JPH08253760A - ガスケット材料及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 面粗度吸収性、耐熱性、打ち抜き加工性に優
れ、高強度で強度異方性がなく、安価なガスケット材料
を提供することができる。 【構成】 ポリエステル製のフィルムを補強芯材とし、
該補強芯材の表面に接着剤で膨張黒鉛シートを貼り合わ
せたガスケット材料及び上記の補強芯材と膨張黒鉛シー
トとを、接着剤の硬化温度以上、補強芯材の軟化温度以
下の温度で貼り合わせるガスケット材料の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性のガスケット材
料に関し、さらに詳しくは、内燃機関のオイルまわり、
水まわり等の各接合部をシールするために使用されるガ
スケット材料やバルブ、ポンプ、配管継手等に使用され
るガスケット材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のオイルまわり、水まわ
り等の各接合部をシールするためのガスケット材料やバ
ルブ、ポンプ、配管継手等に使用されるガスケット材料
は、ＪＩＳ Ｒ ３４５３、ＪＩＳ−７Ｓ−４０等に示
されるようにアスベストを主原料としたアスベストジョ
イントシートが使用されていた。しかし、アスベスト
は、人体への悪影響が叫ばれており、その使用には問題
がある。そこで、近年アスベストを使用しないガスケッ
ト材料として、ニチアス技術時報、Ｎｏ２４１、１９８
６年３月発行に示されるように有機質及び無機質充填剤
をゴムなどの有機系結着剤と混練し、シート状にしたジ
ョイントシート、特開平２−３８７６０号公報、特開平
３−２２９０６９号公報等に示されるようにステンレス
板、普通鋼板等の金属板の表面にゴム層をコーティング
した金属ガスケット材料、特開昭６３−２４２３９５号
公報、特開平２−３６２９１号公報等に示されるように
ガラスクロスの両面に接着剤で膨張黒鉛シートを貼り合
わせた膨張黒鉛−ガラスクロス複合ガスケット材料など
が知られている。

【０００３】しかしながら有機質及び無機質充填剤をゴ
ムなどの有機系結着剤と混練してシート状にしたジョイ
ントシートは、耐熱温度が低く、かつ引張り強度が１
４．７MPa（１５０kgf/cm²）程度で弱いため、高温及び
高荷重付加部位には使用が困難である。

【０００４】また、金属板の表面にゴム層をコーティン
グした金属ガスケット材料は、ガスケット表面がゴム層
であることから耐熱性が低く、また、シール面等に付着
した１０μｍ以上の傷、ツールマークをシールすること
が難しく、さらに金属ガスケット材料は、芯材に金属板
を使用しているため金属ガスケット材料を打ち抜き加工
などによりガスケットに加工する際、金型を必要とし、
作業性が悪い。

【０００５】さらにガラスクロスの両面に接着剤で膨張
黒鉛シートを貼り合わせた膨張黒鉛−ガラスクロス複合
ガスケット材料は、表面に膨張黒鉛シートを使用し、補
強芯材にガラスクロスを使用しているため、面粗度吸収
性、耐熱性、打ち抜き加工性を大幅に向上させている。
しかし、ガスケット材料の強度は、ガラス繊維方向に対
しては強いが、ガラス繊維に対して斜め方向、即ちガラ
スクロスの斜め方向に対しては強度が低下し、強度異方
性を有するという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、面粗度吸収
性、耐熱性、打ち抜き加工性に優れ、高強度で強度異方
性がなく、安価なガスケット材料及びその製造法を提供
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリエステル
製のフィルムを補強芯材とし、該補強芯材の表面に接着
剤で膨張黒鉛シートを貼り合わせたガスケット材料及び
上記の補強芯材と膨張黒鉛シートとを、接着剤の硬化温
度以上、補強芯材の軟化温度以下の温度で貼り合わせる
ガスケット材料の製造法に関する。

【０００８】本発明は、ポリエステル製のフィルムを補
強芯材に用いることが必要とされ、ポリエチレンなどの
熱可塑性樹脂製のフィルムを用いると耐熱性に劣り、ポ
リイミド、ポリアミド等のフィルムは高価であり、また
塩化ビニル、ポリメチルメタアクリレート等のフィルム
を用いると可撓性に劣るという欠点が生じる。

【０００９】本発明において、ポリエステル製のフィル
ムとしてはアルキド樹脂フィルム、不飽和ポリエステル
フィルム、ポリエチレンテレフタラートフィルム等があ
る。このうち強度異方性の改善、耐熱性、可撓性、価格
の点で化１〔一般式（１）〕に示すポリエチレンテレフ
タラートフィルムを用いることが好ましい。ポリエチレ
ンテレフタラートは、例えばテレフタル酸そのエステル
又は塩化物とエチレングリコールとの重縮合反応若しく
はテレフタル酸ジメチルとエチレングリコールとをエス
テル交換重縮合させて得られる。

