(57)【要約】【課題】ジョイントシートを素材としたガスケットの表面のフレッティング摩耗を防止して、シール性を従来のジョイントシートを素材としたガスケットよりも大幅に高めることにある。【解決手段】ゴムと補強繊維と充填材とを混合した原料を混練しつつ加圧積層するとともに加硫して形成したジョイントシート１の表層１ａの表面に、ポリテトラフルオロエチレンを含む低摩擦化処理液を塗布して低摩擦被膜３を形成したことを特徴とするガスケット素材である。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムと補強繊維と充填材とを混合した原料を混練しつつ加圧積層するとともに加硫して形成したジョイントシートを用いたガスケット素材において、
前記ジョイントシートの片面または両面に、ポリテトラフルオロエチレンを含む低摩擦化処理液を塗布して低摩擦被膜を形成したことを特徴とする、ガスケット素材。
【請求項２】
前記低摩擦化処理液は、３０重量％以上で８５重量％以下のエマルジョンタイプポリテトラフルオロエチレンと、１５重量％以上で７０重量％以下のレゾールタイプフェノール樹脂とを合計１００重量％になるように混合してなるものであることを特徴とする、請求項１記載のガスケット素材。
【請求項３】
前記低摩擦被膜の膜厚は３μｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２記載のガスケット素材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両等に搭載されるエンジンや変速機等に用いられるガスケットの素材に関し、特には、ゴムと補強繊維と充填材とを混合した原料を混練しつつ加圧積層するとともに加硫して形成したジョイントシートを用いたガスケット素材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両等に搭載されるエンジンの周辺用のガスケットの素材としては、補強繊維としてのアスベストをニトリルゴムとフェノール樹脂等で固めて積層状にしたいわゆるアスベストジョイントシートが用いられていたが、昨今のアスベストの規制から、本願出願人等は、例えば１９９２年５月社団法人自動車技術会発行の学術講演会前刷集に本願出願人等が発表した論文「ノンアスベストガスケットの開発」に記したように、アスベストを使用せずに他の強化繊維を使用したジョイントシートの実用化を検討している。
【０００３】
ところで、例えば図５に示す如き、エンジンと組み合わされた変速機のハウジングＨとそこにボルトＢで固定されるカバーＣとの間のガスケット挿入部のように、エンジンの運転と停止とが繰り返されるために温度変化が大きくなる部分にガスケットＧを用いた場合、その温度変化に起因してハウジングＨおよびカバーＣとガスケットＧとの接合面間に矢印Ｄで示すように相対変位が生じる。この一方、ジョイントシートを素材としたガスケットは、ガスケットの表面にゴムが存在するために摩擦抵抗が大きくて滑りにくい。
【０００４】
それゆえ、従来から、ジョイントシートを素材としたガスケットをエンジンの周辺の変速機等に用いると、上記相対変位による摺動によってガスケットの両表面にフレッティング摩耗箇所Ｗが生ずるという問題があった。
【０００５】
そこで、かかる摩耗の問題を解決するために、本願出願人は、図６に示すように、表層１ａと裏層１ｂとそれらの間の中間層１ｃとの三層を具えるジョイントシート１を製板する際に、表層１ａの原料中に弗素樹脂や二硫化モリブデンやマイカ等の固体潤滑材を配合して表層１ａ中にそれらの固体潤滑材１ｄを分散させたり、ジョイントシート１自体のゴムの配合量を低減させたり、図７に示すように、上記表層１ａと裏層１ｂとそれらの間の中間層１ｃとの三層構造のジョイントシート１の表層１ａの表面上に、グラファイト粉末や二硫化モリブデン粉末等の固体潤滑材をスプレー法等によって塗布して固体潤滑材による低摩擦被膜２を形成したりして、ガスケットＧの表面を低摩擦化することで摩耗量を減少させることを試みた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、表層１ａの原料中に弗素樹脂や二硫化モリブデンやマイカ等の固体潤滑材を配合して表層１ａ中にそれら固体潤滑材を分散させる方法では、固体潤滑材の配合量に上限があるため摩擦係数の低減を充分に果たせず、摩耗量の減少が充分でないという問題があり、またジョイントシート１自体のゴムの配合量を低減させる方法では、製板性上の制約から、充分に低い摩擦係数を確保するまでゴム配合量を低下させることはできないという問題があり、そしてグラファイト粉末や二硫化モリブデン粉末等の固体潤滑材を塗布して固体潤滑材による低摩擦被膜２を形成する方法では、図５に示すように、ハウジングＨやカバーＣの材質やシールする媒体の種類によってはガスケット挿入部に、ガスケットＧによる電気的腐食箇所ＥＣが生ずるという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決したガスケット素材を提供することを目的とするものであり、この発明のガスケット素材は、ゴムと補強繊維と充填材とを混合した原料を混練しつつ加圧積層するとともに加硫して形成したジョイントシートを用いたガスケット素材において、前記ジョイントシートの片面または両面に、ポリテトラフルオロエチレンを含む低摩擦化処理液を塗布して低摩擦被膜を形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
