JP2003028307A - メタルガスケット素材板およびその製造方法 - Google Patents
メタルガスケット素材板およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フレッティングおよび不凍液による金属板に
対するプライマー層及び接着層を介したゴム層の接着性
を向上させ得てゴム層が金属板から剥がれにくく、か
つ、環境や人体に配慮された脱クロム処理材を提供する
ことにある。 【解決手段】 ステンレス鋼板２上に接着層４を介して
ゴム層５が設けられた積層状のメタルガスケット素材板
１において、ステンレス鋼板２の表面にシリカ−アルミ
ナ縮合体のプライマー層３が形成されていることを特徴
とする。
対するプライマー層及び接着層を介したゴム層の接着性
を向上させ得てゴム層が金属板から剥がれにくく、か
つ、環境や人体に配慮された脱クロム処理材を提供する
ことにある。 【解決手段】 ステンレス鋼板２上に接着層４を介して
ゴム層５が設けられた積層状のメタルガスケット素材板
１において、ステンレス鋼板２の表面にシリカ−アルミ
ナ縮合体のプライマー層３が形成されていることを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メタルガスケット
素材板、特には、金属板上にゴム層を設けた積層状のメ
タルガスケット素材板および、その製造方法に関するも
のである。
素材板、特には、金属板上にゴム層を設けた積層状のメ
タルガスケット素材板および、その製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両などに搭載されるエンジンの
周辺用のガスケット素材板としては、アスベストをニト
リルゴム、フェノール樹脂等で固めて積層状にした素材
板が用いられていたが、昨今のアスベストの規制から、
例えば、特開平２−３８７６０号公報にて開示されたラ
バーコートメタルのように、アスベストを使用せずに、
金属板に接着剤層を介してゴム層を設けた積層状のメタ
ルガスケット素材板が用いられるようになっていた。
周辺用のガスケット素材板としては、アスベストをニト
リルゴム、フェノール樹脂等で固めて積層状にした素材
板が用いられていたが、昨今のアスベストの規制から、
例えば、特開平２−３８７６０号公報にて開示されたラ
バーコートメタルのように、アスベストを使用せずに、
金属板に接着剤層を介してゴム層を設けた積層状のメタ
ルガスケット素材板が用いられるようになっていた。
【０００３】ところで、例えばエンジンのガスケット挿
入部のようにエンジンの運転と停止とが繰り返されため
に温度変化が大きくなる部分にガスケットを用いた場
合、その温度変化に起因してエンジンとガスケットとの
接合面間のフレッティングを生じる。この一方、特に、
接着剤を塗布した金属板にさらにフッ素ゴムやアクリロ
ニトリルゴムなどをコーティングしてゴム層を形成した
ガスケットは、ガスケットの表面がゴム層のために摩擦
抵抗が大きくて滑りにくい。
入部のようにエンジンの運転と停止とが繰り返されため
に温度変化が大きくなる部分にガスケットを用いた場
合、その温度変化に起因してエンジンとガスケットとの
接合面間のフレッティングを生じる。この一方、特に、
接着剤を塗布した金属板にさらにフッ素ゴムやアクリロ
ニトリルゴムなどをコーティングしてゴム層を形成した
ガスケットは、ガスケットの表面がゴム層のために摩擦
抵抗が大きくて滑りにくい。
【０００４】それゆえ、表面がゴム層のガスケットをエ
ンジンに用いると、上記フレッティングによって大きな
剪断応力を生じ、ひいては金属板と接着層との間で剥離
現象が発生し、この結果として、金属板からゴム層が剥
がれてしまうという問題があった。また、ガスケットの
シール対象の一つである冷却水（電解質成分を含む不凍
液）が金属板表面に浸透し、そこにアルカリ性物質が形
成されることによっても、金属板と接着層との間で剥離
現象が発生し、この結果として、金属板からゴム層が剥
がれてしまうという問題があった。
ンジンに用いると、上記フレッティングによって大きな
剪断応力を生じ、ひいては金属板と接着層との間で剥離
現象が発生し、この結果として、金属板からゴム層が剥
がれてしまうという問題があった。また、ガスケットの
シール対象の一つである冷却水（電解質成分を含む不凍
液）が金属板表面に浸透し、そこにアルカリ性物質が形
成されることによっても、金属板と接着層との間で剥離
現象が発生し、この結果として、金属板からゴム層が剥
がれてしまうという問題があった。
【０００５】そこで、上述の剥離現象を解決するため
に、従来は、アルミニウム板、鉄板、亜鉛メッキ鋼板等
の金属板の表面に、クロム化合物、リン酸、およびシリ
カを含有する水溶液（例えば、日本ペイント株式会社製
の商品名サーフコートＮＲＣ３００ＴＨ、日本パーカラ
イジング株式会社製の商品名ジンクロムＲ１４１５など
の市販品の塗布型クロメート処理剤）を、含浸法やロー
ルコート法などで塗布し乾燥させることで、複合被膜を
形成せしめてその目的を達成していた。
に、従来は、アルミニウム板、鉄板、亜鉛メッキ鋼板等
の金属板の表面に、クロム化合物、リン酸、およびシリ
カを含有する水溶液（例えば、日本ペイント株式会社製
の商品名サーフコートＮＲＣ３００ＴＨ、日本パーカラ
イジング株式会社製の商品名ジンクロムＲ１４１５など
の市販品の塗布型クロメート処理剤）を、含浸法やロー
ルコート法などで塗布し乾燥させることで、複合被膜を
形成せしめてその目的を達成していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
環境問題の深刻化により、ガスケットの表面処理におい
ても環境への負荷をできるだけ小さくすることが求めら
れている。特に、クロム酸化物を用いたクロメート処理
