JPH01227854A - シリンダヘッドガスケット - 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】 崖１」ＪリリＷ汰艷 本発明は、エンジンに使用されるアスベストフリーのシ
リンダヘッドガスケットに関する。

藍米ｑ致亜 シリンダヘッドガスケットのように高熱を受けながら高
圧ガスの漏洩を阻止するガスケットの製造には、従来よ
りアスベストを多量に含有する組成物が使用されて来た
。アスベストは、耐熱性、可撓性、強度などの点でガス
ケットとして掻めて優れた特性を有するものであるが、
近年、アスベストは人体に対して有害であることが指摘
されるに至り、アスベストフリーのガスケットの開発が
焦眉となっている。

シリンダヘッドガスケットのようなフック付き金属板を
有するガスケットは、一般に繊維、充填剤およびゴムを
主成分とする組成物を該フック付き金属板のフック面に
結着せしめた構造を有し、またその製造方法としては主
として下記の２方法がある。

ｉｌｌ　　上記の組成物を用いてまず該組成物のシート
を別途抄造し、ついで得られた抄造シートをフック付き
金属板のフック面に結着する方法。

（２）　　ロール上に予め形成した上記の組成物のシー
ト層をフック付き金属板のフック面に直接圧着する、あ
るいは該組成物層をカレンダロールなどを用いて直接フ
ック面にすりこんで組成物層を形成する方法。

従来使用のアスベストベースの組成物は、アスベストが
その微細構造に起因してそれ自体がからみ性に優れてい
ると同時に、充填剤、ゴム等とのなじみ性が良好である
ため加工が掻めて容易であり、シール性も頗る良好であ
る。これに対してアスベスト以外の繊維は、−ｍにそれ
自体のからみ性に劣り、又充填剤、ゴム等とのなじみ性
も悪いためその組成物は加工性が悪くて上記のｆｉｌ、
（２）いずれの方法によるにせよシール性、応力緩和性
などに優れた高品質のガスケットを歩留まりよく製造す
ることが困難となっており、とりわけシリンダヘッドガ
スケットのように水と直接接触するガスケットにおいて
は、水が組成物層中や該組成物層とフック付き金属板と
の界面に徐々に浸透してガスケットのシール性を低下さ
せる問題がある。

間　占を解゛するための 上記の事情に鑑みて、本発明は水との接触状態において
も長期間にわたって優れたシール性を持続し得る新規な
アスベストフリーのシリンダヘッドガスケットを提供し
ようとするものである。

すなわち本発明の第１発明は、有機繊維と該有機繊維１
重量部あたり１〜５０Ｍ量部の非アスベスト系無機繊維
とからなる繊維材を５〜５０重量％、結着剤としてのゴ
ムを５〜２０重景％、充填剤を２０〜８０重量％、およ
び水膨潤性有機高分子を１〜２０重量％含有する組成物
の加硫層をフック付き金属板のフック面に設けてなるこ
とを特徴とするシリンダヘッドガスケットである。

また本発明の第２発明は、有機繊維と該有機繊維１重量
部あたり１〜５０重量部の非アスベスト系無機繊維とか
らなる繊維材を５〜５０重量％、結着剤としてのゴムを
５〜２０重量％、充填剤を２０〜８０重量％含有する組
成物を用いて形成した下部加硫層、並びに繊維材を５〜
５０重量％、結着剤としてのゴムを５〜２０重量％、充
填剤を２０〜８０重量％、および水膨潤性有機高分子を
１〜２０重量％含有する組成物を用いて形成した上部加
硫層を順次フック付き金属板のフック面に設けてなるこ
とを特徴とするシリンダヘッドガスケットである。

