JPS58208184A - ガスケツト材料 - Google Patents

ガスケツト材料

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JPS58208184A
JPS58208184A JP58077694A JP7769483A JPS58208184A JP S58208184 A JPS58208184 A JP S58208184A JP 58077694 A JP58077694 A JP 58077694A JP 7769483 A JP7769483 A JP 7769483A JP S58208184 A JPS58208184 A JP S58208184A
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fibers
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    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/102Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by material
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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】 本発明はガスケット用材料に関jる。さらに詳しくは本
発明は高@(例えば1000″F′以上)および低温の
いずれの使用にも適した黒鉛含有がスケット材料に関す
る。
例えば、かみ合っている管、導管その他類似の向い合っ
たまたはかみ合っている部品間の流体の漏れを止めるた
めのがスケット用として適当な材料は多数知られている
。内燃機関のシリンダヘッド、高温反応装置系のパルプ
、その他高温で運転される種々の機械における封止のよ
うな用途においては、がスケットは使用時に特に苛酷な
熱的および機械的応力を受けることが多い。一般にこの
ような用途に使用される通常のがスケットは、適当な結
合剤によって結合された繊維質組成物か金属かの基体シ
ートと、この基体シートの全面またはその一部の義ば1
した面F/Jを覆う変形可能な1・4?Eたはビーズか
ら成っている。1吏用に際してはこの変形可能なI−は
、圧カン受けて、ガスク“ットがはさまれているかみ合
う部品の表面に合攻′1−七ようにひろかり1部品間で
所望の封止が1得られるのを助ける。
晶温度の摩耗性の用途においては特に、ガスケットの材
料は使用時の苛酷な応力に特に耐性がなければならない
。がスケット材料はまた。ガスケットがその使用後にか
み合った部品の間からこれに固着せずに取除けるもので
なければならない。
従ってガスケット用として種々の材料1組成物および構
造的組合せが提案されている。例えばBa1feの米国
特許第2.055.471号明細書には頃維質の圧縮し
得る層と、非粘着性を与えるためにこれに結合された黒
鉛または黒鉛混合物の層とを有する積層材料が開示され
ている。また積層物に対する保護膜暑形成するために黒
鉛層ン接着性組成物例えばケイ酸ナトリウム、シェラツ
ク、ラッカーまたはフェスで処理することも開示されて
いる。
Fischerの米国特許第5.002.850号明細
書には黒鉛が低摩擦性シート材料の成分として開示され
ている。この材料はアクリル樹脂と微細分散黒鉛とン含
有する組成物で被覆し1こ織物シート力・ら成り、被覆
の目的は材料と接触する摩耗性機械部品による曜耗およ
び熱暑最小限に減らすことである。And r ews
の米国特許第3.231.460号明細書には、ポリテ
トラフルオロエチレンで含浸された繊維状石綿ン非含浸
の繊維質材料に結合して積・層物としkがスケット用シ
ート材料が開示されている。Ga1llardの米国特
許第4.006.881号明細書には容器のふた用の流
体型バッキングが開示されている。このバッキングの一
部は炭素繊維と膨張黒鉛とから成る炭素質材料のシート
