made to ban the use of asbestos products from January 1988, and in 1991 They are proposing a complete ban on its use starting in 2020.
そして、米国3大ガスゲットメーカーは、この提案を段
階的に受け入れる宣言を1986年7月に行なっている
。In July 1986, the three major gas get manufacturers in the United States declared that they would accept this proposal in stages.
また、上記2ケ国に限らず、国際的にも、1986年6
月のILO(国際労働機構)の提案によって、“石綿の
利用における安全に関する条約と勧告”が討議・審議さ
れており、特にスウェーデンでは1985年にもアスベ
スト製品使用禁止が見込まれている。In addition, not only in the above two countries, but also internationally, in June 1986,
Based on a proposal by the International Labor Organization (ILO) in February, the ``Convention and Recommendations on Safety in the Use of Asbestos'' is being discussed and deliberated, and in Sweden in particular, the use of asbestos products is expected to be banned as early as 1985.
このような国際情勢に対して、最近では、アスベスト代
替繊維として、セビオライト繊維、ガラス繊維、カーボ
ン繊維、ステンレス繊維等の1無機質繊維”、あるいは
芳香族ボリアごド繊維、フェノール繊維、ポリエチレン
繊維等の“有機質繊維”を用いてガスケントを製造する
試みがなされている。In response to this international situation, recently, inorganic fibers such as Seviolite fiber, glass fiber, carbon fiber, and stainless steel fiber, as well as aromatic boria fiber, phenolic fiber, polyethylene fiber, etc., have been introduced as alternative fibers to asbestos. Attempts have been made to produce gaskent using "organic fibers."
上述のように、アスベスト繊維を用いたガスケフトは公
害の問題を抱えているとともに、600℃付近までは良
好な物性を保持しうるものの、それよりも高い、例えば
950℃以上の高温においては、結晶水の脱水により強
度劣化が生じることが欠点とされていた。As mentioned above, gas kefts using asbestos fibers have the problem of pollution, and although they can maintain good physical properties up to around 600°C, at higher temperatures, such as 950°C or higher, crystallization occurs. The drawback was that dehydration caused strength deterioration.
一方、前記アスベスト代替繊維としての無機質繊維ある
いは有機質繊維を使用したガスケットにも次のような問
題点があった。On the other hand, gaskets using inorganic fibers or organic fibers as asbestos substitute fibers also have the following problems.
例えば、前記無機質繊維のうち、例えばセビオライトな
どは、結晶水を持っているため、前記アスベストと同様
に高温域で強度劣化が生じることである。しかも、この
無機繊維単体でガスケフトを製作した場合、アスベスト
を使用したガスケットと同様に引張強度等が劣るという
問題点があった。特に、無機質繊維のうちのカーボン繊
維や、有機質繊維のうちの芳香族ポリアミド繊維、フェ
ノール繊維、ポリエチレン繊維などは、200℃付近か
ら繊維の特性が著しく劣化し、そして400℃以上では
完全に炭化または焼失して結合劣化が起ることを特徴と
するが知られており、それ故に、400℃以上の高温下
では使用することができないという問題点があった。For example, among the above-mentioned inorganic fibers, for example, Seviolite has water of crystallization, and therefore, like the above-mentioned asbestos, strength deterioration occurs in a high temperature range. Moreover, when a gasket is manufactured using only this inorganic fiber, there is a problem in that the tensile strength and the like are inferior, similar to gaskets using asbestos. In particular, carbon fibers among inorganic fibers, aromatic polyamide fibers, phenol fibers, polyethylene fibers among organic fibers, etc., deteriorate significantly in their fiber properties at around 200°C, and at temperatures above 400°C they completely carbonize or It is known that it is characterized by burning out and deterioration of the bond, and therefore there is a problem that it cannot be used at high temperatures of 400° C. or higher.
本発明の目的は、上述したアスベストを素材として形威
された高温ガスケットの問題点、さらには各種無機繊維
を素材として形或される高温ガスケフトが抱えている問
題点がない高温ガスケットを提案すること、およびそれ
の有利な製造方法を提案するところにある.
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、引張強度や復元率などが不十分なために、ガ
スケットとしての性能不足、すなわち、シール機能,耐
久性,信頼性などの不足を解消するために、
まず、セラミンク系無機繊維を用いることによって、ガ
スケフトの耐熱性を向上させることとし、そして未膨張
バーミキュライトを用いることによって、ガスケントの
復元率および耐熱性等を向上させることとし、さらには
、材料のうちに適当な無機質結合材を用いることによっ
てガスケフトの高温域における強度を補償することとし
た点に特徴を有するものである。The purpose of the present invention is to propose a high-temperature gasket that does not have the problems of high-temperature gaskets made of asbestos as described above, and also does not have the problems of high-temperature gaskets made of various inorganic fibers. , and an advantageous manufacturing method thereof. [Means for Solving the Problems] The present invention solves the lack of performance as a gasket due to insufficient tensile strength and recovery rate, that is, the lack of sealing function, durability, reliability, etc. First, we decided to improve the heat resistance of Gaskent by using ceramic inorganic fibers, and then to improve the recovery rate and heat resistance of Gaskent by using unexpanded vermiculite. This method is characterized in that the strength of the gasket in the high temperature range is compensated for by using a suitable inorganic binder.