には、産業廃棄物の排出や六価クロムによる環境への悪
影響、あるいは、人体への毒性といった問題点がある。
このため、環境や人体に優しいゴム塗布前処理技術の開
発は必要不可欠である。
環境問題の深刻化により、ガスケットの表面処理におい
ても環境への負荷をできるだけ小さくすることが求めら
れている。特に、クロム酸化物を用いたクロメート処理
には、産業廃棄物の排出や六価クロムによる環境への悪
影響、あるいは、人体への毒性といった問題点がある。
このため、環境や人体に優しいゴム塗布前処理技術の開
発は必要不可欠である。
【０００７】そこで、本発明の課題は、フレッティング
および不凍液による、金属板とプライマー層及び接着層
を介したゴム層との間での耐剥離性を向上させ得てゴム
層が金属板から剥がれにくく、かつ、環境や人体に配慮
された脱クロム処理材を提供することにある。
および不凍液による、金属板とプライマー層及び接着層
を介したゴム層との間での耐剥離性を向上させ得てゴム
層が金属板から剥がれにくく、かつ、環境や人体に配慮
された脱クロム処理材を提供することにある。
【０００８】
【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することを目的とする
ものであり、請求項１に記載の発明のメタルガスケット
素材板は、金属板上に接着層を介してゴム層が設けられ
た積層状のメタルガスケット素材板において、前記金属
板の表面と前記接着層との間にシリカ−アルミナ縮合体
のプライマー層が形成されていることを特徴とする。
の発明は、上記課題を有利に解決することを目的とする
ものであり、請求項１に記載の発明のメタルガスケット
素材板は、金属板上に接着層を介してゴム層が設けられ
た積層状のメタルガスケット素材板において、前記金属
板の表面と前記接着層との間にシリカ−アルミナ縮合体
のプライマー層が形成されていることを特徴とする。
【０００９】この発明のメタルガスケット素材板にあっ
ては、金属板の表面に縮合反応によって該表面と化学結
合したシリカ−アルミナ縮合体のプライマー層が形成さ
れる一方、そのプライマー層のシリカ−アルミナ縮合体
と接着層とが化学結合するとともにシリカ−アルミナ縮
合体のアルミナの突出によってそのアルミナがプライマ
ー層と接着層との間のアンカーの働きをするので、ゴム
層がプライマー層及び接着層を介して金属板に強固に固
着される。
ては、金属板の表面に縮合反応によって該表面と化学結
合したシリカ−アルミナ縮合体のプライマー層が形成さ
れる一方、そのプライマー層のシリカ−アルミナ縮合体
と接着層とが化学結合するとともにシリカ−アルミナ縮
合体のアルミナの突出によってそのアルミナがプライマ
ー層と接着層との間のアンカーの働きをするので、ゴム
層がプライマー層及び接着層を介して金属板に強固に固
着される。
【００１０】従って、この発明のメタルガスケット素材
板によれば、金属板とプライマー層と接着層とが各々化
学的に結合しているから、従来のクロメート処理剤より
もさらに接着強度を向上させ得て、金属板とプライマー
層及び接着層を介したゴム層との間での耐剥離性を向上
させることができ、これによって、金属板からゴム層が
剥がれてしまうのを確実に防止することができる。
板によれば、金属板とプライマー層と接着層とが各々化
学的に結合しているから、従来のクロメート処理剤より
もさらに接着強度を向上させ得て、金属板とプライマー
層及び接着層を介したゴム層との間での耐剥離性を向上
させることができ、これによって、金属板からゴム層が
剥がれてしまうのを確実に防止することができる。
【００１１】しかも、この発明のメタルガスケット素材
板によれば、ガスケットの表面処理に際して、クロム酸
化物を使用していないから、先に述べたような、クロム
酸化物を使用した場合の環境への悪影響や人体への毒性
という問題がなく、環境や人体に優しいメタルガスケッ
ト素材板を提供することができる。
板によれば、ガスケットの表面処理に際して、クロム酸
化物を使用していないから、先に述べたような、クロム
酸化物を使用した場合の環境への悪影響や人体への毒性
という問題がなく、環境や人体に優しいメタルガスケッ
ト素材板を提供することができる。
【００１２】また、請求項２に記載の発明のメタルガス
ケット素材板の製造方法は、請求項１記載のメタルガス
ケット素材板の前記プライマー層を形成するに際し、シ
ランカップリング剤に水酸化アルミニウムを、シランカ
ップリング剤の固形分５重量％に対し水酸化アルミニウ
ム０．５〜１５重量％の割合で混合したものを前記金属
板の表面に塗布し、加熱することを特徴とする。
ケット素材板の製造方法は、請求項１記載のメタルガス
ケット素材板の前記プライマー層を形成するに際し、シ
ランカップリング剤に水酸化アルミニウムを、シランカ
ップリング剤の固形分５重量％に対し水酸化アルミニウ
ム０．５〜１５重量％の割合で混合したものを前記金属
板の表面に塗布し、加熱することを特徴とする。
【００１３】この発明のメタルガスケット素材板の製造
方法にあっては、例えばアミノシラン系やエポキシシラ
ン系等のシランカップリング剤（例えば、信越化学工業
株式会社製 商品名 KBM602やKBM403，日本ユニカー株式
会社製 商品名NUCシリコーンプライマーAZP−6633等）
に例えば水酸化アルミニウム微粉末（例えば、昭和電工
株式会社製 商品名ハイジライト H−42M等）を、シラン
カップリング剤の固形分５重量％に対し水酸化アルミニ
ウムを０．５〜１５重量％の割合で添加し、均一になる
まで攪拌して分散させ、それを、例えばクロムを含む合
金で形成された金属板（例えばSUS301S等のステンレス
鋼板）の表面に例えば直接ロールコーターで塗布して、
例えば２５０〜３００℃で数分間加熱すると脱水縮合反
応が起こり、水酸化アルミニウムの水酸基とシランカッ
