JP2003127271A - Coated steel plate for metal gasket - Google Patents

Coated steel plate for metal gasket

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JP2003127271A
JP2003127271A JP2001323184A JP2001323184A JP2003127271A JP 2003127271 A JP2003127271 A JP 2003127271A JP 2001323184 A JP2001323184 A JP 2001323184A JP 2001323184 A JP2001323184 A JP 2001323184A JP 2003127271 A JP2003127271 A JP 2003127271A
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JP
Japan
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film
coating film
steel sheet
coating
thickness
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JP2001323184A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kajimoto
淳 梶本
Kenji Koshiishi
謙二 輿石
Keimei Mori
啓明 森
Toshie Taomoto
敏江 垰本
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coated steel plate which can be mass-produced in a short time and has high sealing properties by being coated with a resin in place of rubber. SOLUTION: In the coated steel plate, on one side and/or both sides of a steel plate, an under coat film 1-20 μm in thickness and a top coat film 20-60 μm in thickness containing a urethane resin of a reaction product between a polyesterpolyol and a blocked polyisocyanate as a main component are laminated so that the total thickness of the films is at least 40 μm. The undercoat film is preferably formed by a coating containing an epoxy resin as a resin base. By incorporating 5-70 pts. mass of carbon black into the top coat film and/or the undercoat film, the sealing properties can be improved. An austenitic stainless steel plate at least 310 in Hv is used preferably.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジンのシ
リンダーヘッド等のシーリングに用いられるメタルガス
ケット用の塗装鋼板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coated steel sheet for a metal gasket used for sealing a cylinder head of an automobile engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用エンジンのシリンダーヘッド等
のシーリングに用いられるメタルガスケットには、シー
ル性を高めるために、金属表面に可逆弾性を有するシリ
コーンゴムやニトリルゴム(NBRゴム)等のゴムが2
0μm以上の厚さで被覆されている(特許第30998
28号参照)。このゴム被覆金属板をシリンダーヘッド
等のガスケットに使用すると、ゴムの締め付けられた時
に戻ろうとする力、すなわち可逆弾性によってシリンダ
ーヘッドとメタルガスケット界面に隙間を生じさせるこ
となく、機密性を維持することができる。ゴムは一般
に、数100%の伸びを有するためにゴム弾性とも言わ
れる可逆弾性を示し、ガスケット等において高いシール
性を有している。
2. Description of the Related Art A metal gasket used for sealing a cylinder head of an automobile engine is made of rubber such as silicone rubber or nitrile rubber (NBR rubber) having reversible elasticity on the metal surface in order to improve the sealing property.
It is coated with a thickness of 0 μm or more (Japanese Patent No. 30998).
No. 28). When this rubber-coated metal plate is used for gaskets such as cylinder heads, the force to return when the rubber is tightened, that is, reversible elasticity, does not create a gap at the interface between the cylinder head and the metal gasket and maintains airtightness. You can Rubber generally exhibits reversible elasticity, also called rubber elasticity, because it has an elongation of several hundreds of percent, and has a high sealing property in gaskets and the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属表
面にゴム被覆層を形成しようとすると、例えば特開平6
−33037号公報にみられるように、金属表面にあら
かじめ清浄化あるいは化成処理を施す必要がある。さら
には接着剤皮膜を形成した後ゴム溶液を塗布し、ゴム溶
液中の溶剤成分の乾燥に数10分、加硫に数10分を要
し、全体として製造に長時間を要すると言う問題があっ
た。このように、ゴム被覆メタルガスケットを安価に製
造することは難しく、用途も高級車種の自動車に限られ
ていた。自動車の安全性向上が求められる今日、シール
性の高いメタルガスケットを低価格車種にも適用したい
との要望は強い。そこで、本発明は、上記のような問題
を解消すべく案出されたものであり、ゴムに替え樹脂を
被覆することにより、短時間で大量生産でき、かつシー
ル性の高いメタルガスケットを安価に得ることができる
塗装鋼板を提供することを目的とする。
However, when an attempt is made to form a rubber coating layer on the surface of a metal, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6 (1994) -96
As seen in Japanese Unexamined Patent Publication No.-33037, it is necessary to perform cleaning or chemical conversion treatment on the metal surface in advance. Furthermore, after forming the adhesive film, the rubber solution is applied, and it takes several tens of minutes to dry the solvent component in the rubber solution and several tens of minutes to vulcanize. there were. As described above, it is difficult to inexpensively manufacture the rubber-coated metal gasket, and the application is limited to high-class automobiles. In today's demand for improved automobile safety, there is a strong demand for metal gaskets with high sealing properties to be applied to low-priced vehicle models. Therefore, the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and by coating a resin instead of rubber, it is possible to mass-produce a metal gasket in a short time, and a metal gasket having a high sealing property at low cost. An object is to provide a coated steel sheet that can be obtained.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明のメタルガスケッ
ト用塗装鋼板は、その目的を達成するため、鋼板の片面
および/または両面上に、膜厚1〜20μmの下塗り塗
膜と、ポリエステルポリオールとブロック化されたポリ
イソシアネートとの反応生成物であるウレタン樹脂を主
体とする膜厚20〜60μmの上塗り塗膜が、合計膜厚
40μm以上で積層されていることを特徴とする。下塗
り塗膜は、エポキシ樹脂を樹脂ベースとする塗料で形成
されたものが好ましい。また、上塗り塗膜および/また
は下塗り塗膜中には、カーボンブラックを5〜70質量
部配合したものが好ましい。さらには、鋼板としてはH
v=310以上のオーステナイト系ステンレス鋼板を使
用したものが好ましい。
In order to achieve the object, the coated steel sheet for metal gasket of the present invention has an undercoating film having a film thickness of 1 to 20 μm and a polyester polyol on one side and / or both sides of the steel sheet. A top coating film having a film thickness of 20 to 60 μm, which is mainly composed of a urethane resin which is a reaction product with a blocked polyisocyanate, is laminated in a total film thickness of 40 μm or more. The undercoat coating film is preferably formed of a coating material containing an epoxy resin as a resin base. Further, it is preferable that 5 to 70 parts by mass of carbon black is blended in the top coating film and / or the under coating film. Furthermore, as a steel plate, H
It is preferable to use an austenitic stainless steel plate with v = 310 or more.

