DE3802090C2 - - Google Patents

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DE3802090C2 DE19883802090 DE3802090A DE3802090C2 DE 3802090 C2 DE3802090 C2 DE 3802090C2 DE 19883802090 DE19883802090 DE 19883802090 DE 3802090 A DE3802090 A DE 3802090A DE 3802090 C2 DE3802090 C2 DE 3802090C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines für die Herstellung von Flachdichtungen geeigneten Flachdichtungsmaterials, bestehend aus einer Metallplatte mit einer ein- oder beidseitigen Beschichtung aus elastomerem Material.The invention relates to a method for manufacturing one for the manufacture of flat gaskets suitable flat gasket material, consisting of a metal plate with one or both sides Coating made of elastomeric material.

In der Dichtungstechnik ist es bekannt, Metallbleche aus bevorzugt Stahl für die Herstellung von Flachdichtungen zu verwenden. So können beispielsweise Zylinderkopfdichtungen aus einem oder mehreren übereinanderliegenden Metallblechen bestehen und man spricht von Einlagendichtungen und Mehrlagendichtungen. Zur Herstellung werden die Dichtungsplatten aus Metallbändern ausgestanzt, und die Dichtungsplatten können zur Erhöhung der Dichtpressung bevorzugt am Brennraumöffnungsrand gesickt sein. Bei Mehrlagendichtungen werden die übereinanderliegenden Dichtungsplatten bevorzugt durch Einfassungen an den Öffnungsrändern zusammengehalten.In sealing technology it is known to use sheet metal from preferred steel for the production of To use flat gaskets. For example Cylinder head gaskets made up of one or more metal sheets lying one above the other and one speaks of insert seals and Multi-layer seals. To manufacture the Sealing plates punched out of metal strips, and the sealing plates can be used to increase the Sealing pressure preferred at the edge of the combustion chamber opening be beaded. With multi-layer seals, the overlying sealing plates preferably by Edges held together at the opening edges.

Vor allem zur Verbesserung der Mikro- und Makroabdichtung ist es beispielsweise aus der GB-PS 11 61 444 bekannt, die Dichtflächen der Metallbleche ein- oder beidseitig mit meist sehr dünnen Überzügen aus elastomerem Material zu versehen,wobei bei Mehrlagendichtungen häufig nur die äußeren Metallbleche beschichtet werden.Mainly to improve the micro and For example, it is from the macro seal GB-PS 11 61 444 known the sealing surfaces of the Metal sheets on one or both sides with mostly very  thin covers made of elastomeric material provided, with multilayer seals often only outer metal sheets are coated.

Der Auftrag des Überzug erfolgt in der Praxis entweder an der fertiggestellten Dichtung oder an den Metallplatten bevorzugt durch Aufspritzen und Aufwalzen und nachträgliches Trocknen und/oder Vulkanisieren. Solche Verfahrensschritte sind allerdings relativ aufwendig und kostspielig, so daß die Massenfertigung derartiger Dichtungen unwirtschaftlich wird. Beim Auftragen der Beschichtungen auf ungestanzte Dichtungsplatten müssen darüber hinaus die beschichteten Platten noch stanzbar und zur Sickenbildung verformbar sein, ohne daß die Beschichtungen sich von den Metallplatten lösen.In practice, the coating is applied either on the finished seal or on the Metal plates preferably by spraying and Rolling up and subsequent drying and / or Vulcanize. Such process steps are however, relatively complex and expensive, so that the mass production of such seals becomes uneconomical. When applying the Coatings on unpunched sealing plates must be in addition, the coated plates can still be punched and be deformable to form beads without the Coatings detach from the metal plates.

Als besonders wirtschaftliches Beschichtungsverfahren von Metallblechen ist beispielsweise nach der Literaturstelle in Bänder, Bleche, Rohre 6 (1987), Seiten 265 bis 267, das Coil-Coating-Verfahren bekannt, bei dem das Beschichtungsmaterial auf einer Metallbandstrecke zwischen dem sich von einer Rolle abwickelnden Metallband und dem sich auf eine zweite Rolle aufwickelnden Metallband kontinuierlich aufgetragen sowie bevorzugt thermisch getrocknet und/oder vernetzt wird. So werden vor allem zinkstaublackierte Bleche hergestellt, oder es werden auf diese Art Bleche mit Klebstoffen beschichtet, auf die dann Elastomere oder andere Weichstoffe, beispielsweise auch für die Herstellung von Zylinderkopfdichtungen, aufgeklebt und/oder aufvulkanisiert werden können.As a particularly economical coating process of sheet metal is, for example, according to the Literature in strips, sheets, tubes 6 (1987), Pages 265 to 267, the coil coating process known in which the coating material on a Metal belt section between which is from a roll unwinding metal tape and that on a second Roll of winding metal tape continuously applied and preferably thermally dried and / or is networked. So above all zinc dust-coated sheets are produced, or there are in this way sheets coated with adhesives on  then the elastomers or other soft materials, for example for the production of Cylinder head gaskets, glued and / or can be vulcanized.