で構成されており、このシートはその平面に直角に圧縮
して少(とも部分的に固められていると云われる。
黒鉛を主体として構成され非黒鉛繊維7あまり含有しな
い材料は公知である。かかる公知材料は多くのがスケッ
ト用用途に満足な働きをし、黒鉛が通常もたらす多くの
性質1例えば耐熱性、耐摩耗性および潤滑性ン示すこと
ができる。し7:l)シ従来公知の材料は他の好適のガ
スケット材料と比較して一般に高価で、また特殊の加工
および取扱い操作が必要であり、引張り強さおよび引裂
き抵抗が比較的小さいため、連続的製造工捏にかけるの
が容易でない。黒鉛を主体とする材料の連続大量生産に
おいて%に問題となるのは、大量のこの材料乞シート状
に普通の装置、例えば製、抵装置で製造し、さらにこの
材料’Y、710工または型打して特定のガスケット用
途に対する所要の杉[する迄太きなシートまたは巻物と
して貯蔵することが現在まで不可能であるということで
ある。
本発明はがスケットへの使用に適当な新規な黒鉛含有材
料の全県に基いている。この、J:うな材料は、苛酷な
熱的および機械的応力に耐え得るがスケットの製造に特
に有利であるばかりでなく1通常の、入手可能な製紙装
置によって容易に大形のシートに製造することができ、
従って従来知られている黒鉛乞主体とする材料に比較し
て天運コストン大幅に減少することができ、大量生産が
可能となるものであることが見いだされ1こ。さらに本
発明によって提供される材料は、使用に際して。
附加的な層または被覆乞施す必要なしに耐水曲、潤滑性
、非粘着性ン示し、製造後大量に、例えば巻物または連
続ストリップとして貯幌することができ、良好な引張り
強さおよび引裂抵抗を示す。
本発明による材料は (at  flj触点において結合剤により相互に結合
されy、:、y:+′−らみ合った繊維塊と。
fbl  からみ合った繊維全体に分布した、材料の全
重量の約45ないし95チ(不明、前書において、特記
しない限り“パーセント”は重量パーセントを指す)の
量の黒鉛 とを含有して成る。
好ましくは、結合剤は弾性体結合剤であり、本発明の材
料のからみ合った繊維は有機繊維であって例えばナイロ
ン、ポリエステル、ポリアミげ、アラミドまたはポリベ
ン・戸イミダ・戸−ルから成る。
繊維はまたセルロースまたは種々のガラスまたはセラミ
ックスの如き物質から成っていてもよい。
本発明の材料は所望の任意の形態で種々のガスケットお
よびバンキングの用途に有利に使用することができる。
しかし高温度での1吏用に特に汀利なガスケットも本発
明によって提供され、本発明の材料を含む。かかるがス
ケットは少(とも一つの基体層、例えばシート状金属の
層と、これ0て結合され1こ少くとも一つの本材料の1
−とから成ることができる。
従って、本発明の目的はガスケットに1史用するのに適
した材料を提供することである。
本発明の他の一つの目的は低温および高温両用に適した
黒鉛含有ガスケット材料乞提供することである。
本発明のさらに曲の目的は良好な引張り強さおよび引裂
抵抗を有し、シート状での大量生産および巻物としての
貯蔵に適した黒鉛含有ガスケット材料を提供することで
ある。
本発明のさらに別の目的は本発明による材料を含有する
がスヶット乞提供することである。
本発明のその他の目的および利点は以下の詳細な記述か
ら明らfJ)となるであろう。しかしこれは単に説明、
開示のためであって、特許請求の範囲に明記した以外1
本発明を限定するものではない。
以下実施例において本発明によるガスケット材料の好ま
しい態様ならびにその製造のための好ましい操作および
成分材料について記述する。
例  1 本発明による材料乞、実質的に以下の各成分から成る均
一な混合物から製造したニアスベリ(Asbury )
 1号りん片状黒鉛〔アスベリ グラファイトミルス社
(Asbury Grapbite ?Jills 。
Inc、 )より市販。炭素含有量約94係、粒度5〇
−80メツシユと報ぜられている〕85g、デュポン社
ケプラール(Kevlar”)有機繊維3g。
ウエストバコ(Westvaco ) ” M K −
90”漂白セルロースパルプ6I、アクリルラテックス