また、かようなガスケットを製造するに当り、前記セラ
ミック無機繊維、未膨張バーミキュライト、無機質結合
材および有機弾性物質を湿式混合抄造し、脱水プレス後
乾燥した後、ホットプレスをするという方法の採用によ
り、上述した従来技術が抱える問題点を一挙に克服する
こととしたのである。In addition, in manufacturing such a gasket, a method is adopted in which the ceramic inorganic fiber, unexpanded vermiculite, inorganic binder, and organic elastic material are wet-mixed, dehydrated, pressed, dried, and then hot-pressed. , it was decided to overcome the problems of the above-mentioned prior art all at once.
殊に本発明においては、セラξツク無機繊維と未膨張バ
ーミキュライトを素材として使用することとしたので、
高耐熱性および高復元率を有するガスケソトが得られる
。In particular, in the present invention, since ceramic inorganic fibers and unexpanded vermiculite are used as materials,
Gaskesoto with high heat resistance and high recovery rate is obtained.
すなわち本発明は、繊維や弾性物質などからなる混合物
スラリーを抄造し積層戒形してなるビータシ一ト状ガス
ゲットを、セラミック無機繊維35〜8011lt%、
未膨張バーごキュライト5〜20wt%および有機質弾
性物質5〜25wt%および無機質結合材5〜35帆%
からなる配合物であり、かような配合物を湿式混合抄造
し、脱水プレス後乾燥した後、ホントプレスして製造す
ること、を特徴とする高温ガスケット、にある.
〔作 用〕
本発明にかかるガスケットは、基本的に、セラξフクス
無機繊維、未膨張バーミキュライト、有機質弾性物質お
よび無機質結合材を水溶液中に分散させたものを、混合
後、定着して得られるスラリー、さらには必要に応じて
加硫剤等の補助添加剤を加えてなるスラリーを、抄造機
によって抄造しすることにより一定の厚みに積層したビ
ータシート状ガスケットである。近年、このビータシ一
ト状のガスケフトは、ジョイントシ一ト状ガスケットに
比べて均一性の高いものが得られるので、広範囲に使用
されている。That is, the present invention provides a beater sheet-like gas get obtained by making a paper from a slurry of a mixture of fibers, elastic substances, etc.
5-20 wt% of unexpanded verculite, 5-25 wt% of organic elastic material, and 5-35 wt% of inorganic binder.
A high-temperature gasket, characterized in that it is produced by wet-mixing such a blend, drying it after dehydration pressing, and then real-pressing it. [Function] The gasket according to the present invention is basically obtained by mixing and fixing an aqueous solution in which Cerafukus inorganic fibers, unexpanded vermiculite, an organic elastic substance, and an inorganic binder are dispersed. This is a beater sheet-like gasket made by laminating a slurry to a certain thickness by forming a slurry with a paper-making machine using a slurry, in which auxiliary additives such as a vulcanizing agent are added as necessary. In recent years, this beater sheet-shaped gasket has been widely used because it can provide a gasket with higher uniformity than a jointed sheet-shaped gasket.
さて、本発明ガスケット構或主体の1つは、セラξツク
無機繊維である。このセラミック無機繊維としては、シ
リカーアルξナ系セラミックファイバー、アル〔ナおよ
びムライトの結晶質ファイバーおよびシリカファイバー
などの人造無機繊維が用いられる。その他、耐熱性に対
する要求が低い、例えば使用温度が300℃以下で用い
るものについては、極細のガラス繊維の使用も可能であ
る。Now, one of the main components of the gasket structure of the present invention is ceramic inorganic fiber. As the ceramic inorganic fibers, artificial inorganic fibers such as silica-alumina ceramic fibers, crystalline fibers of alumina and mullite, and silica fibers are used. In addition, ultrafine glass fibers can also be used for those that have low requirements for heat resistance, for example, when the operating temperature is 300° C. or lower.
かかるセラミック無機繊維には、通称“ショット”と呼
ばれる非繊維状物を含有していることがある.この非繊
維状物質“ショット”は、ガスケソトの特性向上にあま
り寄与するものではないので、含まないものの方が良い
。従って、この繊維中に含まれる実質的には44μm以
上の非繊維状物は20%以下(無機繊維の量に対する割
合〉に抑えることが望ましい。Such ceramic inorganic fibers may contain a non-fibrous material commonly called "shot". This non-fibrous material "shot" does not contribute much to improving the properties of gaskesoto, so it is better not to include it. Therefore, it is desirable that the amount of non-fibrous substances substantially larger than 44 μm contained in the fibers be suppressed to 20% or less (ratio to the amount of inorganic fibers).
