JP2003105321A - ガスケット用素材 - Google Patents

ガスケット用素材

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JP2003105321A JP2001302342A JP2001302342A JP2003105321A JP 2003105321 A JP2003105321 A JP 2003105321A JP 2001302342 A JP2001302342 A JP 2001302342A JP 2001302342 A JP2001302342 A JP 2001302342A JP 2003105321 A JP2003105321 A JP 2003105321A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 クロメート処理を施したガスケット材と同等
以上の耐熱性や密着性を有し、更に不凍液に対する耐久
性を兼ね備え、環境面においても問題の無いガスケット
用素材を提供する。 【解決手段】 車両のエンジンに装着されるガスケット
用素材であって、鋼板の片面または両面に、酸成分と、
水分散性シリカと、チタン化合物と、水溶性の窒素含有
置換基を有するビスフェノール−Aノボラック重合体と
からなる皮膜を形成し、前記皮膜の上にゴム層を形成し
たことを特徴とするガスケット用素材。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、車両のエンジンに
装着されるガスケット用素材に関し、特に不凍液に対す
る耐久性を改善したガスケット用素材に関する。 【0002】 【従来技術】車両のエンジンに装着されるガスケットと
して、ステンレス鋼板にゴム層を積層したゴムコーティ
ングステンレス鋼板が一般的である。このようなゴムコ
ーティングステンレス鋼板として、例えば特開平3−2
27622号公報にはステンレス鋼板の片面または両面
にクロム化合物、りん酸、シリカからなるクロメート皮
膜を形成し、クロメート皮膜の上にゴム層を積層したガ
スケット材が記載されている。 【0003】このようにクロメート処理されたステンレ
ス鋼板の上にゴム層を備えたガスケット用素材は、耐熱
性や不凍液での密着性等が改善される。しかしながら、
近年環境保全に対する意識の高まりから、クロメート処
理液に含まれる6価クロムは、人体に直接的な悪影響を
及ぼす欠点があるため、クロメート処理は敬遠される傾
向にある。また、6価クロムを含む廃液は水質汚濁防止
法に規定されている特別な処理を施す必要があり、クロ
メート処理を施したステンレス材料の廃棄物はリサイク
ルができないという欠点もある。更には、不凍液やオイ
ルとの接触により、クロメート皮膜中のクロムが抽出さ
れる可能性も高い。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、クロメ
ート処理を施したガスケット材は環境面に大きな問題を
抱えている。従って、本発明は、クロメート処理を施し
たガスケット材と同等以上の耐熱性や密着性を有し、更
に不凍液に対する耐久性を兼ね備え、環境面においても
問題の無いガスケット用素材を提供することを目的とす
る。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明はこのような従来
の問題点に着目してなされたもので、クロムを含有しな
い、表面処理皮膜について鋭意検討した結果、酸成分
と、水分散性シリカと、チタン化合物と、特定の水溶性
重合体とを含む皮膜を鋼板に形成することにより上記目
的が達成されることを見いだした。 【0006】即ち、本発明のガスケット用素材は、鋼板
の片面または両面に、酸成分と、水分散性シリカと、チ
タン化合物と、下記一般式(I)で表される水溶性重合
体とからなる皮膜を形成し、前記皮膜の上にゴム層を形
成したことを特徴とする。 【0007】 【化2】 【0008】 【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、皮膜の形成成分は、酸性分、水分散性
シリカ、チタン化合物及び一般式(I)で表される水溶
性重合体である。 【0009】本発明に使用される酸成分は、りん酸(正
りん酸、縮合りん酸、無水りん酸)、酢酸、硫酸、フッ
