(57)【要約】【課題】ゴムコンパウンドの密着性・シール性が良く、且つ安価に製することができ、多様な用途が期待できる新規なガスケット材とその製造方法を提供する。【解決手段】圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊維との両方からなる基材繊維及び／若しくは無機充填材と、ゴム材と、ゴム薬品とを含有するコンパウンド材５を、多数の繊維を絡み合わせてなる多孔性繊維シート４の繊維間空所に充填し接着一体としたシート状体３からなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊維との両方からなる基材繊維及び／若しくは無機充填材と、ゴム材と、ゴム薬品とを含有するコンパウンド材を、多数の繊維を絡み合わせてなる多孔性繊維シートの繊維間空所に充填し接着一体としたシート状体からなることを特徴とするガスケット材。
【請求項２】
請求項１に記載のガスケット材において、
前記シート状体の少なくとも片面に、金属薄板が一体とされていることを特徴とするガスケット材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガスケット材において、
前記シート状体の複数が積層一体とされてなることを特徴とするガスケット材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のガスケット材において、
前記シート状体を、２つの部材の対向する２平面間に挟装した時には、該２平面に加わる荷重の６０％以上を前記多孔性繊維シートが担い、残りの荷重を前記コンパウンド材が担うよう設定されていることを特徴とするガスケット材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のガスケット材において、
前記多孔性繊維シートが多数の金属繊維を偏成若しくは織成してなる金網であり、前記繊維間空所が網目であることを特徴とするガスケット材。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載のガスケット材において、
前記多孔性繊維シートが多数の金属繊維による金属不織布であり、前記繊維間空所がランダムに絡み合う繊維間の空隙であることを特徴とするガスケット材。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のガスケット材の製造方法であって、
圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊維との両方からなる基材繊維及び／若しくは無機充填材と、ゴム材と、ゴム薬品とを含有するコンパウンド材を、事前に耐熱性接着剤処理及び乾燥処理が施された多孔性繊維シートの繊維間空所に充填し、加熱処理することにより上記コンパウンド材が多孔性繊維シートに接着一体とされたシート状体を得ることを特徴とするガスケット材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ガスケットの基材として用いられるガスケット材の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなガスケット材の１例として、特許文献１に開示されたものがある。本特許文献のガスケット材は、石綿以外の圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊維とを含有するコンパウンド材を、耐熱性接着剤を塗布した金属板の表面にコーティングしたものである。このガスケット材は、ゴムコーティング（ゴムのみで繊維を含まない）ガスケット材に比べ、耐熱温度が高く、また締付荷重が過大となってもコンパウンド層が横流れしたり、コンパウンド層が剥離したりすることがなく、これらが原因のシール性低下や、コンパウンドの横流れに伴ったボルトのトルクダウンも発生することが少なくなる。また、コンパウンド層の厚さを厚くしても、コンパウンドの横流れが左程増大せず、従って、エンボス加工にも支障を来たさず、コンパウンド層の厚さを１００μｍ以上にすることも可能である。更に、石綿を含まないにも拘わらず、ゴムアスベストコンパウンドガスケット材と同等若しくはそれ以上の性能を備え、しかも石綿の人体に対する影響もなく、その実用価値は高く評価されているところであった。