また・このセラミックス無機繊維の繊維径は12μm未
満のものであることが望ましい。その理由は、繊維径が
12μm以上になると、単位体積当りの繊維数量が少な
くなり、シート密度が低下するとともに、製造工程にお
ける抄造後のプレス工程において折損し易く、気密性(
シール性)あるいは引張強度を悪化させるからである。Moreover, it is desirable that the fiber diameter of this ceramic inorganic fiber is less than 12 μm. The reason for this is that when the fiber diameter is 12 μm or more, the number of fibers per unit volume decreases, the sheet density decreases, and it is easy to break in the press process after papermaking in the manufacturing process, resulting in poor airtightness.
This is because it deteriorates the sealing performance) or tensile strength.
とりわけ1〜3μmの大きさにすることが有利である。In particular, a size of 1 to 3 μm is advantageous.
さらに、このセラ稟フク無機繊維は、剛直性に優れると
ともにシート状物としての保持性に優れていることが必
要である。それは、ガスケットが一般には圧縮復元特性
に優れたものでなければならないからである。Furthermore, this inorganic fiber needs to have excellent rigidity and holdability as a sheet-like product. This is because gaskets generally must have excellent compression and recovery characteristics.
さて、本発明の高温ガスケットは、上述の如き性質のセ
ラξツクス無機繊維を、35〜80wt%含むものでな
ければならない。それは、かかるセラミック無機繊維の
量が、35%1lt%より少ないと、高温での復元率お
よび引張強度が低下するからであり、一方80wt%よ
り多いと繊維が折損し易く、却って引張強度が低下する
ことに加え、気密性の低下が生じるからである.
次に、本発明の高温用ガスケソトにおいては、復元率お
よび耐熱性を向上させるために、所定量の未膨張バーミ
キュライトを含有させる必要がある。この未膨張バーミ
キュライトというのは、薄片多重構造の粒子状物であり
、Si−0四面体層とMg−0 (OH)またはAI
− 0八面体層との2:l型層構造を基本とし、それら
が層間に水を介してつながった雲母状構造の弾力性や断
熱性に優れた含水鉱物である。そのために、加熱すると
脱水して剥離膨張し10〜25倍に伸長する特性を有す
る。Now, the high-temperature gasket of the present invention must contain 35 to 80 wt% of ceramic inorganic fibers having the above-mentioned properties. This is because if the amount of such ceramic inorganic fibers is less than 35% or 1 lt%, the recovery rate and tensile strength at high temperatures will decrease, while if it is more than 80 wt%, the fibers will easily break and the tensile strength will decrease. In addition to this, airtightness is also reduced. Next, in the high temperature gasket of the present invention, it is necessary to contain a predetermined amount of unexpanded vermiculite in order to improve the recovery rate and heat resistance. This unexpanded vermiculite is a particulate material with a flake multilayer structure, consisting of a Si-0 tetrahedral layer and Mg-0 (OH) or AI.
- It is a hydrated mineral with excellent elasticity and heat insulation properties due to its mica-like structure, which is based on a 2:l type layer structure with 0 octahedral layers and is connected through water between the layers. Therefore, when heated, it dehydrates, peels and expands, and stretches 10 to 25 times.
ただ、眉間の結合力が乏しいため、少しの外力で薄片化
してしまうから単独にて形態を維持することは難しい。However, because the bond between the eyebrows is poor, it becomes flaky with the slightest external force, making it difficult to maintain its shape by itself.
そこで、本発明においては、このバーミキュライトを有
機酸ナトリウムにより処理することが有利である。この
理由は、未膨張バーミキュライトの膨張率や膨張力は、
粒径の大きさに比例して大きくなる。とくに、シート製
造時には、分散性の良い小さい粒径のものが好ましく、
そこで本発明のシートには粒径の小さい0.1〜2.8
關ノモのを使うのである。このように粒径の小さいバー
ミキュライトを使用したシートは、膨張力、弾力性は小
さくなる。Therefore, in the present invention, it is advantageous to treat this vermiculite with sodium organic acid. The reason for this is that the expansion rate and expansion force of unexpanded vermiculite are
It increases in proportion to the particle size. In particular, when manufacturing sheets, particles with a small particle size that have good dispersibility are preferred;
Therefore, the sheet of the present invention has a small particle size of 0.1 to 2.8.
I'm going to use a related one. A sheet using vermiculite with such a small particle size has low expansion force and elasticity.
そこで、本発明者らは、かつて有機酸ナトリウムにより
バーミキュライト粒子の層間のカチオンを置換すること
により、膨張力,弾力性が上昇し、更に置換していない
バーミキュライトよりも低い温度から膨張することを知
見して提案した(特開昭59 − 230737号)。Therefore, the present inventors previously discovered that by replacing the cations between the layers of vermiculite particles with organic acid sodium, the expansion force and elasticity increase, and furthermore, the vermiculite expands from a lower temperature than unsubstituted vermiculite. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-230737).