プリング剤の水素とが化学結合するとともにそこから水
が除去されて酸化アルミニウム（アルミナ）が生成さ
れ、その酸化アルミニウムがプライマー層から突出して
プライマー層と接着層との間のアンカーとして働く一
方、金属板とシランカップリング剤との間でも水が除去
されて金属板内のクロムと上記酸化アルミニウムとがシ
ランカップリング剤のシリカに含まれる珪素を介して化
学結合し、これにより、金属板の表面に、その金属板と
化学結合したシリカ−アルミナ縮合体のプライマー層が
形成される。
方法にあっては、例えばアミノシラン系やエポキシシラ
ン系等のシランカップリング剤（例えば、信越化学工業
株式会社製 商品名 KBM602やKBM403，日本ユニカー株式
会社製 商品名NUCシリコーンプライマーAZP−6633等）
に例えば水酸化アルミニウム微粉末（例えば、昭和電工
株式会社製 商品名ハイジライト H−42M等）を、シラン
カップリング剤の固形分５重量％に対し水酸化アルミニ
ウムを０．５〜１５重量％の割合で添加し、均一になる
まで攪拌して分散させ、それを、例えばクロムを含む合
金で形成された金属板（例えばSUS301S等のステンレス
鋼板）の表面に例えば直接ロールコーターで塗布して、
例えば２５０〜３００℃で数分間加熱すると脱水縮合反
応が起こり、水酸化アルミニウムの水酸基とシランカッ
プリング剤の水素とが化学結合するとともにそこから水
が除去されて酸化アルミニウム（アルミナ）が生成さ
れ、その酸化アルミニウムがプライマー層から突出して
プライマー層と接着層との間のアンカーとして働く一
方、金属板とシランカップリング剤との間でも水が除去
されて金属板内のクロムと上記酸化アルミニウムとがシ
ランカップリング剤のシリカに含まれる珪素を介して化
学結合し、これにより、金属板の表面に、その金属板と
化学結合したシリカ−アルミナ縮合体のプライマー層が
形成される。
【００１４】更に、そのプライマー層の上に、例えばフ
ェノール系またはエポキシ系の接着剤を例えばロールコ
ーターで塗布して例えば２５０〜３００℃で０．５〜５
分間加熱処理することで、金属板に化学結合しているプ
ライマー層とそこに塗布した接着剤とが化学結合してプ
ライマー層上に接着層が形成される。そしてその接着層
の上に、例えばアクリロニトリルゴム（NBR）系合成ゴ
ム等のゴム層が設けられる。
ェノール系またはエポキシ系の接着剤を例えばロールコ
ーターで塗布して例えば２５０〜３００℃で０．５〜５
分間加熱処理することで、金属板に化学結合しているプ
ライマー層とそこに塗布した接着剤とが化学結合してプ
ライマー層上に接着層が形成される。そしてその接着層
の上に、例えばアクリロニトリルゴム（NBR）系合成ゴ
ム等のゴム層が設けられる。
【００１５】従って、この発明のメタルガスケット素材
板の製造方法によれば、金属板とプライマー層と接着層
とを互いに化学的に結合させるから、従来のクロメート
処理剤よりもさらに接着強度を向上させ得て、金属板と
プライマー層及び接着層を介したゴム層との間での耐剥
離性を向上させることができ、これによって、金属板か
らゴム層が剥がれてしまうのを確実に防止することがで
きる。
板の製造方法によれば、金属板とプライマー層と接着層
とを互いに化学的に結合させるから、従来のクロメート
処理剤よりもさらに接着強度を向上させ得て、金属板と
プライマー層及び接着層を介したゴム層との間での耐剥
離性を向上させることができ、これによって、金属板か
らゴム層が剥がれてしまうのを確実に防止することがで
きる。
【００１６】しかも、この発明のメタルガスケット素材
板の製造方法によれば、ガスケットの表面処理に際し
て、クロム酸化物を使用しないから、先に述べたよう
な、クロム酸化物を使用した場合の環境への悪影響や人
体への毒性という問題がなく環境や人体に優しいメタル
ガスケット素材板の製造方法を提供することができる。
板の製造方法によれば、ガスケットの表面処理に際し
て、クロム酸化物を使用しないから、先に述べたよう
な、クロム酸化物を使用した場合の環境への悪影響や人
体への毒性という問題がなく環境や人体に優しいメタル
ガスケット素材板の製造方法を提供することができる。
【００１７】なお、この発明のメタルガスケット素材板
の製造方法は、請求項３に記載のように前記水酸化アル
ミニウムの粒子径が０．５〜５μmの範囲内にあっても
良く、このようにすれば、プライマー層中のシリカ−ア
ルミナ縮合体のアルミナの微粉末による接着層とプライ
マー層との間のアンカー性を高く維持できるとともに、
平滑なプライマー層を形成することができる。
の製造方法は、請求項３に記載のように前記水酸化アル
ミニウムの粒子径が０．５〜５μmの範囲内にあっても
良く、このようにすれば、プライマー層中のシリカ−ア
ルミナ縮合体のアルミナの微粉末による接着層とプライ
マー層との間のアンカー性を高く維持できるとともに、
平滑なプライマー層を形成することができる。
【００１８】ここで、水酸化アルミニウムの粒子径を
０．５〜５μmの範囲内にしているのは、水酸化アルミ
ニウムの粒子径が０．５μmより小さいと、脱水縮合反
応により形成されるシリカ−アルミナ縮合体中のアルミ
ナの粒子が小さすぎてプライマー層と接着剤層との間の
アンカー性が低下してしまう一方、水酸化アルミニウム
の粒子径が５μmより大きいと、プライマー層表面にそ
のプライマー層内の粒子が出てしまい、プライマー層が
平滑にならないからである。
０．５〜５μmの範囲内にしているのは、水酸化アルミ
ニウムの粒子径が０．５μmより小さいと、脱水縮合反
応により形成されるシリカ−アルミナ縮合体中のアルミ
ナの粒子が小さすぎてプライマー層と接着剤層との間の
アンカー性が低下してしまう一方、水酸化アルミニウム
の粒子径が５μmより大きいと、プライマー層表面にそ
のプライマー層内の粒子が出てしまい、プライマー層が