樹脂結合剤〔使用樹脂は”ハイカー(Hycar ) 
2600×120”、ビー、エフ、グツドリッチ社(B
、F。
Goodrich Co、 )から市販〕6gおよび水
道水iooog。以上の成分を通常の実、験室用混合機
の混合ざウルに装入し高速度で約90秒間混合すると均
一な混合物の生成が沼められ゛る。次に混合物に#L酸
アルミニウムカリウムi、o 、p ?υ目え、結合剤
の沈殿するのが認められるまで混合する。この時点で、
Hを測定しL新約9に増加していた。混合機内の混合物
に次に20号戸紙ビ曲してプフナー漏斗に流し込み、2
紙を分離し、2紙とp紙上に沈積した湿温□合物とを一
諸に漏斗力・ら収去り。
約212°Fの乾燥器中に約2分量大れて余分の水を蒸
発させ1こ。次に、生成した半乾燥の塊乞P紙から分離
し、温度約212″Fに加熱し1ニワバシユ(Waba
sbン水圧実噛室用プレスで約1000 psiの圧力
でプレスし1こ。プレス後実質的に平らな紙状シート材
料が形成され、その呼称厚さは約0.032インチであ
った。
例2−6 使要した主要成分およびその敬(水の量を除く)乞変更
した以外は実質的に例1と同様にして本発明による材料
ン製造し、実質的に次表に記す組成力・ら成る材料のプ
レスシートラ製造した。表中の数字はすべて、材料の製
造1c It’用した各主成分の重曖乞グラムで示す。
スベリオル 1601黒鉛      80  −  −  −  
 −アスベリ1号 りん片状黒鉛       −85858585ポリエ
ステル繊維     85−−−ナイロン繊維 (1/B′切断糸)      −−3−−パルプ(M
K−9Q) セルロース繊維     −m−96 ナイロン繊維 (1/7.6デニール)−−−−3 針葉樹パルプ セルロース繊維     653−− 珪灰石 繊維    −−3−− ハイカー2600x12D ア、クリルラテックス樹脂 結合剤         656−− ハイカー1561x84 アクリロニトリル−ブタ ジエン樹脂結合剤    −−−66 実施例1−6に前記したような実験室規模の方法のみで
なく、より大規模の方法で、大部分が通常の構造である
製紙機を使用して本発明による材料を長いシートとして
有利に製造し得ることは評価されよう。製造した材料は
大量に巻物状で貯蔵することができる。以下実施例7−
17により。
本材料製造のためのこのような大規模j罠法な説明する
例7−17 本発明による追加の材料を通常の連続式長網式抄紙機で
製造した。各実施例につき、各成分を次表に示す組成で
含有する水性懸濁液を長網式抄紙機の流送園内で調製し
た。各実施例に対し1表記した成分の流送函への添加順
序は次の通りである:(1)有機繊維(もしあれば)全
部、(2)黒鉛、(3)無機繊維およびセルロース(も
しあれば)全部、(4)結合剤。前記の区分の成分乞流
送函に装入する間に。
表に示した量の水乞装入し、その他の成分と、均一な混
合材料が生成するまで混合する。f 7.−材料形成中
に、少量のアンモニア、硫酸アルミニウムカリウム、お
よび全混合物の0.6−1.0パーセントの”・・イド
ロイド(Hydroid ) 778”〔カルイン(C
argon )社から市販〕(保持助剤)を必要に応じ
て添加する。アンモニアおよびミョウバ/は混合中のP
H値乞約4.5−9.5に調節するために添加した。
前章に記したようにしてA製した材料乞長網抄紙機のテ
ーブルの連続式 網上に沈積させる。混合物の網上に流
出するときの濃度は約259/1であった。網上の混合
物は長網抄紙機のテーブル末端まで達すると、漉網に通
して水分ン失うことにより自己支持性の塊となり、その
濃度は最初にt4トに流されたときの懸濁液の濃度の約
100培y>オーダーであることが認められた。この塊
は、実質的に湿式成形された紙状材料のシートであるが
、これケ次に網から外し、開放型引取部乞通じて移動フ
ェルトに移し、このフェルトによりシート?抄紙機の圧
搾部に送った。次にシートラ湿式プレスしてそのかさ乞
減らし、密度ン増加させた。
プレスし定シートは次にこの抄紙機の一連の通常の乾燥