Der Auftrag von Elastomeren im Coil-Coating Verfahren ist in der Praxis jedoch schwierig, da übliche Elastomermischungen, sei es in hochviskoser Form oder in der Form von niedrig viskosen Lösungen, relativ lange Trocknungs- und Vulkanisationszeiten besitzen, auch dann, wenn sie in geringen Schichtstärken von nur 0,005 bis 0,1 mm aufgetragen werden. Die relativ kurze Strecke von 100 bis 200 m, die das Metallband zwischen dem Abwickeln und Aufwickeln je nach Bandgeschwindigkeit in etwa 0,5 bis 2,5 Minuten durchläuft, reicht dann zum befriedigenden Ausvulkanisieren des Überzugs nicht mehr aus.The application of elastomers in the coil coating process is difficult in practice as usual Elastomer mixtures, whether in highly viscous form or in the form of low viscosity solutions, relatively have long drying and vulcanization times, even if they are in thin layers of only 0.005 to 0.1 mm can be applied. The relatively short Distance from 100 to 200 m that the metal strip between the unwinding and rewinding depending on Belt speed in about 0.5 to 2.5 minutes passes through, then suffices to the satisfactory Vulcanization of the coating no longer.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Flachdichtungsmaterials gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches zu schaffen, dessen Beschichtung aus elastomerem Material im Coil-Coating-Verfahren aufgetragen wird, wobei das beschichtete Flachdichtungsmaterial problemlos zu vor allem Zylinderkopfdichtungen von Verbrennungskraftmaschinen durch Stanzen und Verformungen verarbeitbar sein soll. Die hergestellte Dichtung soll darüber hinaus die erforderlichen Funktionseigenschaften besitzen. The present invention is therefore the object based on a method for producing a Flat gasket material according to the preamble of To create the main patent claim, its coating made of elastomeric material in the coil coating process is applied, the coated Flat gasket material without any problems above all Cylinder head gaskets for internal combustion engines should be processable by punching and deformation. The seal produced should also have the required functional properties.  

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Flachdichtungsmaterials gelöst, bei dem zur Beschichtung im Coil-Coating-Verfahren eine elastomere Lösung, enthaltendAccording to the invention, this object is achieved by a method solved for the production of a flat gasket material, for coating in the coil coating process containing an elastomeric solution

100 Gewichtsteile Nitrilbutadienkautschuk, hydrierten Nitrilbutadienkautschuk und/oder Fluorkautschuk,
1-10 Gewichtsteile eines organischen Peroxids mit einem Zersetzungspunkt oberhalb 150°C,
1-5 Gewichtsteile Triallylcyanurat und/oder Triallylisocyanurat als Vernetzungsaktivator,
10-150 Gewichtsteile micronisiertes Graphitpulver mit einer Teilchengröße von weniger als 0,010 mm,
bis zu 100 Gewichtsteile weißer pulvriger mineralischer Füllstoff,
bis zu 100 Gewichtsteile anorganischer Farbpigment,
bis zu 20 Gewichtsteile Vernetzungshilfsmittel aus Metalloxiden,
bis zu 30 Gewichtsteile Verarbeitungshilfsmittel aus der Gruppe der Gleitmittel, Weichmacher, Kupplungsmittel, Alterungsschutzmittel, Kunstharz und/oder Entlüftungsmittel sowie
300 bis 1200 Gewichtsteile eines die elastomeren Komponenten lösenden Lösungsmittels,100 parts by weight of nitrile butadiene rubber, hydrogenated nitrile butadiene rubber and / or fluorine rubber,
1-10 parts by weight of an organic peroxide with a decomposition point above 150 ° C,
1-5 parts by weight of triallyl cyanurate and / or triallyl isocyanurate as crosslinking activator,
10-150 parts by weight of micronized graphite powder with a particle size of less than 0.010 mm,
up to 100 parts by weight of white powdery mineral filler,
up to 100 parts by weight of inorganic color pigment,
up to 20 parts by weight of crosslinking agents made from metal oxides,
up to 30 parts by weight of processing aids from the group of lubricants, plasticizers, coupling agents, anti-aging agents, synthetic resin and / or deaerators and
300 to 1200 parts by weight of a solvent dissolving the elastomeric components,

auf das Metallblech aufgetragen und dort getrocknet und vulkanisiert wird.applied to the metal sheet and dried there and is vulcanized.