平滑にならないからである。
【００１９】
【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
の発明のメタルガスケット素材板の製造方法により製造
されるメタルガスケット素材板の一実施形態を示す断面
図であり、図中符号１はメタルガスケット素材板、２は
金属板、３はプライマー層、４は接着層、５はゴム層を
示す。
き、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、こ
の発明のメタルガスケット素材板の製造方法により製造
されるメタルガスケット素材板の一実施形態を示す断面
図であり、図中符号１はメタルガスケット素材板、２は
金属板、３はプライマー層、４は接着層、５はゴム層を
示す。
【００２０】この実施形態のメタルガスケット素材板の
製造方法では、固形分５重量％を含むアミノシラン系や
エポキシシラン系等のシランカップリング剤（例えば、
信越化学工業株式会社製 商品名 KBM602やKBM403，日本
ユニカー株式会社製 商品名NUCシリコーンプライマーAZ
P−6633等）に水酸化アルミニウムの微粉末（例えば、
昭和電工株式会社製 商品名ハイジライト H−42M）０．
５〜１５重量％を添加し、均一になるまで攪拌して分散
してそれを、クロムを含む合金で形成された金属板（例
えばSUS301S等のステンレス鋼板）の表面に直接ロール
コーターで塗布して、２５０〜３００℃で数分間加熱す
る。これにより脱水縮合反応が起こり、水酸化アルミニ
ウムの水酸基とシランカップリング剤の水素とが化学結
合するとともにそこから水が除去されて酸化アルミニウ
ム（アルミナ）が生成され、その酸化アルミニウムがプ
ライマー層３から突出してプライマー層とそのプライマ
ー層３の上に形成される接着層４との間のアンカーとし
て働く一方、金属板２とシランカップリング剤との間で
も水が除去されて金属板２内のクロムと上記酸化アルミ
ニウムとがシランカップリング剤のシリカに含まれる珪
素を介して化学結合して、金属板２の表面に、その金属
板２と化学結合したシリカ−アルミナ縮合体のプライマ
ー層３が形成される。
製造方法では、固形分５重量％を含むアミノシラン系や
エポキシシラン系等のシランカップリング剤（例えば、
信越化学工業株式会社製 商品名 KBM602やKBM403，日本
ユニカー株式会社製 商品名NUCシリコーンプライマーAZ
P−6633等）に水酸化アルミニウムの微粉末（例えば、
昭和電工株式会社製 商品名ハイジライト H−42M）０．
５〜１５重量％を添加し、均一になるまで攪拌して分散
してそれを、クロムを含む合金で形成された金属板（例
えばSUS301S等のステンレス鋼板）の表面に直接ロール
コーターで塗布して、２５０〜３００℃で数分間加熱す
る。これにより脱水縮合反応が起こり、水酸化アルミニ
ウムの水酸基とシランカップリング剤の水素とが化学結
合するとともにそこから水が除去されて酸化アルミニウ
ム（アルミナ）が生成され、その酸化アルミニウムがプ
ライマー層３から突出してプライマー層とそのプライマ
ー層３の上に形成される接着層４との間のアンカーとし
て働く一方、金属板２とシランカップリング剤との間で
も水が除去されて金属板２内のクロムと上記酸化アルミ
ニウムとがシランカップリング剤のシリカに含まれる珪
素を介して化学結合して、金属板２の表面に、その金属
板２と化学結合したシリカ−アルミナ縮合体のプライマ
ー層３が形成される。
【００２１】更にここでは、そのプライマー層３の上
に、フェノール系またはエポキシ系の接着剤をロールコ
ーターで塗布して２５０〜３００℃で０．５〜５分間加
熱処理する。これにより、金属板２に化学結合している
プライマー層３とそこに塗布した接着剤とが化学結合し
てプライマー層３上に接着層４が形成される。そしてこ
こでは、その接着層４の上に、アクリロニトリルゴム
（NBR）系合成ゴム等のゴム層５を設ける。
に、フェノール系またはエポキシ系の接着剤をロールコ
ーターで塗布して２５０〜３００℃で０．５〜５分間加
熱処理する。これにより、金属板２に化学結合している
プライマー層３とそこに塗布した接着剤とが化学結合し
てプライマー層３上に接着層４が形成される。そしてこ
こでは、その接着層４の上に、アクリロニトリルゴム
（NBR）系合成ゴム等のゴム層５を設ける。
【００２２】従って、この実施形態のメタルガスケット
素材板の製造方法によれば、金属板２とプライマー層３
と接着層４とを互いに化学的に結合させるから、従来の
クロメート処理剤よりもさらに接着強度を向上させ得
て、金属板２とプライマー層３及び接着層４を介したゴ
ム層５との間での耐剥離性を向上させることができ、こ
れによって、金属板２からゴム層５が剥がれてしまうの
を確実に防止することができる。
素材板の製造方法によれば、金属板２とプライマー層３
と接着層４とを互いに化学的に結合させるから、従来の
クロメート処理剤よりもさらに接着強度を向上させ得
て、金属板２とプライマー層３及び接着層４を介したゴ
ム層５との間での耐剥離性を向上させることができ、こ
れによって、金属板２からゴム層５が剥がれてしまうの
を確実に防止することができる。
【００２３】ところで、シランカップリング剤に添加す
る水酸化アルミニウムの添加量の影響を明らかにするた
めに、固形分５重量％を含むシランカップリング剤に水
酸化アルミニウム（商品名 ハイジライト）を０重量％
〜２０重量％の範囲で添加した場合のメタルガスケット
素材板（図中、水酸化アルミニウム（商品名 ハイジラ
イト）配合材）について、一般的なクロム酸化物化成処
理剤をプライマー層に用いた従来品（図中、クロム酸化
物化成処理材）と比較した結果を図５に示す。ここで
は、図５(a)に水酸化アルミニウムの添加量(重量％)と
接着強度(MPa)との関係を、また、図５(b)に水酸化アル