それは、本発明のようにバーミキュライトの粒径の小さ
いものを使用した場合でも、有機酸ナトリウムで処理を
すれば同様の効果を得ることができ、特性的に優れたシ
ートになることがわかったからである。This is because it was found that even when vermiculite with a small particle size is used as in the present invention, the same effect can be obtained by treating it with sodium organic acid, resulting in a sheet with excellent properties. be.
このような有機酸ナトリウムによる処理、すなわち、上
記有機酸ナトリウム水溶液中に未膨張のバーミキュライ
トを浸漬する処理を行うことにより、未膨張バーミキュ
ライトの膨張力が向上する理由としては次のように考え
られる。すなわち、眉間のカルシウムイオンまたはマグ
ネシウムイオンが、ナトリウムイオンに置換されること
により、加熱時に眉間の水が抜けにくくなるためである
。The reason why the expansion power of the unexpanded vermiculite is improved by the treatment with the organic acid sodium, that is, the treatment of immersing the unexpanded vermiculite in the organic acid sodium aqueous solution is considered to be as follows. That is, by replacing the calcium ions or magnesium ions between the eyebrows with sodium ions, water between the eyebrows becomes difficult to drain during heating.
以上説明したように、本発明の高温ガスケソトは、上述
の如き性質の未膨張バーミキュライトを用いるが、その
量は5〜20wt%とする。かかる未膨張バーミキュラ
イトの量が、5wt%よりも少ないと、シートの膨張力
が少なくなるために高復元率が得難い。一方、20wt
%より多いと、バーごキュライトは粒状のため引張強度
が著しく低下してしまう.
次に、本発明の高温ガスケフトは有機質弾性物質を含有
する。ガスケット組戒物としての該有機質弾性物質は、
特に有用な物質であり、通常使用されている有機質弾性
体、例えば天然ゴムのエマルジョン、またはNBR.S
BR等の合威ゴムラテックスバインダーが好適である.
なお、ゴムラテックスの耐久性、強度向上のために、ゴ
ム加硫剤等(例えば硫黄、塩化硫黄)を使用することが
できる。ただし、本発明では、モンモリロナイト等の無
機結合剤とセラミック無機繊維および未膨張バーミキュ
ライトにより強度、弾性率および復元率が確保されるの
で、この有機質弾性物質は助材として用いられるもので
ある.
かかる有機質弾性物質の配合量は、高温時に燃焼もしく
は炭化し、特性を悪化させる面を有するので、少ない方
が好ましいと言えるが、シ一ト威形の必要性から5〜2
5重量%の範囲とする。As explained above, the high-temperature gasket of the present invention uses unexpanded vermiculite having the above-mentioned properties, and the amount thereof is 5 to 20 wt%. If the amount of such unexpanded vermiculite is less than 5 wt %, the expansion force of the sheet decreases, making it difficult to obtain a high recovery rate. On the other hand, 20wt
If it exceeds %, the tensile strength will drop significantly because verculite becomes granular. Next, the high temperature gas keft of the present invention contains an organic elastic material. The organic elastic material as a gasket material is
Particularly useful materials include commonly used organic elastomers, such as natural rubber emulsions or NBR. S
A Hewei rubber latex binder such as BR is suitable.
Note that in order to improve the durability and strength of the rubber latex, a rubber vulcanizing agent or the like (eg, sulfur, sulfur chloride) can be used. However, in the present invention, strength, elastic modulus, and recovery rate are ensured by an inorganic binder such as montmorillonite, ceramic inorganic fibers, and unexpanded vermiculite, so this organic elastic material is used as an auxiliary material. It can be said that the amount of the organic elastic material to be blended is preferably as small as possible because it burns or carbonizes at high temperatures and deteriorates the properties.
The range is 5% by weight.
次に、本発明の高温ガスケフトには前記無機質結合材も
含有させる。かかる無機質結合材としては、モンモリロ
ナイト、クレー、タルク、カオリナイト、合或四ケイ化
弗素型雲母などを使用する.このうちモンモリロナイト
は水に膨潤しやすいうえ、結合力も優れているため、4
00℃以上における強度維持に有効で好適である.この
モンモリロナイトは、通常、天然に産出するベントナイ
ト原鉱の主成分である。これを大別すると、■Naイオ
ンに冨み多量の水を吸収して高い膨潤性を示すNa−モ
ンモリロナイトと、■CaイオンやMgイオンに冨み膨
潤性の低いCa−モンモリロナイトとに分けられる。そ
の他にも、例えばCa−モンモリロナイトをソーダ処理
して活性化させたNa−モンモリロナイトなどもある.