Der Überzug wird dabei bevorzugt in einer Dicke zwischen 0,005 und 0,100 mm aufgetragen, während die Dicke des Metallblechs aus bevorzugt Federstahl zwischen 0,1 und 0,5 mm liegt.The coating is preferably in a thickness between 0.005 and 0.100 mm, while the Thickness of the metal sheet, preferably spring steel is between 0.1 and 0.5 mm.

Es wurde gefunden, daß die mit dieser elastomeren Lösung im Coil-Coating-Verfahren beschichteten Metallbleche ein Flachdichtungsmaterial ergaben, das sich durch Stanzen und Verformungen zu Flachdichtungen mit den auch für Zylinderkopfdichtungen in Verbrennungskraftmaschinen geforderten hohen Funktionseigenschaften verarbeiten ließ, und zwar läßt sich die niedrig viskose Elastomerlösung in der gewünschten geringen Stärke im Coil-Coating-Verfahren auf das laufende Metallblech auftragen und dort bevorzugt thermisch bei Temperaturen von etwa 200 bis 350°C zu einem nichtklebenden, elastomeren Überzug während der zur Verfügung stehenden 0,5 bis 2,5 Minuten vulkanisieren. Durch die Verwendung eines oberhalb 150°C sich zersetzenden organischen Peroxids, wie Bis- (tertiärbutylperoxiisopropyl) -benzol als Vernetzer, werden erst bei den Vernetzungstemperaturen die zur schnellen Vulkanisation erforderlichen Radikale in ausreichender Menge gebildet, wobei Zusätze von Triallylcyanurat oder Triallylisocyanurat als Vernetzungshilfsmittel fungieren. Durch die Verwendung des in herkömmlichen Elastomermischungen an und für sich nicht üblichen Zusatzes an Graphit in micronisierter Form entsteht beim Vulkanisieren im Coil-Coating-Verfahren ein nichtklebender Überzug, der einmal bei der Verarbeitung ein klebefreies Aufwickeln der Metallbänder nach dem Beschichten ermöglicht und zum anderen Dichtungen liefert, die auch unter den extremen Betriebsbedingungen einer Zylinderkopfdichtung nicht kleben und sogar der Dichtung Gleiteigenschaften verleihen. Die die Wärme gut leitenden Graphitbestandteile sorgen dabei auch für die Ableitung der Wärme unter Betriebsbedingungen und verhindern die Überhitzung des Überzugsmaterials. Die weiteren Zusatzstoffe sind in der Elastomertechnik an und für sich üblich, und sie unterstützen das Vulkanisationsverhalten der Elastomeren und verbessern die Funktionseigenschaften der Überzüge.It has been found that with this elastomer Coil the solution using the coil coating process Metal sheets revealed a flat gasket material that through stamping and deformation to form flat seals with the also for cylinder head gaskets in Internal combustion engines demand high Functional properties let process, and lets the low-viscosity elastomer solution in the desired low thickness in the coil coating process apply to the running metal sheet and there preferably thermally at temperatures from about 200 to 350 ° C to a non-sticky, elastomeric coating during the available 0.5 to Vulcanize for 2.5 minutes. By using a decomposing organic peroxide above 150 ° C, such as bis (tertiary butyl peroxyisopropyl) benzene as  Crosslinkers only become at the crosslinking temperatures those necessary for rapid vulcanization Radicals are formed in sufficient quantities, whereby Additions of triallyl cyanurate or triallyl isocyanurate act as a networking aid. Through the Use of the in conventional elastomer mixtures and for itself unusual addition of graphite in Micronized form is created during vulcanization in the Coil coating process is a non-stick coating that once during processing an adhesive-free winding the metal strips after coating and on the other hand supplies seals that are also among the extreme operating conditions Do not stick cylinder head gasket and even that Giving sliding properties to the seal. That the warmth well conductive graphite components also ensure for dissipating heat under operating conditions and prevent the coating material from overheating. The other additives are in elastomer technology in and of itself, and they support that Vulcanization behavior of the elastomers and improve the functional properties of the coatings.