ミニウムの添加量(重量％)とプライマー層（プライマー
層を介したゴム層）が剥離するまでの摺動回転数(MPa)
との関係をそれぞれ示している。なお、金属板にはステ
ンレス鋼板を使用している。
る水酸化アルミニウムの添加量の影響を明らかにするた
めに、固形分５重量％を含むシランカップリング剤に水
酸化アルミニウム（商品名 ハイジライト）を０重量％
〜２０重量％の範囲で添加した場合のメタルガスケット
素材板（図中、水酸化アルミニウム（商品名 ハイジラ
イト）配合材）について、一般的なクロム酸化物化成処
理剤をプライマー層に用いた従来品（図中、クロム酸化
物化成処理材）と比較した結果を図５に示す。ここで
は、図５(a)に水酸化アルミニウムの添加量(重量％)と
接着強度(MPa)との関係を、また、図５(b)に水酸化アル
ミニウムの添加量(重量％)とプライマー層（プライマー
層を介したゴム層）が剥離するまでの摺動回転数(MPa)
との関係をそれぞれ示している。なお、金属板にはステ
ンレス鋼板を使用している。
【００２４】図５(a)および(b)から、水酸化アルミニウ
ム（商品名 ハイジライト）の添加量（重量％）がおよ
そ０．５重量％〜１５重量％の範囲内では、接着強度お
よび剥離に至るまでの摺動回数が一般的なクロム酸化物
を使用した従来品に比べてともに高くなることが分か
る。それゆえ、この実施形態のメタルガスケット素材板
の製造方法のようにして、固形分５重量％を含むシラン
カップリング剤に水酸化アルミニウム０．５〜１５重量
％を混合することで、一般的なクロム酸化物化成処理剤
をプライマー層に用いたものよりも、金属板と、プライ
マー層及び接着層を介したゴム層との間の接着性を向上
させ得て、接着強度が強固でゴム層が金属板に対して剥
離しにくいメタルガスケット素材板を構成することがで
きる。
ム（商品名 ハイジライト）の添加量（重量％）がおよ
そ０．５重量％〜１５重量％の範囲内では、接着強度お
よび剥離に至るまでの摺動回数が一般的なクロム酸化物
を使用した従来品に比べてともに高くなることが分か
る。それゆえ、この実施形態のメタルガスケット素材板
の製造方法のようにして、固形分５重量％を含むシラン
カップリング剤に水酸化アルミニウム０．５〜１５重量
％を混合することで、一般的なクロム酸化物化成処理剤
をプライマー層に用いたものよりも、金属板と、プライ
マー層及び接着層を介したゴム層との間の接着性を向上
させ得て、接着強度が強固でゴム層が金属板に対して剥
離しにくいメタルガスケット素材板を構成することがで
きる。
【００２５】しかも、この発明のメタルガスケット素材
板の製造方法によれば、ガスケットの表面処理に際し
て、クロム酸化物を使用しないから、先に述べたよう
な、クロム酸化物を使用した場合の環境への悪影響や人
体への毒性という問題がなく環境や人体に優しいメタル
ガスケット素材板の製造方法を提供することができる。
板の製造方法によれば、ガスケットの表面処理に際し
て、クロム酸化物を使用しないから、先に述べたよう
な、クロム酸化物を使用した場合の環境への悪影響や人
体への毒性という問題がなく環境や人体に優しいメタル
ガスケット素材板の製造方法を提供することができる。
【００２６】また、この発明の製造方法に使用する水酸
化アルミニウムの粒子径は０．５〜５μmの範囲内にあ
ることが望ましく、このようにすることで、プライマー
層中のシリカ−アルミナ縮合体のアルミナの微粉末によ
る接着層とプライマー層との間のアンカー性を高く維持
できるとともに、平滑なプライマー層を形成することが
できる。
化アルミニウムの粒子径は０．５〜５μmの範囲内にあ
ることが望ましく、このようにすることで、プライマー
層中のシリカ−アルミナ縮合体のアルミナの微粉末によ
る接着層とプライマー層との間のアンカー性を高く維持
できるとともに、平滑なプライマー層を形成することが
できる。
【００２７】なお、上述のように水酸化アルミニウムの
粒子径の範囲を０．５〜５μmにしているのは、粒子径
が０．５μmより小さいと、脱水縮合反応により形成さ
れるシリカ−アルミナ縮合体中のアルミナの粒子が小さ
すぎてプライマー層と接着剤層との間のアンカー性が低
下してしまう一方、粒子径が５μmより大きいと、プラ
イマー層表面にそのプライマー層内の粒子が出てしま
い、プライマー層が平滑にならないからである。
粒子径の範囲を０．５〜５μmにしているのは、粒子径
が０．５μmより小さいと、脱水縮合反応により形成さ
れるシリカ−アルミナ縮合体中のアルミナの粒子が小さ
すぎてプライマー層と接着剤層との間のアンカー性が低
下してしまう一方、粒子径が５μmより大きいと、プラ
イマー層表面にそのプライマー層内の粒子が出てしま
い、プライマー層が平滑にならないからである。
【００２８】また、上記のようにして製造したメタルガ
スケット素材板１によれば、金属板２とプライマー層３
と接着層４とが各々化学的に結合しているから、従来の
クロメート処理剤よりもさらに接着強度を向上させ得
て、金属板２とプライマー層３及び接着層４を介したゴ
ム層５との間での耐剥離性を向上させることができ、こ
れによって、金属板２からゴム層５が剥がれてしまうの
を確実に防止することができる。
スケット素材板１によれば、金属板２とプライマー層３
と接着層４とが各々化学的に結合しているから、従来の
クロメート処理剤よりもさらに接着強度を向上させ得
て、金属板２とプライマー層３及び接着層４を介したゴ
ム層５との間での耐剥離性を向上させることができ、こ
れによって、金属板２からゴム層５が剥がれてしまうの
を確実に防止することができる。
【００２９】しかも、このメタルガスケット素材板１に
よれば、ガスケットの表面処理に際して、クロム酸化物
を使用していないから、クロム酸化物を使用した場合の
環境への悪影響や人体への毒性という問題がなく、環境