しかしながら、どのモンモロリナイトにおいても、他の
含水ケイ酸塩アル果ニウム鉱物であるカオリナイト、タ
ルクなどとは異なり、程度の差はあるが、いずれも膨潤
性を示す。なかでも活性化されたNa−モンモリロナイ
トは膨潤性と結合性が特に優れており、本発明の目的に
よく叶うものである。その化学式は次のように表される
。Next, the high-temperature gas keft of the present invention also contains the above-mentioned inorganic binder. As such an inorganic binder, montmorillonite, clay, talc, kaolinite, amorphous tetrasilicified fluorine mica, etc. are used. Among these, montmorillonite easily swells in water and has excellent bonding strength, so
It is effective and suitable for maintaining strength at temperatures above 00°C. This montmorillonite is usually the main component of naturally occurring bentonite ore. These can be broadly divided into: (1) Na-montmorillonite, which is rich in Na ions and exhibits high swelling properties by absorbing a large amount of water, and (2) Ca-montmorillonite, which is rich in Ca and Mg ions and has low swelling properties. In addition, there is also Na-montmorillonite, which is activated by treating Ca-montmorillonite with soda.
However, all montmorolinites exhibit swelling properties to varying degrees, unlike other hydrous silicate alfructium minerals such as kaolinite and talc. Among them, activated Na-montmorillonite has particularly excellent swelling properties and binding properties, and thus satisfies the purpose of the present invention. Its chemical formula is expressed as follows.
(OH)msi(A131aMgo.hh)Ozo
Nao.bbまた、膨潤性無機結合物質として、前記モ
ンモリロナイトと同様の性能を示すものとして、セビオ
ライト、合戒四ケイ化弗素型雲母、ボールクレーなどが
知られており、該モンモリロナイト代わりに使用しても
よい.
この無機質結合材の配合量は、要求性能及び製法により
制限されるが、その量が不足して5%未満になると、強
度が得られないばかりか抄造され?シートが不均一にな
る。また、35%を超えるような多量の無機結合材の使
用は、水に対する膨潤性のために、ゴムラテックスの凝
集が不十分となって、ろ水性が悪くなり、シート状物が
製造できなくなる。さらに繊維物質の配合比も制限され
るので、強度や弾性にも悪影響が出るので制限がある。(OH)msi(A131aMgo.hh)Ozo
Nao. bb Furthermore, as swelling inorganic binding substances, Seviolite, Gekai tetrasilicified fluorine mica, ball clay, etc. are known as substances that exhibit the same performance as the above-mentioned montmorillonite, and may be used in place of the montmorillonite. .. The amount of this inorganic binder blended is limited by the required performance and manufacturing method, but if the amount is insufficient and becomes less than 5%, not only will strength not be obtained, but the paper will not be formed properly. The sheet becomes uneven. Furthermore, if a large amount of inorganic binder is used, such as exceeding 35%, the rubber latex will not aggregate sufficiently due to its swelling property in water, resulting in poor freeness and making it impossible to produce a sheet-like product. Furthermore, since the blending ratio of the fibrous material is also limited, the strength and elasticity are also adversely affected.
このことから、該無機質結合材の量は、5〜35wt%
の範囲が適当である。From this, the amount of the inorganic binder is 5 to 35 wt%.
A range of is appropriate.
なお、本発明の高温ガスケフトには、上述の如き各配合
材材料の他に、さらにカオリナイト(Al■SizOs
(OH)4)等の膨潤性はないが結合力を期待できる無
機物質などを補強剤として配合してもよい。In addition to the above-mentioned compounding materials, the high-temperature gas keft of the present invention further contains kaolinite (Al■SizOs).
Inorganic substances such as (OH)4) which do not have swelling properties but can be expected to have binding strength may be blended as reinforcing agents.
さて、上述のような配合比率で配合した組或物を、後で
述べるように或形しプレスしてシート状物としたものは
、密度1.0 g 7cm3〜2.0 g /CIm”
の範囲であり、優れた耐熱性、引張強度、弾性率、復元
率等を示す。一般に、ガスケットにおける引張強度、弾
性率および復元率等の特性は、密度によって左右される
。とくに、本発明ガスケソトは密度が2.0 g /c
1より大きくなると、無機繊維が折れてしまい、引張強
度、弾性率および復元率が低下する虞れがある。本発明
者らの研究では1.2g /cm3〜1.6 8/el
m’の密度範囲が好適であった。Now, when a composition compounded at the above-mentioned ratio is shaped and pressed into a sheet as described later, it has a density of 1.0 g 7 cm3 to 2.0 g/CIm"
It shows excellent heat resistance, tensile strength, elastic modulus, recovery rate, etc. Generally, properties such as tensile strength, elastic modulus, and recovery rate of gaskets are influenced by density. In particular, the gasket of the present invention has a density of 2.0 g/c.
When it is larger than 1, the inorganic fibers may break, and the tensile strength, elastic modulus, and recovery rate may decrease. In our research, 1.2g/cm3 to 1.68/el
A density range of m' was preferred.