So verbessern die weißen mineralischen Füllstoffe aus bevorzugt Siliciumoxid, Silicaten oder Kaolinen die funktionstechnisch wichtige Festigkeit der Überzüge, durch Farbpigmente, wie Ruße, Eisenoxide oder geeignete Metallsalze, wird die gewünschte Farbe des Überzugs erhalten, und die metalloxidischen Vernetzungshilfsmittel, wie Zinkoxid, Magnesiumoxid oder Bleioxid, verbessern das Vulkanisationsverhalten der Elastomere. Durch die Gleitmittel aus vor allem Wachsen und Stearaten wird die Verarbeitbarkeit der Elastomeren verbessert und durch die Weichmacher aus, in diesem Fall bevorzugt Dioctylsebacat oder Trioctyltrimellithat, erhalten die Überzüge die im Betriebstemperaturbereich gewünschte Geschmeidigkeit. Wesentlich vor allem ist die Zugabe der Kupplungsmittel aus bevorzugt Titanaten, Zirkonaten und Silanen und die Zugabe der Kunstharze aus insbesondere Phenolharzen, da sie die funktionsmäßig wichtige Festigkeit der Überzüge und ihre Haftung auf dem Metallblech steigern.This is how the white mineral fillers improve preferably silicon oxide, silicates or kaolines functionally important strength of the coatings, by color pigments, such as carbon blacks, iron oxides or suitable metal salts, the desired color of the Get coating, and the metal oxide  Crosslinking aids, such as zinc oxide, magnesium oxide or lead oxide, improve the vulcanization behavior of elastomers. Because of the lubricants from above all Waxing and stearates will make the processability of the Improved elastomers and made by the plasticizers, in this case preferred dioctyl sebacate or Trioctyltrimellithat, the coatings get the in Operating temperature range desired smoothness. The addition of the Coupling agent preferably made of titanates, zirconates and silanes and the addition of synthetic resins especially phenolic resins as they are functional important strength of the coatings and their liability increase the metal sheet.

Die verwendeten Elastomeren bestehen aus Nitrilbutadienkautschuk, hydriertem Nitrilbutadienkautschuk und Fluorkautschuk. Sie lassen sich gut vulkanisieren und besitzen zugleich vor allem die für die Dichtungen im Motorenbau erforderlichen Beständigkeitseigenschaften. Die zur Lösung der Elastomeren erforderlichen Lösungsmittel müssen entsprechend auf das eingesetzte Elastomer abgestellt sein und bestehen bevorzugt aus Methylethylketon, Methylisobuthylketon oder n- Butylacetat. Falls erforderlich, kann auf das zu beschichtende Blech vor dem Beschichten ein Haftmittel aufgetragen werden.The elastomers used consist of Nitrile butadiene rubber, hydrogenated Nitrile butadiene rubber and fluorine rubber. You leave vulcanize well and above all possess those required for the seals in engine construction Resistance properties. The solution to the Elastomers required solvents adjusted accordingly to the elastomer used be and preferably consist of methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone or n-butyl acetate. If required, can be on the sheet to be coated an adhesive is applied to the coating.