や人体に優しいメタルガスケット素材板を提供すること
ができる。
よれば、ガスケットの表面処理に際して、クロム酸化物
を使用していないから、クロム酸化物を使用した場合の
環境への悪影響や人体への毒性という問題がなく、環境
や人体に優しいメタルガスケット素材板を提供すること
ができる。
【００３０】
【実施例】次に、本発明のメタルガスケット素材板の一
実施例およびその製造方法の一実施例について説明す
る。本実施例のメタルガスケット素材板１は、先に示し
た図１の金属板２にクロムを含んだステンレス鋼板（SU
S301S）２を使用し、その金属板２の表面にプライマー
層３が形成されてその上に接着剤層４が形成され、さら
にその上にゴム層５が設けられている。
実施例およびその製造方法の一実施例について説明す
る。本実施例のメタルガスケット素材板１は、先に示し
た図１の金属板２にクロムを含んだステンレス鋼板（SU
S301S）２を使用し、その金属板２の表面にプライマー
層３が形成されてその上に接着剤層４が形成され、さら
にその上にゴム層５が設けられている。
【００３１】そして、この実施例のメタルガスケット素
材板１を製造するこの実施例のメタルガスケット素材板
の製造方法は、固形分５重量％を含むアミノシラン系シ
ランカップリング剤（日本ユニカー株式会社製 商品名N
UCシリコーンプライマーAPZ−6633）に、水酸化アルミ
ニウムの微粉体（昭和電工株式会社製 商品名ハイジラ
イト H−42：平均粒子径１．０μm）を２重量％を添加
し、均一になるまで攪拌して分散させ、それをロールコ
ーターでステンレス鋼板２の表面に800〜1200mg／m2塗
布して250〜300℃で数分間加熱処理することで、脱水縮
合反応が起こりステンレス鋼板２の表面に化学結合した
数μｍ程度の厚さの接着強度が強固なシラン−アルミナ
縮合体のプライマー層３が形成される。
材板１を製造するこの実施例のメタルガスケット素材板
の製造方法は、固形分５重量％を含むアミノシラン系シ
ランカップリング剤（日本ユニカー株式会社製 商品名N
UCシリコーンプライマーAPZ−6633）に、水酸化アルミ
ニウムの微粉体（昭和電工株式会社製 商品名ハイジラ
イト H−42：平均粒子径１．０μm）を２重量％を添加
し、均一になるまで攪拌して分散させ、それをロールコ
ーターでステンレス鋼板２の表面に800〜1200mg／m2塗
布して250〜300℃で数分間加熱処理することで、脱水縮
合反応が起こりステンレス鋼板２の表面に化学結合した
数μｍ程度の厚さの接着強度が強固なシラン−アルミナ
縮合体のプライマー層３が形成される。
【００３２】さらにそのプライマー層３上に、フェノー
ル系の接着剤をロールコーターで塗布して250〜300℃の
温度で０．５〜５分間加熱処理する。これにより、その
接着剤がプライマー層３と化学結合して、接着強度が強
固な接着層４が形成される。さらにここでは、その接着
層４の上にアクリロニトリルゴム（NBR）系合成ゴムを1
5〜30μmの厚さでコートすることでゴム層５を形成し、
図１に示すような、ステンレス鋼板２上にプライマー層
３及び接着層４を介してゴム層５が設けられた、積層状
のメタルガスケット素材板１を製造する。
ル系の接着剤をロールコーターで塗布して250〜300℃の
温度で０．５〜５分間加熱処理する。これにより、その
接着剤がプライマー層３と化学結合して、接着強度が強
固な接着層４が形成される。さらにここでは、その接着
層４の上にアクリロニトリルゴム（NBR）系合成ゴムを1
5〜30μmの厚さでコートすることでゴム層５を形成し、
図１に示すような、ステンレス鋼板２上にプライマー層
３及び接着層４を介してゴム層５が設けられた、積層状
のメタルガスケット素材板１を製造する。
【００３３】上述のようにして本実施例のメタルガスケ
ット素材板の製造方法により製造された本実施例のメタ
ルガスケット素材板１について、ステンレス鋼板２とプ
ライマー層３との間の接着強度を調べるために、自動車
用シーリング材試験方法（JIS K6830）に基づく剪断接
着強度にて評価した結果を図２に示す。また、図３に
は、耐水接着性について、図２と同様に剪断接着強度に
て評価した結果を示す。図２及び図３ではそれぞれ、本
実施例のメタルガスケット素材板１におけるクロムを使
用しない脱クロムプライマー（Non Cr品）についての製
造直後の試料（ＳＴＤ）と、製造直後の試料を２００℃
で７２時間加熱して劣化させた試料とについて、剪断接
着強度（MPa）の値を各々測定して、その剪断接着強度
（MPa）の値をプライマー層にクロムを使用して形成し
た従来品（従来のCr品）と比較して示している。
ット素材板の製造方法により製造された本実施例のメタ
ルガスケット素材板１について、ステンレス鋼板２とプ
ライマー層３との間の接着強度を調べるために、自動車
用シーリング材試験方法（JIS K6830）に基づく剪断接
着強度にて評価した結果を図２に示す。また、図３に
は、耐水接着性について、図２と同様に剪断接着強度に
て評価した結果を示す。図２及び図３ではそれぞれ、本
実施例のメタルガスケット素材板１におけるクロムを使
用しない脱クロムプライマー（Non Cr品）についての製
造直後の試料（ＳＴＤ）と、製造直後の試料を２００℃
で７２時間加熱して劣化させた試料とについて、剪断接
着強度（MPa）の値を各々測定して、その剪断接着強度
（MPa）の値をプライマー層にクロムを使用して形成し
た従来品（従来のCr品）と比較して示している。
【００３４】これら図２及び図３に示すように、剪断接
着強度及び耐水接着性の剪断接着強度の何れの条件下に
おいても、本実施例における脱クロムプライマー（Non
Cr品）は、従来品（従来のCr品）に対して、同等若しく
は良好なものとなっている。
着強度及び耐水接着性の剪断接着強度の何れの条件下に