なお、このような密度を有する本発明ガスケットの製造
は、配合材料を湿式混合してスラリーとし、これを抄造
した後脱水し、さらに乾燥後のプレスにおいて、ホット
プレスすることを特徴とする。すなわち、ホットプレス
を採用すると、ゴム等の有機質弾性物質に流動性が生じ
るので、前記無機繊維が粉砕されて繊維のアスベクト比
を低下させるようなことがなく、容易に前記好適密度と
なし得る。The production of the gasket of the present invention having such a density is characterized by wet-mixing the compounded materials to form a slurry, paper-forming the slurry, dehydrating it, and hot-pressing the slurry after drying. That is, when hot pressing is employed, fluidity is generated in the organic elastic material such as rubber, so the inorganic fibers are not crushed and the aspect ratio of the fibers is not reduced, and the preferred density can be easily achieved.
なお、上述の如き本発明ガスケソトについては、SOS
304等の金属板でくるんだくるみガスケソトや、金
属板をコアとしたスチールベストガスケソトや、ガスケ
ットシートの開口部を金属グロメット加工して使う場合
にも有効に適用されるものである。In addition, regarding the above-mentioned gaskets of the present invention, SOS
It is also effectively applied to a gasket wrapped in a metal plate such as 304, a steel best gasket with a metal plate as a core, and a gasket sheet whose opening is processed with a metal grommet.
実施例I
SiClz : 50wt%、AhOz : 50W
t%のm或比で、平均繊維径が1.8μmのシリカーア
ル旦ナ系セラミックファイバー(商品名:イビウール,
イビデン株式会社製)を、脱ショット加工することによ
り、44μm以上のショット含有量を20%以下に低下
させ、これをさらに69g水301の中で解繊させた。Example I SiClz: 50wt%, AhOz: 50W
Silica-aluminium-based ceramic fiber with an average fiber diameter of 1.8 μm (trade name: Ibiwool,
(manufactured by IBIDEN Co., Ltd.) was subjected to shot removal processing to reduce the shot content of 44 μm or more to 20% or less, and this was further defibrated in 69 g of water 301.
次に、未膨張バーミキュライト12gをNa−モンモリ
口ナイト30gとともにイビウールを解繊させた前記の
水30N中に加えてよく混合し、その後、前記溶液中に
NBR系ラテックス(商品名二二ボール1562.日本
ゼオン株式会社製, tH度41%のもの)を27g加
え、硫酸バンドにて凝集させたスラリーとした。Next, 12 g of unexpanded vermiculite and 30 g of Na-Montomori Kuchinite were added to 30 N of the above-mentioned water in which Ibiwool had been defibrated, and mixed well. Then, NBR latex (trade name: 22 Ball 1562. 27g of Nippon Zeon Co., Ltd. (manufactured by Zeon Co., Ltd., tH content: 41%) was added thereto, and the slurry was agglomerated with sulfuric acid band.
次に、このスラリーを340m X 340mの手抄機
にて抄造し、厚み8關の湿潤したシート状物とした。こ
のシート状物を面圧300kg/C−でプレスし、12
0℃Xlhrの条件で乾燥させた。乾燥後のシートを面
圧60kg/am” 、温度300℃で15分間ホフト
ブレスした.このシート状物の端部を切断して厚さ0.
8m,300m角、密度1.25g/c1のシート状物
を得た.このシート状物の機械的特性を表1に示す。Next, this slurry was made into a wet sheet with a thickness of 8 mm by using a hand paper machine measuring 340 m x 340 m. This sheet-like material was pressed with a surface pressure of 300 kg/C-, and
It was dried under the conditions of 0°C and 1hr. The dried sheet was hoft-pressed at a surface pressure of 60 kg/am'' and a temperature of 300°C for 15 minutes.The ends of this sheet were cut to give a thickness of 0.
A sheet-like product measuring 8 m square, 300 m square, and having a density of 1.25 g/c1 was obtained. Table 1 shows the mechanical properties of this sheet-like material.
実施例2
実施例1で使用したのと同じ原料を用い、それらの原料
配合割合をシリカーアルミナ系セラミソクファイバー6
9g1未膨張バーミキュライト6g、Na−モンモリロ
ナイト30gおよびNBR系ラテックス27gからなる
配合物について、実施例1と同じ処理を施し、厚み0.
75mm、300n角、密度1.26g/c一のシート
状物を製造した。その機械的特性を表1に示した。Example 2 The same raw materials used in Example 1 were used, and the blending ratio of those raw materials was changed to silica-alumina ceramic fiber 6.
A mixture consisting of 9 g of unexpanded vermiculite, 30 g of Na-montmorillonite, and 27 g of NBR latex was treated in the same manner as in Example 1, and the thickness was 0.9 g.
A sheet-like product with a size of 75 mm, 300 nm square, and a density of 1.26 g/c was produced. Its mechanical properties are shown in Table 1.
