材料の進歩によりシールがどのように改善され、ガスケットの耐用年数が延長されたのか

Jun 10, 2024

アーロン・ラーソン

おそらくほとんどの人はガスケットについてあまり考えたことがないでしょう。 それでも、彼らはガスケットによってもたらされる恩恵を毎日享受しています。 文字通り何千ものガスケットが取り付けられた発電所で生成された電気から、運転する車、飲み、入浴する流水に至るまで、ガスケットは現代生活のほぼすべての側面を支えています。

ガスケットという用語は、バルブやパイプ フランジなどの機械的ジョイントの 2 つの分離可能な部分の間にクランプされる材料または材料の組み合わせとして定義できます。 その機能は、ピース間にシールを作成し、そのシールを長期間維持することです。 率直に言って、ガスケットがなければ、ほとんどの機器は、少なくとも長期間は動作できませんでした。 液体または気体を含むすべてのシステムにはシールが必要であり、ガスケットは液体の侵入と汚染物質の侵入を防ぐために使用される主な製品の 1 つです。

John H. Bickford が編集し、CRC Press (Taylor & Francis Group の出版社) から 1998 年に出版された書籍『Gaskets and Gasketed Joints』の中で、Daniel E. Czernik はガスケットの簡単な歴史を説明しています。 彼は次のように書いています。「ガスケットは、産業革命の到来から蒸気機関の時代、そして内燃機関の進化の始まりまで利用されてきました。 内燃機関の出現以来、革、紙、金属、コルク、ゴム、スポンジ、プラスチックなど、非常に硬いものから非常に柔らかいものまで、考えられるほぼすべての材料がガスケットに使用されてきました（そして今も使用されています）。」

1800 年代半ば、加硫技術の開発により、ゴムが一般的なガスケット材料になりました。 1900 年代初頭までに (図 1)、アスベストは熱、摩耗、アルカリ、酸に対する耐性が高く、優れた柔軟性を備えていたため、あらゆる種類の製品でのアスベストの使用が急増し、ガスケットにも広がりました。長期持続するシーリングシステムにとって望ましい特性。

チェルニク氏はガスケットの歴史の中で興味深い逸話を語った。 彼は、ガスケット、特にエンジン ヘッド ガスケットの破損が、1920 年代と 1930 年代にレースカーがインディアナポリス 500 を完走できなかった原因であることが多かったと説明しました。 「数百マイル走ると、オイル漏れで路面が非常に滑りやすくなり、ドライバーは氷の上を走っているように感じた」と彼は書いている。

現在、エンジン ガスケットは非常に信頼性が高くなります。 多くの自動車所有者は、何十年も運転してきたにもかかわらず、ヘッドガスケットの故障を一度も経験したことがありません。 実際、セミトラクターの頑丈なディーゼル エンジンがヘッド ガスケットの交換が必要になるまでに 100 万マイル以上走行することは珍しくありません。 このような印象的な動作を基にすると、長年の研究開発がはるかに優れたガスケットに結実したことは明らかです。

チェルニク氏は、コルクがガスケットに使用された最初の素材の1つであると指摘しました。 長年にわたり、コルクはポリマーと組み合わされて、より良い密閉性を提供する複合材料が作られてきました。 ガスケットに使用されるもう 1 つの一般的な材料は紙です。 紙ガスケットに使用される繊維は一般にセルロースです。 時間が経つにつれ、メーカーは繊維にグリセリンと膠を染み込ませ、その混合物をホルムアルデヒドで処理し、オーブンで乾燥させることで紙ガスケットを改良しました。 「加工繊維」として知られるこの製品は、現在でも広く使用されています。

『Gaskets and Gasketed Joints』のもう 1 人の寄稿者である Jörg Latte 氏は、本の中で次のように書いています。「現代的な意味での産業用の平らなガスケットは、約 100 年前にオーストリアの技術者リチャード・クリンガーによって発明され、アスベストとゴムをベースにしていました。 その成功により、これらの最初の製品は多くの模倣者を惹きつけ、すぐにさまざまな品質の多くの素材が入手可能になりました。」

ラッテ氏は、利用可能なオプションが多数あるため混乱が生じ、一部の発明者は「あらゆる用途に適した万能ガスケット」を探すことになったと示唆した。 しかし、ラッテ氏は「そのようなガスケットは存在しないし、存在することもできない」と説明した。 むしろ、汎用ガスケットの開発という目標には、ガスケット材料の適用範囲を拡大することによってしか達成できないと彼は示唆しました。