日の作用並びに効果 第１発明は、有機繊維、非アスベスト系無機繊維、ゴム
、充填剤および水膨潤性有機高分子とを特定比率で配合
してなる組成物からつくられる加硫層をフック付き金属
板のフック面に設けることを特徴としている。かくする
ことにより、たとえ無機繊維としてアスベスト以外のも
のを使用しても応力緩和性、あるいはシール性の良好な
ガスケット用シートが得られ、このシートからつくられ
たガスケットはシリンダーヘラドガスケットとして使用
しても熱および水に対して優れた耐性を示す。

第２発明は、有機繊維、非アスベスト系無機繊維、ゴム
、および充填剤とを特定比率で配合してなる組成物を用
いて形成した下部加硫層、および水膨潤性有機高分子を
含有する組成物を用いて形成した上部加硫層の２層を順
次フック付き金属板のフック面に設けることを特徴とし
ている。第２発明において、下部加硫層は水膨潤性有機
高分子の共存を全く排除するものではないが、有機繊維
、非アスベスト系無機繊維、ゴム、および充填剤を主成
分としそれらを特定比率で配合してなる該下部加硫層と
水膨潤性有機高分子を含有する上部加硫層の２層の組み
合わせ効果により、第１発明と同様の作用並びに効果が
得られる。

又貫■１藤煎脱里 第１図は、第１発明のシリンダヘッドガスケット例の断
面図であり、第２図は、第２発明のシリンダヘンドガス
ケント例の断面図である。

第１図および第２図において、１はフック付き金属板で
あり、２は加硫層である。第２図において、加硫層２は
下部加硫層２１と上部加硫１１２２の２層からなってい
る。

以下、第１発明および第２発明において使用される材料
につき説明する。なお第２発明においてその下部加硫層
２１と上部加硫層２２に使用される各材料、すなわち非
アスベスト系無機繊維、有機繊維、ゴム、充填剤および
水膨潤性有機高分子は、上下層で同種であってもよく、
互いに別種であってもよい。

非アスベスト系無機繊維の種類を例示すると、アルミナ
−シリケート繊維、アルミナ繊維、ジルコニヤ繊維、ロ
ックウール、セピオライト繊維などのセラミック繊維、
石英ガラス繊維、高珪酸ガラス繊維などのガラス繊維、
カーボン繊維、ホスフェート繊維、金属繊維などであり
、市販品では日本セメント社製のミネラルファイバーの
ノンシッット品、日東紡建材社製「ロックファイバー」
、イソライト工業社製「カオウール」、ラクソプルグ社
製「イノ−フィル」、東芝セラミックス社製「ファイバ
ーフランクス」、ユニチカユーエムグラス社製「チョツ
プドストランド」、旭ファイバーグラス社製「グラスロ
ン」、日本カーボン社製「カーボンブラック」、呉羽化
学工業社製「クレハカーボンファイバー」、日本端線社
製「ナスロン」、鈴木金属社製「スズロン」、大尽化学
社製のチタン酸カリウム繊維などである。これら無機繊
維の１種または２種以上を使用することができる。

非アスベスト系無機繊維の太さや長さに関しては特に制
限はないが、太さが１〜５０μ−程度であり、アスペク
ト比（長さと太さの比）が２０〜７００程度のものが好
ましい。

有機繊維の種類を例示すると、芳香族ポリアミド繊維、
フェノール樹脂繊維、芳香族ポリエステル繊維、芳香族
ポリイミド繊維、芳香族ポリベンズイミダゾール繊維、
セルローズ繊維などであり、市販品では群栄化学工業社
製「カイノール」、デェボン社製「ケブラー２９−バル
ブ」、エンカ社製「トワロンパルプ」、クラレ社製「ペ
クトロンｊなどである。これら有機繊維の１種または２
種以上を使用することができる。

有機繊維の太さやアスペクト比に関しては、特に制限は
ないが、太さが１〜５０μ−１特に５〜３５μ麺であり
、アスペクト比が１〜１０００、特に１０〜５００のも
のが好ましい。