かかるこの発明のガスケット素材によれば、ジョイントシートの片面または両面にポリテトラフルオロエチレンを含む低摩擦化処理液を塗布して形成した低摩擦被膜が充分低い摩擦係数の確保を可能にするので、ハウジングＨやカバーＣ等とこの発明のガスケット素材から形成したガスケットＧとの接合面間に相対変位が生じても、ジョイントシートを素材としたガスケットＧの表面のフレッティング摩耗を防止して、シール性を従来のジョイントシートを素材としたガスケットよりも大幅に高めることができる。
【０００９】
なお、この発明のガスケット素材においては前記低摩擦化処理液は、３０重量％以上で８５重量％以下のエマルジョンタイプポリテトラフルオロエチレンと、１５重量％以上で７０重量％以下のレゾールタイプフェノール樹脂とを合計１００重量％になるように混合してなるものであることが好ましい。この配合によれば、摺動サイクル数の増加に関わらず低い摩擦係数を維持することができるとともに、フェノール樹脂で結着されたＰＴＦＥで表面を覆ってジョイントシートの水分の吸収を防止してハウジングＨやカバーＣ等への腐食の発生を防止することができる。
【００１０】
また、この発明のガスケット素材においては前記低摩擦被膜の膜厚は３μｍ以上であることが好ましい。膜厚が３μｍ以上であれば、例えその被膜が少しずつ磨滅しても長期間に亘って低い摩擦係数を維持することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態につき、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明のガスケット素材の一実施形態を示す断面図であり、図中符号１は、表層１ａと裏層１ｂとそれらの間の中間層１ｃとの三層からなる構造のジョイントシート、３は低摩擦被膜を示す。
【００１２】
この実施形態のガスケット素材を製造するに際しては、先ず、例えばＮＢＲ等のゴムと、アスベスト以外の例えばアラミド繊維やガラス繊維等の補強繊維と、例えば硫酸バリウム等の無機充填材とを混合した原料を、ホットロールとコールドロールとの一対のロールを具えるカレンダーロールのホットロール上に供給して、それらのロールで混練しつつ加圧することでホットロール上に積層し、さらにそのホットロールの熱で加硫して硬化させた後ホットロール上から剥ぎ取ってジョイントシート１を形成する。そしてその際、主として補強繊維の配合を異ならせることで、上記表層１ａと裏層１ｂとそれらの間の中間層１ｃとの三層を形成する。なお、詳細は例えば先の論文「ノンアスベストガスケットの開発」を参照されたい。ちなみに、同論文中第１７９頁の中材におけるアラミド繊維とガラス繊維とＮＢＲとの配合例を示すＦＩＧ．５の、例えばポイント５の配合は、アラミド繊維概略２４重量％、ガラス繊維概略３３重量％、ＮＢＲ概略４３重量％である。
【００１３】
次いで、そのジョイントシート１の表層１ａの表面に、ポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」と呼ぶ。）を含む低摩擦化処理液を例えばロールコーターで、塗布量が３００ｍｇ／ｍ２　以上で１５００ｍｇ／ｍ２　以下となるように塗布し、その低摩擦化処理液を加熱して乾燥させることで、図１に示すように、表層１ａの表面上に厚さが３μｍ以上の低摩擦被膜３を形成する。
【００１４】
ここで、上記塗布するＰＴＦＥを含む低摩擦化処理液は、好ましくは、３０重量％以上で８５重量％以下のエマルジョンタイプのＰＴＦＥ（例えばダイキン工業株式会社の製品名Ｄ−１で固形分６０重量％）と、１５重量％以上で７０重量％以下のレゾールタイプのフェノール樹脂（例えば日本パーカライジング株式会社の製品名ＣＴ−Ｅ３００で固形分１０重量％）とを合計１００重量％になるように混合してなるものとする。
【００１５】
この実施形態のガスケット素材によれば、ジョイントシート１の片面にＰＴＦＥを含む低摩擦化処理液を塗布して形成した低摩擦被膜３が充分低い摩擦係数μの確保を可能にするので、ハウジングＨやカバーＣ等と、この実施形態のガスケット素材から形成したガスケットＧとの接合面間に相対変位が生じても、ガスケットＧの表面のフレッティング摩耗を防止してシール性を従来のジョイントシートを素材としたガスケットＧよりも大幅に高めることができる。
【００１６】