実施例3
実施例1で使用したのと同じ原料を用い、それらの配合
割合をシリカーアルミナ系セラミンクファイバー69g
、未膨張バーミキュライト27g,Naーモンモリーロ
ナイト30gNBR系ラテックス27gからなる配合物
について、実施例1と同じように処理し、厚さQ,9m
lm, 3oon角、密度1.248/c+s’のシー
ト状物を製造した。その機械的特性を同じく表1に示し
た。Example 3 Using the same raw materials as used in Example 1, the blending ratio was changed to 69g of silica-alumina ceramic fiber.
A compound consisting of 27 g of unexpanded vermiculite, 30 g of Na-montmorillonite, and 27 g of NBR latex was treated in the same manner as in Example 1, and the thickness was Q, 9 m.
A sheet-like product having a square dimension of 1.248/c+s' and a density of 1.248/c+s' was produced. Its mechanical properties are also shown in Table 1.
比較例1
実施例lで使用したのと同じ原料を用い、それらの配合
割合をシリカーアルミナ系セラξツクファイバー69g
1未膨張バーくキュライト3g,Naモンモリ口ナイト
30g,およびNBR系ラテックス27gからなる配合
物について、実施例1と同じように処理して、厚さ0.
75m、300 mm角、密度1.23g/c1のシー
ト状物を製造した。その機械的特性を表1に示した。Comparative Example 1 Using the same raw materials as used in Example 1, the blending ratio was changed to 69 g of silica-alumina-based ceramic fiber.
1 A mixture consisting of 3 g of unexpanded barculite, 30 g of Na montmolyte, and 27 g of NBR latex was treated in the same manner as in Example 1 to give a thickness of 0.
A sheet-like product measuring 75 m, 300 mm square, and having a density of 1.23 g/c1 was produced. Its mechanical properties are shown in Table 1.
比較例2
実施例lと同様の原料を用い、それらの配合割合をシリ
カーアルミナ系セラミックファイバー69g1未膨張バ
ーミキュライト45gSNa−モンモリ口ナイト30g
、およびNBR系ラテックス27gからなる配合物を実
施例lと同じように処理して、厚さ1.0mm、300
va角、密度1.27 g /cts”のシート状物
を製造した。その機械的特性を表1に示した。Comparative Example 2 The same raw materials as in Example 1 were used, and their blending ratio was 69g of silica-alumina ceramic fiber, 45g of unexpanded vermiculite, and 30g of SNa-montmoriteite.
, and 27 g of NBR-based latex was treated in the same manner as in Example 1 to obtain a 300
A sheet-like product with a va angle and a density of 1.27 g/cts was produced. Its mechanical properties are shown in Table 1.
比較例3
実施例lと同様の原料を用いるが、違うのは、前記未膨
張バーミキュライトを使用せずに、実施例lで使用した
シリカーアルξナ系セラミソクファイバー69g,Na
−モンモリロナイト30g,NBR系ラテンクス27g
だけからなる配合物を、実施例lと同様の処理を施すこ
とにより、厚さ0.7m、300fi角、密度1.28
g / cn+”のシート状物を製造した。その機械
的特性を表1に示した。Comparative Example 3 The same raw materials as in Example 1 were used, but the difference was that the unexpanded vermiculite was not used, and 69 g of silica-alumina-based ceramic fiber, Na
-Montmorillonite 30g, NBR Latinx 27g
By applying the same treatment as in Example 1, a compound consisting of
A sheet-like product with a weight of 100 g/cn+" was produced. Its mechanical properties are shown in Table 1.
表1から判るように、未膨張バーミキュライトを使用し
ているものは、高温域において高復元率が得られている
。従って、トルクダウンの防止が可能であることが判る
。しかし、未膨張バーミキュライトを、本発明所定の範
囲外で用いる場合、例えば、多量にもちいると、未膨張
バーミキュライトが粒子であるために引張強度が著しく
低下する。そのため、例えばエンシン本体などに使用し
た場合に、熱によるエンジン本体の膨張および収縮に追
随できないこととなる。一方、全く添加しない場合には
、高温域での復元率が著しく低くなり、トルクダウンが
発生する。したがって、良好なシール性が得られない。As can be seen from Table 1, those using unexpanded vermiculite have a high recovery rate in the high temperature range. Therefore, it can be seen that it is possible to prevent torque down. However, if unexpanded vermiculite is used outside the range prescribed in the present invention, for example in a large amount, the tensile strength will drop significantly because unexpanded vermiculite is in the form of particles. Therefore, when used in an engine body, for example, it cannot follow the expansion and contraction of the engine body due to heat. On the other hand, if it is not added at all, the recovery rate in the high temperature range will be extremely low and torque down will occur. Therefore, good sealing performance cannot be obtained.
よって、この未膨張バーミキュライトについては、5〜
20wt%の範囲で用いなければならないことが判る。Therefore, for this unexpanded vermiculite, 5~
It can be seen that it must be used within a range of 20 wt%.