Durch die Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines elastomerbeschichteten Flachdichtungsmaterials nach einem wirtschaftlichen Verfahren geschaffen worden. Das erfindungsgemäß hergestellte Flachdichtungsmaterial kann problemlos in der Massenfertigung durch Stanzen und Verformungen zu vor allem Zylinderkopfdichtungen von Verbrennungskraftmaschinen verarbeitet werden. Die Überzüge besitzen die für derartige Dichtungen erforderlichen Funktionseigenschaften, vor allem in bezug auf ihr Verformungsverhalten, auf ihre Haftung am Metallblech, auf ihre Beständigkeitswerte gegenüber den Abdichtmedien, auf ihr Antiklebverhalten und ihre Festigkeitswerte. Das erfindungsgemäß hergestellte Flachdichtungsmaterial kann dabei ein- oder beidseitig beschichtet werden, und es kann zu Ein- oder Mehrlagendichtungen verarbeitet werden. Bevorzugt werden mit dem erfindungsgemäß hergestellten Flachdichtungsmaterial Dichtungen für Verbrennungskraftmaschinen hergestellt, im Prinzip ist es jedoch auch möglich, das hergestellte Flachdichtungsmaterial für die Herstellung von Dichtungen für andere Einsatzfälle zu verwenden. Darüber hinaus kann die verwendete Elastomerlösung statt im Coil-Coating-Verfahren auch in anderen Verfahren, wie beispielsweise im Walz-, Spritz- oder Vorhanggießverfahren verarbeitet werden, und ihre Vulkanisation kann nicht nur thermisch, sondern auch durch energiereiche Strahlung erfolgen.The invention thus provides a method for  Manufacture of an elastomer coated Flat gasket material after an economical Procedures have been created. The invention Manufactured flat gasket material can easily in mass production through stamping and deformation especially cylinder head gaskets from Internal combustion engines are processed. The Coatings have those for such seals required functional properties, especially in in relation to their deformation behavior, their liability on the metal sheet, on their resistance values the sealing media, their anti-stick behavior and their Strength values. The manufactured according to the invention Flat gasket material can be on one or both sides be coated, and it can become one or Multi-layer seals are processed. Prefers are made with the invention Flat gasket material Seals for Internal combustion engines are made, in principle however, it is also possible to manufacture the Flat gasket material for the manufacture of Use seals for other applications. In addition, the elastomer solution used instead of using the coil coating process also in others Processes such as rolling, spraying or Curtain casting processes are processed, and their Vulcanization can not only be thermal, but also done by high-energy radiation.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines für die Herstellung von Flachdichtungen geeigneten Flachdichtungsmaterials, bestehend aus einer Metallplatte mit einer ein- oder beidseitigen Beschichtung aus elastomerem Material, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschichtung im Coil-Coating-Verfahren eine elastomere Lösung, enthaltend
100 Gewichtsteile Nitrilbutadienkautschuk, hydrierten Nitrilbutadienkautschuk und/oder Fluorkautschuk,
1-10 Gewichtsteile eines organischen Peroxids mit einem Zersetzungspunkt oberhalb 150°C,
1-5 Gewichtsteile Triallylcyanurat und/oder Triallylisocyanurat als Vernetzungsaktivator,
10-150 Gewichtsteile micronisiertes Graphitpulver mit einer Teilchengröße von weniger als 0,010 mm,
bis zu 100 Gewichtsteile weißer pulvriger mineralischer Füllstoffe,
bis zu 100 Gewichtsteile anorganischer Farbpigmente,
bis zu 20 Gewichtsteile Vernetzungshilfsmittel aus Metalloxiden,
bis zu 30 Gewichtsteile Verarbeitungshilfsmittel aus der Gruppe der Gleitmittel, Weichmacher,
Kupplungsmittel, Alterungsschutzmittel, Kunstharze und/oder Entlüftungsmittel sowie
300 bis 1200 Gewichtsteile eines die elastomeren Komponenten lösenden Lösungsmittels,
auf das Metallblech aufgetragen und dort getrocknet und vernetzt wird.1. A method for producing a flat gasket material suitable for the manufacture of flat gaskets, consisting of a metal plate with a one- or both-sided coating of elastomeric material, characterized in that an elastomeric solution containing for coating in the coil coating process
100 parts by weight of nitrile butadiene rubber, hydrogenated nitrile butadiene rubber and / or fluorine rubber,
1-10 parts by weight of an organic peroxide with a decomposition point above 150 ° C,
1-5 parts by weight of triallyl cyanurate and / or triallyl isocyanurate as crosslinking activator,
10-150 parts by weight of micronized graphite powder with a particle size of less than 0.010 mm,
up to 100 parts by weight of white powdery mineral fillers,
up to 100 parts by weight of inorganic color pigments,
up to 20 parts by weight of crosslinking agents made from metal oxides,
up to 30 parts by weight of processing aids from the group of lubricants, plasticizers,
Coupling agents, anti-aging agents, synthetic resins and / or venting agents as well
300 to 1200 parts by weight of a solvent dissolving the elastomeric components,
applied to the metal sheet and dried and crosslinked there. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung zwischen 0,005 und 0,100 mm liegt.2. The method according to claim 1, characterized characterized in that the thickness of the coating is between 0.005 and 0.100 mm. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte aus Federstahl besteht und eine Dicke zwischen 0,1 und 0,5 mm besitzt.3. The method according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the metal plate There is spring steel and a thickness between 0.1 and 0.5 mm. 4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftrag des elastomeren Überzugs auf die Metallblechplatte ein Haftmittel aufgetragen wird.4. The method according to at least one of the claims 1 to 3, characterized in that before Application of the elastomeric coating on the Metal adhesive plate applied an adhesive becomes. 5. Verwendung des nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellten Flachdichtungsmaterials für die Herstellung von einlagigen oder mehrlagigen und/oder durch Sickungen verformten Flachdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen.5. Use of the at least one of the Claims 1 to 4 produced  Flat gasket material for the manufacture of single-layer or multi-layer and / or by Deformed flat seals for Internal combustion engines.
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