おいても、本実施例における脱クロムプライマー（Non
Cr品）は、従来品（従来のCr品）に対して、同等若しく
は良好なものとなっている。
【００３５】また、メタルガスケット素材板の耐摩耗性
は重要な機能の一要素であることから、本実施例のメタ
ルガスケット素材板１についての耐摩耗性の評価を人工
関節材料のピンオンディスク法による摩耗試験方法（JI
S T0303）に準ずる低荷重摩擦試験機（株式会社 レスカ
製 商品名 FPR2000R）で行い、その結果を図４に示す。
なお、摩擦性の尺度は往復運動回数としている。これに
よれば、本実施例の製造方法により製造されたプライマ
ー層３がNon Cr品である本実施例のメタルガスケット素
材板１は、従来のクロムを使用しているプライマー層を
用いた従来品（Cr品）に比べて耐摩耗性が飛躍的に向上
していることが分かる。
は重要な機能の一要素であることから、本実施例のメタ
ルガスケット素材板１についての耐摩耗性の評価を人工
関節材料のピンオンディスク法による摩耗試験方法（JI
S T0303）に準ずる低荷重摩擦試験機（株式会社 レスカ
製 商品名 FPR2000R）で行い、その結果を図４に示す。
なお、摩擦性の尺度は往復運動回数としている。これに
よれば、本実施例の製造方法により製造されたプライマ
ー層３がNon Cr品である本実施例のメタルガスケット素
材板１は、従来のクロムを使用しているプライマー層を
用いた従来品（Cr品）に比べて耐摩耗性が飛躍的に向上
していることが分かる。
【００３６】さらに、本実施例のメタルガスケット素材
板１について、アミノシラン系シランカップリング剤
（商品名NUCシリコーンプライマーAPZ−6633（固形分５
重量％を含む））に水酸化アルミニウム微粉体（商品名
ハイジライト H−42）を２重量％添加したことによる効
果を、従来のクロム酸化物化成処理材および、水酸化ア
ルミニウム以外の別の添加剤を使用した素材板を比較例
として、劣化後接着強度（MPa），至摺動剥離回数
（回），不凍液浸漬剥離時間（時間）を測定して求めた
結果を示すと、表１のようになる。
板１について、アミノシラン系シランカップリング剤
（商品名NUCシリコーンプライマーAPZ−6633（固形分５
重量％を含む））に水酸化アルミニウム微粉体（商品名
ハイジライト H−42）を２重量％添加したことによる効
果を、従来のクロム酸化物化成処理材および、水酸化ア
ルミニウム以外の別の添加剤を使用した素材板を比較例
として、劣化後接着強度（MPa），至摺動剥離回数
（回），不凍液浸漬剥離時間（時間）を測定して求めた
結果を示すと、表１のようになる。
【００３７】
【表１】
【００３８】なお、上記表１では、シランカップリング
剤（商品名NUCシリコーンプライマーAPZ−6633）のみを
使用したプライマー（水酸化アルミニウム等の添加剤を
配合しないもの）でプライマー層を形成したメタルガス
ケット素材板を比較例１として、その比較例１のプライ
マーをベースとして、アルミナ２重量％、シリカ２重量
％、８００℃で焼成したハイジライトH−42（水酸化ア
ルミニウムから酸化アルミニウムに変化）２重量％をそ
れぞれ配合したプライマーでプライマー層を形成したも
のを比較例２、比較例３、比較例４に示している。
剤（商品名NUCシリコーンプライマーAPZ−6633）のみを
使用したプライマー（水酸化アルミニウム等の添加剤を
配合しないもの）でプライマー層を形成したメタルガス
ケット素材板を比較例１として、その比較例１のプライ
マーをベースとして、アルミナ２重量％、シリカ２重量
％、８００℃で焼成したハイジライトH−42（水酸化ア
ルミニウムから酸化アルミニウムに変化）２重量％をそ
れぞれ配合したプライマーでプライマー層を形成したも
のを比較例２、比較例３、比較例４に示している。
【００３９】表１によると、ハイジライトH−42を添加
した本実施例におけるプライマー層３は、比較例１〜比
較例３と比較して熱劣化後接着強度及び至摺動剥離回数
がともに向上していることが分かる。また、本実施例と
異なり８００℃で焼成したハイジライトH−42を配合し
たプライマーで形成したプライマー層は、そこでの水酸
化アルミニウム（ハイジライトＨ−４２）の８００℃で
の焼成により、化学結合すべき水酸基を脱水反応で除去
されて酸化アルミニウムに変化しているために、適切な
脱水縮合反応が生じず、本実施例に対して熱劣化後接着
強度が低下してしまうことが分かる。従って、本実施例
におけるプライマー層３のようにカップリング剤にハイ
ジライトH−42を添加して２５０〜３００℃で加熱すれ
ば、適切な脱水縮合反応が生じ、接着強度を高めること
ができて、ゴム層５が剥離し難いメタルガスケット素材
板１を構成することができる。
した本実施例におけるプライマー層３は、比較例１〜比
較例３と比較して熱劣化後接着強度及び至摺動剥離回数
がともに向上していることが分かる。また、本実施例と
異なり８００℃で焼成したハイジライトH−42を配合し
たプライマーで形成したプライマー層は、そこでの水酸
化アルミニウム（ハイジライトＨ−４２）の８００℃で
の焼成により、化学結合すべき水酸基を脱水反応で除去
されて酸化アルミニウムに変化しているために、適切な
脱水縮合反応が生じず、本実施例に対して熱劣化後接着
強度が低下してしまうことが分かる。従って、本実施例
におけるプライマー層３のようにカップリング剤にハイ
ジライトH−42を添加して２５０〜３００℃で加熱すれ
ば、適切な脱水縮合反応が生じ、接着強度を高めること
ができて、ゴム層５が剥離し難いメタルガスケット素材
板１を構成することができる。
【００４０】しかも、本実施例のメタルガスケット素材
板の製造方法では、固形分５重量％を含むシランカップ
リング剤に、水酸化アルミニウムを２重量％添加してプ
ライマー層３を形成しているから、上述した図５(a)お