次に、本発明のシート状ガスケフト性能について調べる
ために、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2
000cc, D O H Cターボ付エンジンにてエ
キゾーストマニホールドに、排ガス温度: 900℃で
100時間排ガスを流入し、耐久試験を実施した。この
耐久試験中は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たした。Next, in order to investigate the performance of the sheet-like gasket of the present invention, the gasket-like sheet of Example 1 was punched out to a predetermined size and installed as a gasket between the head and exhaust manifold of an automobile engine.
A durability test was conducted by flowing exhaust gas into the exhaust manifold of a 000 cc, D O H C turbo engine for 100 hours at an exhaust gas temperature of 900°C. During this durability test, no serious problems such as gas leakage occurred, and the gasket of Example 1 performed a sufficient gasket function.
以上説明したように本発明の高温ガスケソトは、人体に
有害であるとされる石綿を使用しないガスケソトが得ら
れる。しかも、強度が高い上、950℃の高温下におい
ても燃焼酸化による繊維の消失粉化(結合劣化)がない
ため、ガスシール性や断熱特性、風蝕性などの点におい
て優れている。As explained above, the high-temperature gasket of the present invention can be obtained without using asbestos, which is considered to be harmful to the human body. In addition, it has high strength and is superior in terms of gas sealing properties, heat insulation properties, wind erosion properties, etc. because the fibers do not disappear or become powder (bond deterioration) due to combustion oxidation even at high temperatures of 950°C.
その結果、次のような波及的効果がある。As a result, there will be the following ripple effects:
第1に自動車用としては、
(1) エキゾシ一ト、マニホールドが、シリンダ・
ヘッドへの熱量を減じることから、シリンダ・ヘッド内
を通流する冷却水への伝熱量が少なくなり、ラジエー夕
の小型化が図れ、低コスト、エンジン・ルームの有効活
用ができる。Firstly, for automobiles, (1) exhausts and manifolds are used for cylinders and
Since the amount of heat transferred to the head is reduced, the amount of heat transferred to the cooling water flowing through the cylinder head is reduced, allowing for a smaller radiator, lower costs, and more effective use of the engine room.
(2)エキゾシ一ト、マニホールドがシリンダ・ヘフド
に接するフランジ面は温度が従来技術より上昇し・且つ
均熱分布になることから、フランジ面の熱歪み軽減によ
るフランジ部の薄肉化によって低コスト化ができ、さら
にはエキゾースト・マニホールド内のガス温度も上昇す
ることから、排気工ξツションを低減化し、触媒の高活
性化を図ることができる。(2) The temperature of the flange surface where the exhaust and manifold are in contact with the cylinder head is higher than that of conventional technology, and the temperature is uniformly distributed, so the cost is reduced by reducing the thickness of the flange part by reducing thermal strain on the flange surface. Furthermore, since the gas temperature in the exhaust manifold also rises, exhaust system tension can be reduced and the catalyst can be highly activated.
{3}上記(2)の排気温上昇により、過給機付のエン
ジンにおいて、排気熱を仕事量に変えることになり、エ
ンジン出力の向上を図れる。{3} Due to the increase in exhaust gas temperature in (2) above, exhaust heat is converted into work in a supercharged engine, and the engine output can be improved.
Claims (1)
ミキュライト5〜20wt%、有機質弾性物質5〜25
wt%および無機質結合材5〜35wt%からなるもの
で構成したことを特徴とする高温ガスケット。 2、セラミック無機繊維と未膨張バーミキュライト、有
機質弾性物質および無機質結合材とからなる配合物を湿
式混合抄造し、脱水プレス後乾燥し、次いでホットプレ
スすることを特徴とする高温ガスケットの製造方法。[Claims] 1. Ceramic inorganic fiber 35-80 wt%, unexpanded vermiculite 5-20 wt%, organic elastic material 5-25 wt%
A high-temperature gasket comprising 5 to 35 wt% of an inorganic binder and an inorganic binder. 2. A method for producing a high-temperature gasket, which comprises wet-mixing a mixture of ceramic inorganic fibers, unexpanded vermiculite, an organic elastic material, and an inorganic binder, dehydrating and pressing, drying, and then hot pressing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24229189A JPH03106982A (en) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | High-temperatuer gasket and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24229189A JPH03106982A (en) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | High-temperatuer gasket and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03106982A true JPH03106982A (en) | 1991-05-07 |
Family
ID=17087061
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| JP24229189A Pending JPH03106982A (en) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | High-temperatuer gasket and its manufacture |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03106982A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2489817A (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-10 | Element Six Ltd | A pressure containment element comprising mullite |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP24229189A patent/JPH03106982A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2489817A (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-10 | Element Six Ltd | A pressure containment element comprising mullite |
| GB2489817B (en) * | 2011-04-08 | 2015-09-23 | Element Six Ltd | Containment element, assembly comprising same, method of making same and method of using same |
| US9249054B2 (en) | 2011-04-08 | 2016-02-02 | Element Six Limited | Containment element comprising mullite or a polymorph of mullite, assembly comprising same, method of making same and method of using same |
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