【００１０】

【化１】

【００１１】ポリエステル製のフィルムの厚さは、ガス
ケット強度の点で４０μｍ以上にすることが好ましく、
８０μｍであればより好ましく、２００μｍ以上であれ
ばさらに好ましい。

【００１２】上記のポリエステル製のフィルムは、接着
剤を介して膨張黒鉛シートと貼り合わせるが、用いる接
着剤としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、エポキ
シ変性フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ニトリル変性
フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリエステル樹脂等の熱
硬化性樹脂が好ましい。上記の樹脂は、補強芯材である
ポリエステル製のフィルム又は膨張黒鉛シートのいずれ
か一方の表面に付着させればよく必ずしも両方の表面に
付着させることはない。接着剤の付着方法は、既知の手
法をとることができ特に制限はないが、例えば、上記樹
脂を溶剤に溶解させたワニスをスプレー法、ロール法等
で、付着することができる。

【００１３】膨張黒鉛シートは、膨張黒鉛を原料とする
ものであれば特に制限はないが、例えば、天然黒鉛、キ
ッシュ黒鉛、熱分解黒鉛等の高度に結晶構造が発達した
黒鉛を、濃硫酸と硝酸との混液、濃硫酸と過マンガン酸
カリウムとの混液等の強酸化性の溶液に浸漬処理して黒
鉛層間化合物を生成させ、水洗してから急速加熱して、
黒鉛結晶のＣ軸方向を膨張処理した虫状形で圧縮特性を
有する黒鉛粒子を冷間加工したシートが用いられる。

【００１４】貼り合わせる膨張黒鉛シートは、強度及び
接着剤として用いる樹脂のワニスの表面への滲み防止や
ワニスから発生する発揮性ガスを逃げ易くする点で密度
が０．１〜０．８g/cm³の範囲のものを用いることが好
ましい。密度を０．１〜０．８g/cm³の範囲にするに
は、膨張黒鉛をロール、プレス等により圧力の範囲を調
整しながら加圧することにより達成できる。

【００１５】ポリエステル製のフィルムと膨張黒鉛シー
トとを貼り合わせる方法についても特に制限はないが、
例えば、加熱ロール、加熱プレス等の方法で貼り合わせ
ることができる。また、ポリエステル製のフィルムに膨
張黒鉛シートを貼り合わせた後、圧縮して膨張黒鉛シー
トの密度を所定の範囲の密度に調整することが好まし
い。

【００１６】本発明になるガスケット材料の膨張黒鉛シ
ート層の密度は、表面の傷発生防止、シール性の点で
０．８〜１．５g/cm³の範囲が好ましい。さらに得られ
るガスケット材料の表面に有機系樹脂組成物を付着させ
れば、表面の傷発生防止の点で好ましい。有機系樹脂組
成物としては、例えば、ニトリルゴム、シリコンゴム、
エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム等のいわゆるゴ
ム、テトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂組成物など
を用いることができ、耐熱性の点で、フッ素樹脂組成物
を用いることが好ましい。密度を０．８〜１．５g/cm³
の範囲にするには、ポリエステル製のフィルムに接着し
た膨張黒鉛シートを、ロールを通す際にロールのギャッ
プが上記の範囲になるように調整することにより達成で
きる。

【００１７】本発明になるガスケット材料を製造するに
際し、ポリエステル製のフィルムの補強芯材と膨張黒鉛
シートとは、接着剤の硬度以上、該補強芯材の軟化温度
以下の温度で貼り合わせることが必要とされ、この条件
から外れると接着剤が硬化しなかったり、該補強芯材が
変形するなどの欠点が生じる。

【００１８】

【実施例】次に本発明の実施例を説明するが、本発明は
実施例の範囲に制限されない。 実施例１ 厚さが２００μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ム（東レ(株)製、商品名ルミラー）の両面に接着剤とし
てフェノール樹脂ワニス（日立化成工業(株)製、商品名
ＶＰ１１−Ｎ）をスプレーで付着して補強芯材とした。
次いでこのワニスを付着した面に密度が０．２g/cm³及
び厚さが０．８mmの膨張黒鉛シート（日立化成工業(株)
製、商標名カーボフィット）を積層し、熱圧プレスで温
度１８０℃及び圧力１．４７MPa（１５kg/cm²）の条件
で加圧して、ポリエチレンテレフタラートフィルムの両
面に膨張黒鉛シートを貼り合わせ（接着し）、その後ロ
ールを通して膨張黒鉛シートを圧縮し、膨張黒鉛シート
の厚さを０．１５mm及び密度を１．２g/cm³に仕上げ、
全体の厚さが０．５mmのガスケット材料を得た。