ゴムは繊維材の結着剤となるものであり、天然ゴム、ス
チレン−ブタジェン−共重合ゴム、アクリロニトリル−
ブタジェン−共重合ゴム、アクリルゴム、シリコンゴム
、ふっ素ゴムあるいはその他の合成または天然ゴムのラ
テックスや固形ゴムの１種または２種以上が使用できる
。

充填剤の種類を例示すると、クレー、タルク、重質炭酸
カルシニウム、軽質炭酸カルシニウム、シリカ、マイカ
、硫酸バリウム、カーボンブラック、アルミナ、ひる石
などであり、その１種または２種以上が使用できる。

水膨潤性有機高分子としては、水に不溶であるが水によ
り膨潤する物質が用いられる。かかる性質を有する物質
としては、カルボキシル基、スルホン基、リン酸基、第
４級アンモニウム塩基、アミノ基、イミノ基、ピリジウ
ム塩基などのイオン化性基またはその塩および／または
ヒドロキシキル基、エーテル基、鎖状または環状のアミ
ド基、ニトリル基などのノニオン性親木性基を含有する
天然又は合成の親水性および水不溶性高分子物質が用い
られる。たとえばアクリル酸又はその塩とジビニルベン
ゼンとの共重合体、アクリロニトリルと塩化ビニルおよ
びエチレン系単量体との共重合体のアルカリ加水分解物
、アクリロニトリルと塩化ビニリデンおよびエチレン系
単量体との共重合体のアルカリ加水分解物、アクリルア
ミド系共重合体のホルムアルデヒド架橋体、ポリアクリ
ル酸とポリビニルアルコールとの酸縮合物、ポリビニル
アルコールのエピクロルヒドリン架橋体、アクリロニト
リル系重合体をアルカリで加水分解してなる重合体のホ
ルムアルデヒド架橋体、ポリビニルアルコールのリン酸
縮合体、２−ヒドロキシエチルメタクリレートとエチレ
ングリコールジメタクリレートとの共重合体、２−メチ
ル−５−ビニルピリジンとＮ−Ｎ’−メチレンビスアク
リルアミドとの共重合体、Ｎ−Ｎ’−ジメチルアミノエ
チルメタクリレートとＮ−Ｎ’−メチレンビスアクリル
アミドとの共重合体、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンとエ
チレングリコールジメタクリレートとの共重合体、ポリ
オキシエチレンの放射線照射による架橋体、澱粉の酸性
上加熱縮合物、澱粉−アクリロニトリルグラフト共重合
体のケン化物、ビニルエステルとエステル系不飽和カル
ボン酸またはその誘導体との共重合体ケン化物の乾燥体
、イソブチレン−マレイン酸共重合体などである。

水膨潤性有機高分子は、粉末状、繊維状あるいはその他
の任意の形状のものであってよいが、たとえば粉末状の
場合、粒径にして２００μｍ以下、特に１００μ−以下
のものが好ましい。

つぎに各成分の使用量につき説明する。まず第１発明に
おいて、加硫層２は有機繊維と該有機繊維１重量部あた
り１〜５０重量部の非アスベスト系無機繊維とからなる
繊維材を５〜５０重量％、結着剤としてのゴムを５〜２
０重量％、充填剤を２０〜８０重量％および水膨潤性有
機高分子を１〜２０重量％含有する組成物により形成さ
れる。

繊維材中における非アスベスト系無機繊維の使用量が有
機繊維１重量部あたり１重量部未満であると応力緩和性
が低下し、５０重量部より多いとシール性、シートのか
けの問題がある。またそれら繊維の合計量（即ち繊維材
のりが５重量％未満であるとシートの加工性が低下し、
５０重量％より多いとシール性が低下する。ゴムの使用
量が５重量％未満であるとシール性が低下し、２０重量
％より多いと応力緩和性が低下する。充填剤の使用量が
２０重量％未満であるとシール性が低下し、８０重量％
より多いとシートの加工性が低下する。また水膨潤性有
機高分子の使用量が１景％未満であると水膨潤性が低下
し、２０重量％より多いと応力緩和性、シートの加工性
が低下する。