【特許文献１】特公平６−８４７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記ガスケット材は、上述のとおり優れた特性を備えているが、以下の点でなお改善すべき点も残されていた。即ち、耐熱性接着剤を塗布した金属板にコンパウンド材をコーティングすると、その密着性は向上するが、使用条件によってはコンパウンド材が金属板から剥れることがあり、より強い密着強度が求められる用途への対応は十分ではなく、接着剤の適用可能範囲が限られ或いは高価な接着剤を使用する必要があった。また、局部的に荷重がかかると、コンパウンド層が凹み、その部分からの漏れが生じシール性が低下することもあった。
【０００４】
本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、コンパウンドの密着性・シール性が良く、且つ安価に製造することができ、多様な用途が期待できる新規なガスケット材とその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明に係るガスケット材は、圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊維との両方からなる基材繊維及び／若しくは無機充填材と、ゴム材と、ゴム薬品とを含有するコンパウンド材を、多数の繊維を絡み合わせてなる多孔性繊維シートの繊維間空所に充填し接着一体としたシート状体からなることを特徴とする。これら発明において、請求項２の発明のように、前記シート状体の少なくとも片面に、金属薄板が一体とされているものとすることができる。また、請求項３の発明のように、前記シート状体の複数が積層一体とされてなるものとすることもできる。更に、請求項４の発明のように、前記シート状体を、２つの部材の対向する２平面間に挟装した時には、該２平面に加わる荷重の６０％以上を前記多孔性繊維シートが担い、残りの荷重を前記コンパウンド材が担うよう設定されていることが望ましい。
【０００６】
前記多孔性繊維シートとしては、多数の金属繊維を偏成若しくは織成してなる金網（請求項５）、或いは多数の金属繊維による金属不織布（請求項６）が望ましく採用され、これらにおいては、前記繊維間空所は、夫々網目或いはランダムに絡み合う繊維間の空隙に相当することになる。
【０００７】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載のガスケット材の製造方法であって、圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊維との両方からなる基材繊維及び／若しくは無機充填材と、ゴム材と、ゴム薬品とを含有するコンパウンド材を、事前に耐熱性接着剤処理及び乾燥処理が施された多孔性繊維シートの繊維間空所に充填し、加熱処理することにより上記コンパウンド材が多孔性繊維シートに接着一体とされたシート状体を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明に係るガスケット材においては、圧縮性無機繊維と圧縮性有機繊維との両方からなる基材繊維及び／若しくは無機充填材とゴム材とを含有するコンパウンド材が、多孔性繊維シートの金属繊維間空所に充填され接着一体とされて多孔性繊維シートと共にシート状体をなすから、コンパウンド材におけるゴム材と基材繊維及び／若しくは無機充填材との錯綜した絡み合いと、多孔性繊維シートによる担持力が相乗して、コンパウンド材と多孔性繊維シートとが強固に密着し、コンパウンド材の剥れが著減される。また、コンパウンド材を担持する多孔性繊維シートの弾性が付加されるから、締付荷重の大きな部位に用いてもコンパウンド材のへたりがなく且つその大きな面圧によって優れたシール性が発現され、更にコンパウンド材の横流れもなく、その性能が長く維持される。
【０００９】
また、請求項２の発明のように、前記シート状体の少なくとも片面に、金属薄板を一体としたものとすれば、シート状体が補強され、コンパウンド材のへたり防止機能がより向上する。また、請求項３の発明のように、前記シート状体を複数積層一体とする場合は、コンパウンド材のへたり防止機能がより一層向上する。更に、請求項４の発明のように、多孔性繊維シート及びコンパウンド材のそれぞれが担う荷重の比率を設定しておけば、コンパウンド材が担う荷重の比率が小さくなるから、そのへたり防止機能がより有効に発揮される。更に、請求項５或いは６の発明のように、多孔性繊維シートを、金網或いは金属不織布とすれば、その強靭性と耐座屈性が付加され、上記優れた特性がより顕著となり、ガスケット材としての適性がより増大する。
【００１０】