ロール乞通過させLoこれらのロールは蒸気で220°
から250 ’Fに加熱した。乾燥したシー)v3本ロ
ールのカレンダミルを通して、呼称厚さ約0.032イ
ンチの仕上りシート材料とした。このようにして製造し
た仕上りシート材料は検査の結果、乾燥およびカレンダ
操作においてロール通過により通常生ずる恐れのある表
面のひひや傷を認めな1J)つた。また明らかに強度が
高いことが認められ、その後貯蔵のために巻いπ揚舎裂
けとか表面の割れビ生じなかった。
前記実施例のようにして製造し1こ鳴舎仝発明の材料が
割れや裂はン生じ難いのは、従来i) 、p1′!:、
) (二比較して良好な引張強さと引裂強さンJ5え七
。k)つ構造に滞jることができると信ぜられる。こα
)拐科の引張強さは1例えば前述し1こようにして適正
に製造した場合は約200 psiないし1 [J O
ppslのオーダーであることが判明し、これは黒鉛、
l戒維および結合剤の予想外に有利な組合せに起因する
ものと信ぜられる。成分のこの特に有利なメ[1介せに
よって本材料に、太喰に大j盾の長いソートとして製造
することができ、その後、曲げ応力その他の機械的応力
による引裂、割れその他の変質による大きな損害を受け
ることなく巻9゛η伏で貯蔵することができる定めの構
造が与えられることになる。
また本発明の材料の、広範囲の・里転温度1(ゎたつて
使用することができるとか、かみ合せた部品間に非粘着
性で耐永住の流体型封止を形成できるという性質もまた
。その予想外の有利な組成に帰することができることも
理解すべきである。か7111)る組成物は互いにから
み合った繊維(特に、耐高温性、引張りおよび引裂強さ
に寄与するものと信ぜられる) −′!OJ)らみ合っ
た繊維はその接触点において結合剤(特に引張り強さお
よび、弾性体結合剤のときは1弾性およびやわさに寄与
するものと信ぜられる)によって相互に結合されている
ーおよび黒鉛(@摩耗性および潤滑性に寄与するものと
信ぜられる)とを含んで成っている。黒鉛は材料の全重
量に対し約45係−95%で繊維全体に分布している。
もし黒鉛の使用量が約45%より少いと仕上り材料にお
いて黒鉛の有利な性質が十分発現されない。材料中の黒
鉛の量が95係を超すと、材料のり)もみ合った6+I
2維構造が、本発明の材料が示すような有利な強度その
他の性質を与えるに十分でなくなるものと信ぜられる。
商業的に入手し得る任意の有機または無機の鷹するのに
適してはいるが、非常に高温J))炉用条件用の材料を
製造するには無機・、俄組の使用が望土[フイコトカ判
明゛シた。例えばセラミック、ガラス、および珪灰石繊
維は加べて、1史用に際してP・:1えば多くの内燃機
関におけるようにヂJ10ロロ17以4−の温度にさら
されるオ、財にI史用するのに適当である。しかし材料
の受ける温度が約1000F、r:りあまり高くない用
途にはセルロースおよびKr 磯J維が適当である。こ
のような有機咳維の例としてはナイロン、°゛ケブラー
ル″、ポリエステルポリアミド、アラミドおよびポリベ
ン・グイミダ・7−ルが挙げられる。また繊維は無機(
Cせ2「有機を二せよ、任意の慣用の適当な寸法のもの
であってよいことも評価されよう。個々の場合について
1A当な繊維の寸法は普通自由に選定することができ、
通常は商業的入手性のような因子や、そしてマT二他の
例えば費用等の考慮に主として左右される。しかし繊維
の長さが約Aインチ1坂下、1//16インチ以上であ
ることが好ましい。
適当な結合剤の例としては弾性体的性質を有する有機結
合剤例えばアクリロニトリル−ブタジェンおよびアクリ
ルラテックス、および無機結合剤例えば゛ルドンクス(
Ludox )”としてデュポンかも市販されているシ
リカ結合剤が挙げられる。
結合剤は弾性体的でも非弾性体的でもよ(、まり他の適
当な結合剤としては例えば天然産の樹脂状物質、また&
′!、種々の合成の樹脂および弾性体、および天然また
は合成イム例えば多硫化物系ゴム。
ポリクロロゾレン等が挙げられることは理解されよう。
従って、結合剤が何宅あろかは本発明の材料の全体とし
ての有利な性質に対して重要な影響はないが、無機結合