したがって繊維材中における非アスベスト系無機繊維の
好ましい使用量は、有機繊維１重量部あたり３〜３５重
量部、特に５〜２５重量部であり、繊維材の使用量は好
ましくは１０〜４０重量％、特に１５〜３０重量％であ
り、ゴムの使用量は好ましくは７〜１５重量％、特に８
〜１２重量％であり、充填剤の使用量は好ましくは３０
〜７０重量％、特に４５〜６５重量％であり、また水膨
潤性有機高分子の使用量は好ましくは３〜１５重量％、
特に５〜１２重量％である。

つぎに第２発明において、その下層加硫層２１は、有機
繊維と該有機繊維１重量部あたり１〜５０重量部の非ア
スベスト系無機繊維とからなる繊維材を５〜５０重量％
、結着剤としてのゴムを５〜２０重量％、充填剤を２０
〜８０重量％含有する組成物により形成される。各材料
の使用下限値および上限値についての限定理由について
は、第１発明において説明したことが略該当する。した
がって繊維材中における非アスベスト系無機繊維の好ま
しい使用量は、有機繊維１重量部あたり３〜３５重量部
、特に５〜２５重量部であり、繊維材の使用量は好まし
くは１０〜４０重量％、特に１５〜３０重量％であり、
ゴムの使用量は好ましくは７〜１５重量％、特に８〜１
２重量％であり、充填剤の使用量は好ましくは３０〜７
０重量％、特に４５〜６５重量％で゛ある。なお下層加
硫層２１には、水膨潤性有機高分子を配合してもよいが
、その配合量は１５重量％以下とするのが好ましい。

第２発明の上層加硫層２２は、繊維材を５〜５０重量％
、結着剤としてのゴムを５〜２０重量％、充填剤を２０
〜８０重量％、および水膨潤性有機高分子を１〜２０重
量％含有する組成物により形成される。繊維材は、非ア
スベスト系無機繊維のみ、有機繊維のみ、あるいは非ア
スベスト系無機繊維と有機繊維の併用のいずれであって
もよく、繊維材、ゴムおよび充填剤の使用下限値および
上限値についての限定理由についても、第１発明におい
て説明したことが略該当する。ただし水膨潤性有機高分
子の使用量が１重量％未満であると水膨潤性が低下し、
２０重量％より多いとシートの加工性が低下する。した
がって繊維材の使用量は好ましくは１０〜４０重量％、
特に１５〜３０重量％であり、ゴムの使用量は好ましく
は７〜１５重量％、特に８〜１２重量％であり、充填剤
の使用量は好ましくは３０〜７０重量％、特に４５〜６
５重量％であり、また水膨潤性有機高分子の使用量は好
ましくは３〜１５重量％、特に５〜１２重量％である。

第１発明の加硫層、第２発明の上層、下層形成用の各組
成物は、従来からこの種の組成物に通常配合されている
その他の配合剤、たとえば加硫剤、加硫助剤、酸化防止
剤、カップリング剤、着色剤などを通常量配合してよく
、通常の混練機を用いて混練製造することができる。

本発明のガスケットに用いられるフック付き金属板とし
ては、従来から使用されている片面または両面にフック
を突出させた鉄製、あるいはその他の金ＩＸ製のものが
使用でき、前記したｌｌ）または（２）の方法で組成物
の層を形成し、加硫して（第２発明の場合は、まず下層
形成用組成物の層を形成し、次いでその上に上層形成用
組成物の層を同様にして形成し、ついで上下層を加硫し
て）本発明のガスケットを製造することができる。

第１発明並びに第２発明の各加硫層、就中第１発明の加
硫層２は、圧縮率が２０％以下、特に１５％以下の硬質
のものであることが好ましい。

かかる低圧縮率の加硫層は、前記（１）及び（２）の方
法中の（２）の方法により、組成物を該組成物中への気
泡の混入量が極力少なくなるように圧力を加えながらフ
ック付き金属板上に層形成し、ついで常法により加硫し
て形成することができる。