そして、請求項７のガスケット材の製造方法によれば、基材繊維及び／若しくは無機充填材とゴム材とを含有するコンパウンド材を、事前に耐熱性接着剤処理及び乾燥処理が施された多孔性繊維シートの金属繊維間空所に充填し、加熱処理することにより上記コンパウンド材が多孔性繊維シートに接着一体とされたシート状体を得るようにしているから、多孔性繊維シートの空所に充填されたゴム材は基材繊維及び／若しくは無機充填材と共に多孔性繊維シートに強固に担持一体とされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明のガスケット材の適用例を示す部分切欠断面図、図２は他の実施例のガスケット材を示す断面図、図３は更に他の実施例の図２と同様図、図４は荷重と変形量の関係を示す図、図５は本発明の製造方法の１例を示すフロー図、図６は本発明の製造方法の別実施例を示すフロー図である。
【実施例１】
【００１２】
図１において、２つの部材の１方の部材１の上に本発明のガスケット材Ａを配し、これを挟装するように２つの部材の他方の部材２を載置して締付け組立てられる。１ａは上記１方の部材１のシールされるべき圧力発生室である。このように１方の部材１の上面（対向する２平面の１方）１ｂと他方の部材２の下面（対向する２平面の他方）２ａとの間に介装されたガスケット材Ａは、上記圧力発生室１ａを密封すべく機能する。
【００１３】
次に、ガスケット材Ａの構成について詳述する。ガスケット材Ａは、前記圧力発生室１ａに対応する透孔が形成されたシート状体３からなり、このシート状体３は、線径０．１０〜０．５０ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、Ｌ）等の金属線材（繊維）４ａを、偏成或いは織成した金網（多孔性繊維シート）４と、後記する基材繊維とゴム材とを含有するコンパウンド材５とを複合一体として成形したものである。多孔性繊維シート４を構成する繊維４ａとしては、上記の他に、鉄線、亜鉛鉄線、アルミニウム線、銅線、リン青銅線、ニッケル線、モネルメタル線等の金属線（繊維）、再生繊維（レーヨン、キュプラ等）、半合成繊維（アセテート、プロミックス）、合成繊維（ナイロン、ポリエステル、アクリル、ビニロン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエチレン等）等の化学繊維、ガラス繊維、炭素繊維等が採用される。また、多孔性繊維シート４の形態としては、これら繊維４ａによる、平織、綾織、畳織、筵織、簾織等の織物、或いは結節網、無結節網、本目網、蛙叉網、ラッセル網、綟子網、織網等の編物が採用される。
【００１４】
ここで、図５及び図６により、上記ガスケット材Ａ、即ち、シート状体３の製造方法について先に述べる。図５において、先ず、上記金網（若しくは金属不織布、以下同じ）４を打抜きして上記各種透孔を含む所望の形状に加工する（ステップＳ１）。次いで、メチルエチルケトン等の溶剤により金網４の脱脂処理を行った（ステップＳ２）後、金網４を耐熱性接着剤にディッピングし約５０℃で乾燥して耐熱性接着剤のコーティング処理を行う（ステップＳ３）。
【００１５】
１方、ステップＳ４において、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンープロピレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エチレン酢ビゴム、塩化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、天然ゴム等のゴム材に、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、溶融石英繊維、化学処理高シリカ繊維、溶融硅酸アルミナ繊維、アルミナ連続繊維、安定化ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、チタン酸アルカリ繊維、ウイスカー、ボロン繊維、炭素繊維、金属繊維等の圧縮性無機繊維と、芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ尿素系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリフルオロカーボン系繊維、フェノール繊維、セルロース系繊維等の圧縮性有機繊維とを適量混練し、更に老化防防止剤、加工剤、加硫剤等のゴム薬品、及び、カーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、ゼオライト等の無機充填材を加えてコンパウンド材を調製する。
【００１６】