剤を使用すると材料の耐冒温性が若干改良され、弾性体
的結合剤を使用すると材料の弾性が改良されることがあ
る。
本発明による材料が通常の充てん剤、例えばガスケット
材料に通常使用される種々の粘土、またはひる石のよう
な物質をも含有し得ることは理解されよう。
使用する黒鉛の型および粒度もff、た、使用条件によ
る仕−ヒり材料に対する特定の要求を941)−すイ・
ように任意に選ぶことができる。しかし−投に潤滑性お
よび耐摩耗性の点で特に有利である1こめりん片状黒鉛
の使用が好ましい。例えば”アスベリ1号”′、′アス
ベリ2号′°および”アスベリろ弓“°゛という名称の
市販黒鉛(アスベリグラファイトミルス社から市販され
ている)はすべて1史川(・ζJ L。
ている。これらの黒鉛の公称炭素苦手1而は約93%−
95%で、公称粒度は30−8[Jメノンユない1〜6
0−425メソンユである。さらに、”スベリオル26
01“および“スベリオル1601”の名称の黒鉛(共
G/Cスベリオルグラファイト仕から市販されている)
のような黒鉛もまTこ適当である。
例えば実施例7−17に1ホベ几よう(ζ、大部分が慣
用のものである製紙方法を本発明によろ材:1−1の生
産に使用する場合、製造されT二汁トリ財料の繊維が配
向していることは理解されるでちろう。
さらにこのような方法を使用するとき(工、截刹fの配
向は材料を製造する機械、ならびに通常の紙の幀造にお
けると同様の種々の他の因子に大きく左右され、従って
本開示の範囲外にある。本発明の材料における配向鐵維
構造には実際の使用において満足な性能を発揮し得ると
いう点に関しては特別の利点は無いと信ぜられるが、こ
の材料を通常の製紙機械で製造する場合、特にカレンダ
にかけた場合全般的仕上りがより一層−貫しfこ均一な
ものとなることが判明した。
本発明による材料は任意の所望の厚さで製造することが
できるが、個々の場合における望ましい厚さは材料の使
用目的とか材料の製造方法の種類のような因子によって
異なることは理解されよう。
例えば内燃機関の高温がスケット用に製造される材料の
代表的な呼称厚さは01120−0.070インチであ
る。さらに商業規模の抄紙方法を使用するときは材料の
厚さ、すなわちキャリパは、所定の厚さを必要とする任
意の特定の用途に適する材料を製造しつるよう通常注意
深(調節することができる。しかし、本発明により製造
され1こ材料は。
どのような厚さに製造されたかに関係な(、前述の有利
な性質を示すことは理解し得ろであろう。
本発明の材料はガスケット用として肴に適しているため
、他の材料を添加したりそれと組合せたりすることなく
種々の形態でガスケット用に使用することができる。し
かし1例えば通常のガスケット用、材料からなる一つ以
上の層を結けてT月i髪着して組合せて1更用すること
もできる。本′f、′″:明(′・二よつそ製造される
このような複合ガスケットのに面層は、当業界において
通常のがスケソト、1mとして使用される通常の組成物
、すなわち実質的(・て均一な厚さを持った比較的密な
(重々のシート材料の任意のものを含んで成ることがで
きる。本発明の材料は、このような接着の目的に好適に
使用され入手可能な多数の通常の材料ρ・ら選ばれ7′
:適当な接着剤を使用して、このような附加的シート材
料と容易に結合することができろ。かかる複合ガスケッ
トの附加的シートは繊維質組成物であってよ(1例えば
、有機・截維、セルロース、または無機繊維例えば石綿
はすべて適当である。附加的シートはまた繊維質混合物
であってもよく1例とじて適当な繊維質強化剤または結
合剤で結合した金属線維が挙げられる。熱硬化性樹脂で
強化した半多孔性ファイバーボード、例えば金属繊維を
硬化したゴムまたはフェノール樹脂で結合したシートの
ような構造を使用することができろ。さらに本発明の材
料は高温の用途に特に適している定め、附加的の基体・
シートは金属シート、例えば鋼、アルミニウム、唾鉛、
すす、銅、またはこれらの金属の合金のシートであって
よい。附加的シートの厚さは、このような複合ガスケッ
トの多くに、対して0.002インチから0.250イ