【００１９】実施例２ 厚さが３００μｍのポリエチレンテレフタラートフィル
ム（東レ(株)製、商品名ルミラー）の両面に接着剤とし
てフェノール樹脂ワニス（日立化成工業(株)製、商品名
ＶＰ１１−Ｎ）をスプレーで付着して補強芯材とした。
次いでこのワニスを付着した面に密度が０．２g/cm³及
び厚さが０．６mmの膨張黒鉛シート（日立化成工業(株)
製、商標名カーボフィット）を積層し、熱圧プレスで温
度１８０℃及び圧力１．４７MPa（１５kg/cm²）の条件
で加圧して、ポリエチレンテレフタラートフィルムの両
面に膨張黒鉛シートを貼り合わせ、その後ロールを通し
て膨張黒鉛シートを圧縮し、膨張黒鉛シートの厚さを
０．１mm及び密度を１．２g/cm³に仕上げ、全体の厚さ
が０．５mmのガスケット材料を得た。

【００２０】比較例１ 厚さが０．２mmの平織りガラスクロス（富士ファイバー
グラス(株)製、商品名ＦＥＣＲ−１３１１）に接着剤と
してフェノール樹脂ワニス（日立化成工業(株)製、商品
名ＶＰ１１−Ｎ）を含浸したガラスクロスプリプレグを
補強芯材とした。次いでこの補強芯材の両面に密度が
０．２g/cm³及び厚さが０．９mmの膨張黒鉛シートを積
層し、その後ロールを通して膨張黒鉛シートを圧縮し、
全体の厚さが０．５mmの膨張黒鉛−ガラスクロス複合ガ
スケット材料を得た。

【００２１】次に実施例１、２及び比較例１で得られた
ガスケット材料の表面にフッ素樹脂組成物（日本バルカ
ー工業(株)製、商品名Ｕ−ＮＯＮ）をスプレーで付着さ
せ、乾燥した後不凍液シール性、応力緩和率及び引張り
強度を測定して評価した。なお、不凍液シール性は、ガ
スケット材料を外径５０mm及び内径が３４mmに打ち抜き
ガスケットを作成し、このガスケットを面粗さ１０Ｓの
フランジに挟み込み、３ＭＰａの面圧で締め付け、内径
側に濃度５０体積％のエチレングリコール水溶液による
内圧をかけていき、外径側への液の洩れの有無を確認し
た。応力緩和率は、ガスケット材料を２１MPaの面圧で
締め付け、２００℃で２２時間熱処理した後の締め付け
力の低下率を測定した。引張り強度は、実施例１及び実
施例２については、任意の位置で１０mm×９０mmに切り
出した試験片ａとこの試験片ａを切り出した位置に対し
て斜め４５度方向で１０mm×９０mmに切り出した試験片
ｂで測定した。また、比較例１については、ガラスクロ
スの繊維方向に１０mm×９０mmに切り出した試験片ａ′
とガラスクロスの繊維方向に対して斜め４５度方向に１
０mm×９０mmに切り出した試験片ｂ′について測定し
た。これらの結果を表１に示す。さらに打ち抜きガスケ
ットの表面を観察したが、実施例１、実施例２及び比較
例１共表面に傷は見られなかった。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から明らかなように、本発明になる実
施例１及び２のガスケット材料は、不凍液シール性、耐
熱性に優れ、また高強度でかつ強度異方性がないことが
示される。これに対し比較例１の膨張黒鉛−ガラスクロ
ス複合ガスケット材料は、耐熱性及び引張り強度が劣っ
ていることが示される。

【００２４】

【発明の効果】請求項１におけるガスケット材料は、面
粗度吸収性、耐熱性、打ち抜き加工性に優れ、高強度で
強度異方性がなく、安価なガスケット材料である。請求
項２におけるガスケット材料は、請求項１におけるガス
ケット材料の効果を奏し、さらに可撓性に優れる。請求
項３におけるガスケット材料は、請求項１におけるガス
ケット材料の効果を奏し、さらにガスケット材料の表面
に傷が発生するのを防止することができる。請求項４に
おける方法により得られるガスケッ材料は、面粗度吸収
性、耐熱性、打ち抜き加工性に優れ、高強度で強度異方
性がなく、安価に製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 智憲 茨城県日立市鮎川町三丁目３番１号 日立 化成工業株式会社山崎工場内 (72)発明者 山田 和夫 茨城県日立市鮎川町三丁目３番１号 日立 化成工業株式会社山崎工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステル製のフィルムを補強芯材と
   し、該補強芯材の表面に接着剤で膨張黒鉛シートを貼り
   合わせてなるガスケット材料。
2. 【請求項２】 ポリエステルが、ポリエチレンテレフタ
   ラートである請求項１記載のガスケット材料。
3. 【請求項３】 表面が有機系樹脂組成物で被覆された請
   求項１又は２記載のガスケット材料。
4. 【請求項４】 請求項１記載の補強芯材と膨張黒鉛シー
   トとを、接着剤の硬化温度以上、補強芯材の軟化温度以
   下の温度で貼り合わせることを特徴とするガスケット材
   料の製造法。