化水素酸、有機酸などを使用できる。これらの酸性分
は、形成皮膜中に10〜50重量%の割合で配合される
ことが好ましい。更に好ましくは25〜35重量%であ
る。 【0010】本発明に使用される水分散性シリカとして
は、コロイダルシリカ、気相シリカがある。コロイダル
シリカとしては、特に限定するものではないが、スノー
テックスC、スノーテックスO、スノーテックスN、ス
ノーテックスS、スノーテックスUP、スノーテックス
PS−M、スノーテックスPS−L、スノーテックス2
0、スノーテックス30、スノーテックス40(何れも
日産化学工業製)、などを市場から入手することができ
る。気相シリカとしては、特に限定するものではない
が、アエロジル50、アエロジル130、アエロジル2
00、アエロジル300、アエロジル380、アエロジ
ルTT600、アエロジルMOX80、アエロジルMO
X170(何れも日本アエロジル製)、などを市場から
入手することができる。これらの水分散性シリカは、形
成皮膜中に5〜15重量%の割合で配合されることが好
ましい。更に好ましくは8〜12重量%である。 【0011】本発明に使用されるチタン化合物は、たと
えば硫酸チタン、オキシ硫酸チタン、チタンフッ化水素
酸、チタンフッ化アンモニウムなどの水溶性無機チタン
化合物、しゅう酸チタンカリウム、クエン酸チタンなど
の有機チタン塩、チタンのアルコキシドなどが挙げられ
る。これらのチタン化合物は、形成皮膜100g当たり
に0.0010モル以上となるように配合されることが
好ましい。チタン化合物の配合量が0.0010モル未
満では、その添加効果が発現せず、不凍液性が不十分と
なる。 【0012】本発明に使用される水溶性重合体は、一般
式(I)で示される重合単位を含むオリゴマーまたはポ
リマーである。 【0013】 【化3】【0014】ここで、ベンゼン環に結合するY1及びY
2は、それぞれ互いに独立に水素原子または下記式
(a)または(b)で表されるZ基である。また、重合
単位の平均重合度(n)は2〜50である。 【0015】 【化4】 【0016】また、式(a)および(b)の中のR1、
R2、R3、R4およびR5は、それぞれ互いに独立に
水素原子、C1〜C10のアルキル基又はC1〜C10
のヒドロキシアルキル基を表す。アルキル基、ヒドロキ
シアルキル基における炭素数が11以上になると、形成
される皮膜の成膜性が低下するため、密着性、耐熱性、
不凍液に対する耐久性などが不十分になる。また、前記
重合体分子中の各ベンゼン環におけるこれらZ基の置換
数の平均値は0.2〜1.0であることが好ましい。こ
のZ基置換数の平均値が0.2未満であると、得られる
皮膜のステンレス鋼板との密着性が不十分となる。ま
た、Z基置換数の平均値が1.0を越えると、得られる
皮膜の親水性が大きくなり、得られるガスケット素材の
不凍液に対する耐久性が不十分となる。 【0017】尚、本発明において、鋼板は特に限定され
ず、ステンレス(フェライト系/マルテンサイト系/オ
ーステナイト系ステンレス)、鉄、アルミニウム等のい
ずれも使用することができる。 【0018】鋼板上に皮膜を形成するには、上記の酸成
分、水分散性シリカ、チタン化合物及び水溶性重合体を
それぞれ所定量にて混合した塗布液を、ロールコーター
などの公知の塗布手段を用いて、鋼板の片面または両面
に塗布し、150℃程度の温度にて乾燥すればよい。皮
膜量は制限されるものではないが、実用上、50〜50
0mg/m2程度が適当である。 【0019】そして、上記の皮膜の上に、ゴム層を形成
して本発明のガスケット素材が完成する。ゴム層を形成
するゴムは公知のもので構わないが、耐熱性や耐薬品
性、機械的特性に優れるフッ素ゴム、シリコンゴム、ア
クリロニトリルブタジエンゴム、HNBR、EPDMな
どが好適である。また、ゴム層の形成には、ゴム材料を
適当な溶剤に溶解させた液またはラテックスを、スキマ
コーターやロールコーターなどで20〜130μmの厚
さに塗布し、150〜250℃で加硫接着させればよ
い。 【0020】また、ゴム層は、プライマー層(例えば、
ニトリルゴムコンパウンドとフェノール樹脂との接着
剤)を介在させる、または介在させないの2通りの場合
がある。 【0021】 【実施例】以下に本発明を、実施例および比較例を挙げ
て更に説明する。但し、これらの実施例は本発明の説明