ンチの範囲で、好ましくは約0.005インヂから約0
.065インチであるが、ガスケットの所望の最終的厚
さによってこれらの範囲以外の寸法も期用し得る。また
、このような複合、すなわち多層がスケットは本発明の
材料を他の通常の材料と、かかるがスケットの製造に通
例使用される任意の通常の方法によって結合して製造し
得ること、従って任意の慣用の形であってよく、また任
意の形に加工し得ることも評価されるべきである。
本発明の好ましい態様について記述しT二が1本発明の
範囲はこれに限られるものでないことを11(1解すべ
きである。%許請求の範囲に明記しへ二不発明の趣旨お
よび範囲から逸脱することなく1本明細書の個々の開示
に対し種々の変更なり[1え′:Iろことは明らかであ
ろう。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 fll  (al  接触点において結合剤によって…
    互Vc結合された、からみ合った繊維塊と (bl  からみ合っり繊維全体に分布された。材料の
    全重量の杓45%ないし95%の肴の黒鉛とン含何して
    成る材料。 (2)結合剤が犀性体結合剤である前項(1)に記載の
    材料。 (3)  繊維が有機繊維である前項fl)または(2
    )に記載の材料。 (4)  該有機繊維がナイロン、ポリエステル、ポリ
    アミド、アラミドおよびポリベンゾイミダゾールから成
    る群から選ばれる。前項f3)K記載の材料。 (5)4維がセルロース繊維で;i;)る前項・1)ま
    には(2)に記載の材料。 (6)4維が無機繊維である前項(1)ま1こは(2)
    に記載の材料。 (力 前記無機繊維がセラミック繊維である前項:6)
    に記載の材料。 18)前記無機繊維がガラス繊維である前項(6)eこ
    記載の材料。 (9) 前記無機繊維が珪灰石繊維である前項(6)に
    記載の材料。 tlo)  少くとも一つの表面層と該表面1−に結合
    され1こ少くとも一つの繊維質材料の附加的1−とを含
    んで成り、前記繊維質材料は接触点において結合剤によ
    って相互に結合されf、−fJ)らみ合つfLaLaF
    3からみ合った繊維全体に分布された、材料の全重量の
    約45%ないし95チの量の黒鉛とを含有して成るもの
    とするガスケット。 θυ 結合剤が弾性体結合剤である前項(10)に記載
    のがスケット。 +12)  前記表面層が金属層である前項(10)ま
    たは(!1)に記載のガスケット。 (1タ 前記金属表面層が鋼から成る前項(121に記
    載のがスケット。 04)4.維が有機繊維である前項q0または(1υに
    記載のガスケット。 (151前記有機繊維がナイロン、ポリエステル、ポリ
    アミド、アラミドおよびポリベンゾイミダゾールから成
    る群から選ばれる前項■に記載のガスケット。 (16)  *fi維が無機繊維である前項1川または
    (I I)に記載のがスケット。 +17)  繊維がセルロース繊維である前項(+ol
     ′f、r、:、はUυに記載のがスケット。 (18前記無機繊維がセラミック繊維である前項四に記
    載のがスケット。 +11  前記無機繊維がガラス繊維である前項(則に
    記載のがスケット。 (2(j  前記無機1.gl、維が珪灰石繊維である
    前項(Iυに記載のがスケット。 (21)  (at  接触点において結合剤によって
    相互に結合された。からみ合った繊維塊と Cbl  からみ合つy、−4IL維全体に分布され1
    こ、がスケヅトの全重量、の約45%’:cいし95チ
    の量の黒鉛と馨含有して成るガスケット。 1°23  結合剤が弾性体結合剤である前項Cυに記
    載のガスケット。
JP58077694A 1982-05-05 1983-05-04 ガスケツト材料 Pending JPS58208184A (ja)

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