よび(b)で示すように、接着強度及び剥離摺動回数をと
もに最大値付近にすることができ、これにより、ステン
レス鋼板２と、プライマー層３及び接着層４を介したゴ
ム層５との間の接着性をさらに高めることができ、接着
強度が強固でゴム層がステンレス鋼板に対して非常に剥
離しにくいものとなっている。
板の製造方法では、固形分５重量％を含むシランカップ
リング剤に、水酸化アルミニウムを２重量％添加してプ
ライマー層３を形成しているから、上述した図５(a)お
よび(b)で示すように、接着強度及び剥離摺動回数をと
もに最大値付近にすることができ、これにより、ステン
レス鋼板２と、プライマー層３及び接着層４を介したゴ
ム層５との間の接着性をさらに高めることができ、接着
強度が強固でゴム層がステンレス鋼板に対して非常に剥
離しにくいものとなっている。
【００４１】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、上記実
施例では、金属板の材質にステンレスを用いているが、
これに限られず、シランカップリング剤に水酸化アルミ
ニウムを添加したプライマー層を形成することでステン
レス鋼板と同様に脱水縮合反応によりプライマー層と化
学的に結合する材質であれば、この発明における金属板
に適用することができる。
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、上記実
施例では、金属板の材質にステンレスを用いているが、
これに限られず、シランカップリング剤に水酸化アルミ
ニウムを添加したプライマー層を形成することでステン
レス鋼板と同様に脱水縮合反応によりプライマー層と化
学的に結合する材質であれば、この発明における金属板
に適用することができる。
【図１】 この発明のメタルガスケット素材板の製造方
法により製造されるメタルガスケット素材板の一実施形
態を示す断面図である。
法により製造されるメタルガスケット素材板の一実施形
態を示す断面図である。
【図２】 この発明の一実施例のメタルガスケット素材
板の製造方法により製造されたこの発明の一実施例のメ
タルガスケット素材板について、自動車用シーリング材
試験方法（JIS K6830）に基づく剪断接着強度にて評価
した結果を示す説明図である。
板の製造方法により製造されたこの発明の一実施例のメ
タルガスケット素材板について、自動車用シーリング材
試験方法（JIS K6830）に基づく剪断接着強度にて評価
した結果を示す説明図である。
【図３】 上記実施例のメタルガスケット素材板につい
て、ステンレス鋼板とプライマー層との間の耐水接着強
度を従来品（従来のCr品）と比較して示す説明図であ
る。
て、ステンレス鋼板とプライマー層との間の耐水接着強
度を従来品（従来のCr品）と比較して示す説明図であ
る。
【図４】 上記実施例のメタルガスケット素材板につい
ての耐摩耗性の評価を、従来品（従来のCr品）と比較し
て示す説明図である。
ての耐摩耗性の評価を、従来品（従来のCr品）と比較し
て示す説明図である。
【図５】 上記この発明の実施の形態においてシランカ
ップリング剤に水酸化アルミニウムを配合したプライマ
ー層と、従来の一般的なクロム酸化物を使用した化成処
理剤をプライマー層に用いたものとの比較例を示し、
(a)は水酸化アルミニウムの添加量(重量％)と接着強度
(MPa)との関係線図、(b)は水酸化アルミニウムの添加量
(重量％)とプライマー層が剥離するまでの摺動回転数(M
Pa)との関係線図である。
ップリング剤に水酸化アルミニウムを配合したプライマ
ー層と、従来の一般的なクロム酸化物を使用した化成処
理剤をプライマー層に用いたものとの比較例を示し、
(a)は水酸化アルミニウムの添加量(重量％)と接着強度
(MPa)との関係線図、(b)は水酸化アルミニウムの添加量
(重量％)とプライマー層が剥離するまでの摺動回転数(M
Pa)との関係線図である。
１ メタルガスケット素材板
２ ステンレス鋼板
３ プライマー層
４ 接着層
５ ゴム層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 三角 憲史
埼玉県浦和市原山２丁目28番18号 日本リ
ークレス工業株式会社内
(72)発明者 三津山 直道
埼玉県浦和市原山２丁目28番18号 日本リ
ークレス工業株式会社内
Ｆターム(参考） 3J040 EA27 EA43 EA46 FA01 HA16
4F100 AA19C AA20C AB01A AB04
AH06C AK33G AK74 AN00B
AN02 BA03 BA10A BA10B
CB00 EH462 EJ65C GB51
JK06 YY00C
4J038 DL051 DL081 GA07 GA09
HA216 KA08 KA20 MA14
NA12 NA27 PA14 PA20 PB07
PC02 PC08
Claims (3)
- 【請求項１】 金属板上に接着層を介してゴム層が設け
られた積層状のメタルガスケット素材板において、 前記金属板の表面と前記接着層との間にシリカ−アルミ
ナ縮合体のプライマー層が形成されていることを特徴と
する、メタルガスケット素材板。 - 【請求項２】 請求項１記載のメタルガスケット素材板
の前記プライマー層を形成するに際し、シランカップリ
ング剤に水酸化アルミニウムを、シランカップリング剤
の固形分５重量％に対し水酸化アルミニウム０．５〜１
５重量％の割合で混合したものを前記金属板の表面に塗
布し、加熱することを特徴とする、メタルガスケット素
材板の製造方法。 - 【請求項３】 前記水酸化アルミニウムの粒子径が０．
５〜５μmの範囲内にあることを特徴とする、請求項２
記載のメタルガスケット素材板の製造方法。
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