なお、低摩擦化処理液を、３０重量％以上で８５重量％以下のエマルジョンタイプのＰＴＦＥと、１５重量％以上で７０重量％以下のレゾールタイプのフェノール樹脂とを混合してなるものとした場合には、後述の如く、摺動サイクル数の増加に関わらず低い摩擦係数を維持することができるとともに、フェノール樹脂で結着されたＰＴＦＥで表面を覆ってジョイントシートの水分の吸収を防止してハウジングＨやカバーＣ等への腐食の発生を防止することができる。
【００１７】
さらにこの実施形態のガスケット素材によれば、低摩擦被膜３の膜厚を３μｍ以上としているので、例えその被膜３が少しずつ磨滅しても長期間に亘って低い摩擦係数を維持することができる。
【００１８】
【実施例】
上記実施形態において低摩擦化処理液のＰＴＦＥとフェノール樹脂との配合比を８５：１５および３０：７０とした実施例１および実施例２と、ＰＴＦＥ１００重量％とした低摩擦化処理液を塗布した実施例３と、それらの実施例と異なり低摩擦化処理液の塗布処理を行わなかった未処理材の比較例とにつき、直径３ｍｍのアルミニウム製測定ピンで面圧４．９ＭＰａを試料に加え２４ｍｍ／ｍｉｎの摺動速度で２５ｍｍ摺動させるという条件で摺動試験を行ったところ、図２に示すように、ＰＴＦＥの配合率の増加に伴って摩擦係数は低下するが、実施例３のようにバインダーであるフェノール樹脂の配合率が１５重量％よりも小さくなると、摺動サイクル数がある程度に至ったところから摩擦係数の急激な上昇を示した。
【００１９】
また、実機メンテナンス性（カバーＣの分離性）を示すカバー固着強度を、ＰＴＦＥとフェノール樹脂との配合比を２０：８０とした低摩擦化処理液を塗布した第４実施例を追加して、面圧９．８ＭＰａ、熱処理温度１００℃、熱処理時間６０分という条件で測定した結果、図３に示すように、上記四つの実施例は何れも非固着性を有していて手でカバーを容易に分離させることができたが、比較例はカバーを分離させるのに道具を使用する必要があった。
【００２０】
さらに、水分吸湿による重量増加率（％）を、上記四つの実施例と一つの比較例とについて、９５℃の蒸留水中に５時間浸漬するという条件で測定した結果、図４に示すように、上記四つの実施例のうち低摩擦化処理液にフェノール樹脂を配合した実施例１，２，４は、ガスケット表面がフェノール樹脂で結着されたＰＴＦＥで覆われて水分の吸収が抑制されているため、特に耐水性に優れていることが判明した。
【００２１】
以下の表１は、上記試験結果および測定結果を纏めて評価したものである。この表１から、低摩擦化処理を施していない比較例と比べてこの発明に基づく実施例１〜４は、摩擦係数が低く（実施例４についてはデータがないが図２からＰＴＦＥ量に基づいて推定される）、シール対象への非固着性を有していてメンテナンス性が良く、耐水性があって腐食を防止できるということが判り、特に、実施例１，２は全般に渡って高い性能を有しているということが判る。なお、表１中ＰＴＦＥおよびフェノール樹脂の数値は重量％を示し、記号◎は特に高い、○は高、△は中、×は低を示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、ジョイントシート１の両面に上記低摩擦被膜３を形成しても良く、またジョイントシート１自体の構成を変更しても良い。そしてこの発明のガスケット素材は、変速機のハウジングＨとカバーＣとの間に挿入されるガスケット以外のエンジン周辺部のガスケットにも用い得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のガスケット素材の一実施形態を示す断面図である。
【図２】この発明のガスケット素材の実施例と比較例とについての摺動試験結果を示す関係線図である。
【図３】この発明のガスケット素材の実施例と比較例とについてのカバー固着強度測定結果を示す説明図である。
【図４】この発明のガスケット素材の実施例と比較例とについての水分吸湿による重量増加率測定結果を示す説明図である。
【図５】変速機のハウジングとカバーとの間に挿入されるガスケットを示す断面図である。
【図６】ガスケット表面を低摩擦係数化した一例を示す断面図である。
【図７】ガスケット表面を低摩擦係数化した他の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　ジョイントシート
１ａ　表層
１ｂ　裏層
１ｃ　中間層
１ｄ　固体潤滑材
２　固体潤滑材による低摩擦被膜
３　ＰＴＦＥを含む低摩擦化処理液を塗布して形成した低摩擦被膜
Ｂ　ボルト
Ｃ　カバー
Ｇ　ガスケット
Ｈ　ハウジング
ＥＣ　電気的腐食箇所
Ｗ　フレッティング摩耗箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004035804.tif 000009
【図７】
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