第１発明および第２発明において、フック付き金属板の
片面上に形成される加硫層の厚さ（第２発明においては
、上層と下層の合計厚さ）は、０．３〜１．０ｆｉ程度
であり、第２発明における上層と下層の厚さ比は、下層
１０に封して上層は０．５〜１０程度とするのが適当で
ある。

１施■ 以下、実施例および比較例により本発明を一層詳細に説
明する。

〔第１発明について〕 実施例１〜７、比較例１〜３ 第１表に示、す組成物を混練機を用いて製造し、ついで
カレンダーロールを用いて両面にフックを有するフック
付き鉄板（厚さ：０．２５ｍｍ）の各面に実施例および
比較例の組成物をすりこみ、最後に１５０℃で加硫して
厚さｌ、　　２ｍｍのスチールベスト型のガスケットを
製造した。

〔第２発明について〕 実施例８〜１４、比較例４〜６ 第２表に示す組成物を混練機を用いて製造し、ついでカ
レンダーロールを用いて両面にフックを有するフック付
き鉄板（厚さ：０．２５ｍｍ）の各面にまず下層加硫層
形成用組成物を、ついでその上に上層加硫層形成用組成
物を擦りこみ、最後に１５０℃で加硫して厚さ１．　２
ｍｍのスチールベスト型のガスケットを製造した。なお
下層加硫層の厚さは約０．８龍、上層加硫層の厚さは約
０．１５鶴であった。

圧縮率及び復元率：＾ＳＴＭ　Ｆ３６の方法Ａに準じ測
定した。

応力緩和性；＾ＳＴ？Ｉ　Ｆ１ａの方法Ｂに準じて、温
度１５０℃、圧力２１０ｋｇ／ｃｄ、２２時間の条件で
測定した。

シール性：９０　７４ｍｍφのリング状成験片に５０ｋ
ｇ／−の締付力を与え、内部に水圧をかける。内圧０．
５ｋｇ／−よりスタートし、０．５ｋｇ／ｉステップで
昇圧させ、各内圧で１５分間保持し、目視にてもれの有
無を調べ、もれ始める内圧を測定する。

〔以下、余白〕 【図面の簡単な説明】

第１図は、第１発明のシリンダヘッドガスケット例の断
面図であり、第２図は、第２発明のシリンダヘッドガス
ケット例の断面図である。 第１図および第２図において、１はフック付き金属板で
あり、２は加硫層である。第２図において、加硫層２は
下部加硫層２１と上部加硫層２２の２層からなっている
。 特許出願人　　日本ラインツ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機繊維と該有機繊維１重量部あたり１〜５０重量
   部の非アスベスト系無機繊維とからなる繊維材を５〜５
   ０重量％、結着剤としてのゴムを５〜２０重量％、充填
   剤を２０〜 ８０重量％、および水膨潤性有機高分子を１〜２０重量
   ％含有する組成物の加硫層をフック付き金属板のフック
   面に設けてなることを特徴とするシリンダヘッドガスケ
   ット。 ２、有機繊維と該有機繊維１重量部あたり１〜５０重量
   部の非アスベスト系無機繊維とからなる繊維材を５〜５
   ０重量％、結着剤としてのゴムを５〜２０重量％、充填
   剤を２０〜 ８０重量％含有する組成物を用いて形成した下部加硫層
   、並びに上記の繊維材を５〜５０重量％、結着剤として
   のゴムを５〜２０重量％、充填剤を２０〜８０重量％、
   および水膨潤性有機高分子を１〜２０重量％含有する組
   成物を用いて形成した上部加硫層を順次フック付き金属
   板のフック面に設けてなることを特徴とするシリンダヘ
   ッドガスケット。