上記で調製したコンパウンド材を、酢酸ブチル、トルエン、メチルエチルケトン等の溶剤に溶解し（ステップＳ５）、ステップＳ６において、上記金網４をこのコンパウンド材の溶液に含浸させる。この含浸は、ディッピング、バーコータ、ロールコータ、真空引きろ過装置等によってなされる。ステップＳ７で乾燥し溶剤を放散させた後、ステップＳ８において、圧力１〜１００ｋｇ／ｃｍ２、温度１５０〜２００℃、時間１〜２分の条件でプレス加硫・過熱・圧縮成形し、金網４の網目空所（若しくは繊維間空所、以下同じ）内にコンパウンド材が充填され接着一体とされた成形品（シート状体）３を得る。このステップＳ８のプレス加硫・過熱・圧縮成形時に、事前にグラファイトの表面処理を施しておくことによって、シート状体３の表裏にグラファイト層（不図示）を形成することができる。このようなグラファイト層の形成により、上記での応用においては、１方の部材１と他方の部材２間の滑りを助長することになるので、衝撃を吸収して１方の部材１と他方の部材２間の歪是正や変形に効果的であり、望ましく採用される。また、ステップＳ８において、後記する金属薄板の介装一体化や多層のシート状体３の形成も任意になされる。
【００１７】
図６は、シート状体３の製造方法の別例を示すものであり、金網４の事前調製は上記と同様のステップＳ１〜ステップＳ３によりなされる。ステップＳ９では、上記ステップＳ４で調製されたコンパウンド材をシート状に成形し、ステップＳ１０でこのゴムシートと、金網４とを重ね合わせて積層し、ステップＳ１１でプレス充填・加硫・加熱・圧縮成形がなされる。このステップＳ１１では、未加硫のゴム材が加硫されながら、コンパウンド材が金網４の網目空所内に充填され、金網に接着一体とされる。この時、グラファイト処理を事前に施し、或いは金属薄板の介装一体化や多層のシート状体３の形成も任意になし得ることは上記と同様である。
【００１８】
図５及び図６のいずれの製造方法においても、コンパウンド材は耐熱性接着剤のコーティング処理が事前になされた金網４の空所内に充填され接着一体とされるから、金網４に強固に担持一体とされ、過大な荷重が掛っても剥れることが殆どない。また、コンパウンド材の充填の際に、金網４のフィルタ的作用により、基材繊維がシート状体３の表面部分に多く偏在することになり、これがガスケット材としての耐熱性を高めることにもなる。
【００１９】
上記構成のガスケット材Ａが、図のような１方の部材１と他方の部材２の対向する２平面１ｂ、２ａ間に挟装された状態では、金網４の弾性及び耐座屈性とコンパウンド材（層）５の弾性とにより、２平面１ｂ、２ａ間での面圧が大きく維持され、優れたシール性が得られる。また、金網４の特有の耐座屈性によりコンパウンド材（層）５のへたりが抑えられるから、長くシール性が維持される。更に、シート状体３の表面には上記金網４を構成する金属線材４ａの交差部分４ｂが露出し、２平面１ｂ、２ａ間に挟装された時には、この金属線材４ａの交差部分４ｂが該平面１ｂ、２ａに接触状態となるよう構成すれば、金網４自体により直接荷重を受ける部分が多く存在し、コンパウンド材（層）５のへたり抑止効果が助長される。更に、コンパウンド材（層）５におけるゴム材と基材繊維との錯綜した絡み合いと、金網４による担持力が相乗して、コンパウンド材（層）５と金網４とが強固に密着し、コンパウンド材（層）５の剥れが生じ難くなる。
【００２０】
尚、上記基材繊維に代え、別の無機充填材としてのフェライト等の磁性粉末をゴム材に添加し、磁性ゴム化されたコンパウンド材を採用することもできる。また、基材繊維に代わる別の無機充填材を含むコンパウンド材と同等な位置付けとして、多数の気泡を含む発泡ゴムの採用も可能である。
【実施例２】
【００２１】
図２に示すガスケット材Ａ１は、上記同様２部材１、２間に挟装されるものであって、上記シート状体３の下面に金属薄板６を一体とし、１方の部材１の上面１ｂとの間にこの金属薄板６が介在するようにしたものである。この金属薄板６の片側（両側でもよい）は折曲立上部６ａとされている。このように金属薄板６を一体としたものにおいては、金属薄板６によってシート状体３が補強され、コンパウンド材（層）５のへたり抑制に有効である。また、金属薄板６の片側には折曲立上部６ａを設けているので、コンパウンド材（層）５の横方向への変形（逃げ）が抑えられ、また、金網端面の不揃い（ばらばらな状態）がなくなり、所期のシール機能の維持に効果的である。
【００２２】
シート状体６の表面には、上記同様金網４を構成する金属線材４ａの交差部４ｂが露出し、この露出した交差部４ｂが金属薄板６及び他方の部材の下面に接するよう位置し、金網４が荷重を直接担う部分が多くなるよう構成されている。従って、この例の場合でも、シート状体３に内在する金網４の弾性及び耐座屈性とコンパウンド材（層）５の弾性とにより、２部材間での面圧が大きく維持され、優れたシール性が得られる。また、金網４の特有の耐座屈性によりコンパウンド材（層）５のへたりが抑えられるから、長くシール性が維持される。その他の構成及び効果は上記と同様であるので、共通部分には同一の符号を付し、その説明を割愛する。