のために記載するものであり、本発明を何ら限定するも
のではない。 【0022】〔試料の作成〕ステンレス鋼板の両面に、
ロールコーターで表1に示す配合にて混合した塗布液を
塗布し、150℃で乾燥させて皮膜を形成した。尚、塗
布量については表2に示す。次いで、皮膜の上にニトリ
ルゴムコンパウンドとフェノール樹脂で構成された接着
剤を塗布して熱処理を行い、皮膜上にプライマー層を形
成した。また、このプライマー層を形成しない試料も作
成した。そして、その上(プライマー層または皮膜)
に、ニトリルゴムを溶剤で溶かした液をロールコーター
にて塗布し、180℃で10分間加硫接着させてゴム層
を形成した。 【0023】〔評価方法〕 1.不凍液に対する耐久性 自動車ラジエーター用クーラント液(トヨタ純正ロング
ライフクーラント)の液面に対して垂直となるように、
上記で作成した試料を半分の位置まで浸漬(半浸漬)
し、120℃で500時間放置した。そして、クーラン
ト液から試料を取り出し、未浸漬部分及び浸漬部分につ
いて描画試験を行った。また、試料全体をクーラント液
に浸漬(全浸漬)し、120℃で500時間放置した
後、碁盤目テープ剥離試験を行った。各試験方法及び評
価基準は以下のとおりである。 【0024】(描画試験)JIS−K6894に規定さ
れる描画試験機を用い、試料表面に半径4.5mmの螺
旋を25回描き、下記の基準にて評価した。結果を、表
2の「半浸漬未浸漬部」及び「半浸漬浸漬部」の各欄に
示す。 −評価基準− 5点: ゴム層が完全に残存している 4点: ゴム層が一部脱落している 3点: ゴム層の約半分が脱落している 2点: ゴム層がわずかに残存している 1点: ゴム層が完全に脱落している 【0025】(碁盤目テープ剥離試験)JIS−K54
00に準拠し、下記に示す手順にて行った。 (1)試料表面に隙間間隔2mmの碁盤目状の切り傷を
付け、碁盤目が100個できるようにする。 (2)碁盤目の上に粘着テープを貼り付け、消しゴムで
擦って粘着テープを完全に付着させる。 (3)テープ付着1〜2分後に、粘着テープの一方の端
を持ち、試料表面に対して垂直方向に瞬間的に引き剥が
す。 (4)引き剥がした後の試料表面を観察し、残存する碁
盤目の数を数える。結果を、表2の「全浸漬」の欄に示
す。 【0026】2.耐熱密着性 作製した試料を200℃で500時間加熱放置し、その
後、上記と同様の碁盤目テープ剥離試験を行った。結果
を、表2の「耐熱性」の欄に示した。 【0027】表2に示すように、本発明を満足する酸成
分(りん酸)、水分散性シリカ、チタン化合物及び水溶
性重合体を含有する皮膜を設けた実施例1〜5は、何れ
もクロメート処理を行った比較例4と同等の良好な評価
結果が得られている。しかし、本発明を満足しない皮膜
を設けた比較例1〜3は著しく性能が劣っている。 【0028】 【表1】 【0029】 【表2】 【0030】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のガスケッ
ト用素材は、人体に有害なクロメート処理を施さずに、
優れた不凍液に対する耐久性や耐熱性、密着性が得られ
るため、環境保全やリサイクル性などの社会問題に対す
る対策案としても、極めて有効でかつ実用上の効果も大
きい。
フロントページの続き Fターム(参考) 3J040 EA27 FA05 HA06 4F100 AA01B AA20B AA34B AB03A AB04 AK27 AK80B AN00C AN02 BA03 BA07 BA10A BA10C GB32 JB01 JB09B 4H017 AA24 AB01 AB07 AB12 AB15 AB17 AC01 AC09 AC11 AC14 AC17 AD01 AE05 4J033 CA02 CA19

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 車両のエンジンに装着されるガスケット
    用素材であって、鋼板の片面または両面に、酸成分と、
    水分散性シリカと、チタン化合物と、下記一般式(I)
    で表される水溶性重合体とからなる皮膜を形成し、前記
    皮膜の上にゴム層を形成したことを特徴とするガスケッ
    ト用素材。 【化1】
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