【実施例３】
【００２３】
図３に示すガスケット材Ａ２は、上記同様の２部材１、２間に介装されるものであって、上記と同様の金属薄板６を備えた３枚のシート状体３を積層一体としたものである。また、積層された各シート状体３には、上記同様金属線材４ａによる露出した交差部４ｂが存在し、この交差部４ｂが金属薄板６及び上記他方の部材の下面に接するよう位置し、金網４が荷重を直接担う部分が多くなるよう構成されている。
【００２４】
このようにシート状体３を複数積層した場合、各シート状体３に内在する金網４の弾性及び耐座屈性とコンパウンド材（層）５の弾性とにより、２部材間の面圧が大きく維持され、優れたシール性が得られる。また、金網４の特有の耐座屈性によりコンパウンド材（層）５のへたりが抑えられるから、長くシール性が維持される。その他の構成及び効果は上記と同様であるので、共通部分には同一の符号を付し、その説明を割愛する。
【００２５】
図４は、金網とコンパウンド材層との複合体と、金網単独との弾性特性の比較図であり、上記各実施例に共通するものである。図は圧縮時の荷重と変形量の関係を示すものであり、図において、ａは金網単独の場合、ｂは金網とコンパウンド材層との複合体の場合を夫々示す。即ち、同一の変形量に達するまでの相対荷重は、金網単独が６０、金網とコンパウンド材層との複合体が１００であり、金網とコンパウンド材層との複合体は耐荷重性に優れることが理解される。また、金網とコンパウンド材層との複合体に荷重を加えた場合、この例では、その６０％を金網が担い、残りの４０％をコンパウンド材層が担うことが理解される。従って、この複合体に荷重を加えると、金網がコンパウンド材層のへたりを抑止するよう作用することも理解される。
【００２６】
また、たとえ上記複合体に過大な荷重が加わり、コンパウンド材層はへたり、応力緩和現象を起こして、分担荷重が低下したとしても、金網の分担荷重は殆ど低下しない為、全体の耐荷重低下は抑止される。一方、金網の分担荷重を６０％以下で作りこんだ場合、前記のように過大な荷重が加わり、コンパウンド材層のへたり、応力緩和現象を起こしてコンパウンド材層の分担荷重の低下が進行すると、コンパウンド材層の金網を拘束する効果（ゴム材層のへたり、応力緩和現象による支配）が大きなものとなり、金網の耐荷重の低下も大きくなり、耐久性が低下することになる。
【００２７】
また、金網とコンパウンド材層との複合体は、金属環の場合に比べて小さな荷重でもコンパウンド材層の特有の復元弾力を保有するから、２平面間のシール性が高くなる。更に、コンパウンド材層単独の場合に比べて耐へたり性が向上するので、荷重設定の範囲が広くなる。上記において、耐荷重を大きくしたい場合は、金網の金属線材の線径を太くし且つ本数を多くし、逆に耐荷重を小さくしたい場合は、金網の金属線材の線径を細くし且つ本数を少なくし、更には、複数のシート状体を重ねて用いればよい。コンパウンド材の充填量を多くしたい場合は、開孔率の大きな金網を用いるか、或いは上記のように複数のシート状体を重ねて用いることも可能である。
【００２８】
尚、上記説明では、金網にコンパウンド材を充填して接着一体とした例を述べたが、金網に代え金属繊維からなる金属不織布をこれに充当することも可能である。この場合、コンパウンド材は金属不織布を構成する金属繊維間に充填され、金属不織布と接着一体とされる。これにより金網を用いた場合と同様の効果が得られ、幅広い分野で適宜選択使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のガスケット材の適用例を示す部分切欠断面図である。
【図２】他の実施例のガスケット材を示す断面図である。
【図３】更に他の実施例の図２と同様図である。
【図４】荷重と変形量の関係を示す図である。
【図５】本発明の製造方法の１例を示すフロー図である。
【図６】本発明の製造方法の別実施例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      ２つの部材の１方
１ｃ    対向する２平面の１方
２      ２つの部材の他方
２ｂ    対向する２平面の他方
３      シート状体
４      金網（多孔性繊維シート）
４ａ    金属線材（繊維）
５      コンパウンド材（層）
６      金属薄板
【図１】
2006071012.tif 000003
【図２】
2006071012.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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