【0005】[0005]

【発明の経緯】本発明者等は、シール性の高いガスケッ
トを安価に製造するために、ゴムに替わる被覆材料、被
覆方法について検討した。まず、伸びのある樹脂フィル
ムを鋼板表面にラミネートする方法を検討した。自動車
用エンジン用のシリンダーヘッドは防錆剤等の種々の添
加剤を含む100〜200℃の不凍液に曝される環境で
使用されるため、鋼板に接着剤等で単に貼り付けられた
だけの樹脂フィルムでは鋼板と樹脂フィルムの界面での
剥離が懸念される。また、自動車用エンジン用シリンダ
ーヘッド用のメタルガスケットの基材には通常0.2m
m程度の薄い鋼板が使用されており、このような薄い鋼
板の表面に樹脂フィルムを連続的にラミネートすること
は極めて困難である。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present inventors have examined a coating material and a coating method in place of rubber in order to inexpensively manufacture a gasket having a high sealing property. First, a method of laminating a stretchable resin film on the surface of a steel sheet was examined. Cylinder heads for automobile engines are used in environments exposed to 100-200 ° C antifreeze containing various additives such as rust preventive agents, so resin that is simply pasted onto a steel plate with an adhesive, etc. In the case of films, there is concern about peeling at the interface between the steel plate and the resin film. In addition, the base material of metal gaskets for cylinder heads for automobile engines is usually 0.2 m.
A thin steel plate having a thickness of about m is used, and it is extremely difficult to continuously laminate a resin film on the surface of such a thin steel plate.

【0006】そこで、2つ目の方法として薄鋼板の表面
に樹脂塗膜を形成する方法を検討した。塗装による樹脂
塗膜形成法では、塗装そのものも大型連続塗装設備で、
しかも両面塗装が行え、塗膜硬化も1分程度の焼き付け
時間で形成できるため、加硫を必要とするゴム被覆法に
比べ10倍以上の速さで製造できる。しかし、樹脂被覆
鋼板がゴム被覆鋼板の代替品としてメタルガスケットに
使用されるためには、高温の不凍液に曝しても剥離しな
いような鋼板と被覆樹脂層との接着性と、ゴムと同等の
シール性を持たせるためのゴムと同等の可逆弾性が必要
である。
Therefore, as a second method, a method of forming a resin coating film on the surface of a thin steel sheet was examined. In the resin coating film forming method by painting, the painting itself is a large continuous painting facility,
Moreover, since both sides can be coated and the coating film can be cured in a baking time of about 1 minute, it can be manufactured at a speed 10 times or more as high as that of the rubber coating method which requires vulcanization. However, in order for resin-coated steel sheets to be used as a substitute for rubber-coated steel sheets for metal gaskets, the adhesiveness between the steel sheet and the coated resin layer does not separate even when exposed to high-temperature antifreeze, and a seal equivalent to rubber. It is necessary to have reversible elasticity equal to that of rubber for imparting elasticity.

【0007】ガスケットとしても機密性を担う表面の樹
脂被覆層と鋼板との接着性は、間に下塗り塗膜を形成す
ることで解決した。すなわち、鋼板と伸びのある塗膜
(上塗り塗膜)の間に、接着性が良く、防錆顔料等を添
加した下塗り塗膜を設けることで、不凍液に触れても剥
離し難い上塗り塗膜を形成することができた。次に、ゴ
ムと同等の可逆弾性を付与するために、塗膜の伸びを検
討した。有機系の塗膜は高分子化することで塗膜の伸び
を向上でき、一般的なポリエステルの塗膜でもゴムと同
等の150%程度の伸びを呈する。しかし、メタルガス
ケット用の塗膜としてはシール性が不十分であった。そ
の原因は、ゴムと同程度の伸びを有する有機塗膜でもゴ
ムほどの可逆弾性が得られないためと考えられる。
The adhesiveness between the resin coating layer on the surface of the gasket, which also plays a role of airtightness, and the steel sheet has been solved by forming an undercoat coating film therebetween. That is, by providing an undercoating film with good adhesion and adding an anticorrosive pigment, etc. between the steel plate and a film having a stretch (overcoating film), a topcoating film that is difficult to peel off even if it is contacted with an antifreeze liquid is formed. Could be formed. Next, the elongation of the coating film was examined in order to impart reversible elasticity equivalent to that of rubber. The elongation of the coating film can be improved by polymerizing the organic coating film, and even a general polyester coating film exhibits the same elongation of about 150% as rubber. However, the sealing property was insufficient as a coating film for metal gaskets. It is considered that the cause is that even an organic coating film having the same degree of elongation as rubber cannot obtain reversible elasticity as much as rubber.

【0008】そこで、本発明者等は、可逆弾性が小さく
てもシール性を向上できる方法として、締め付けられた
際の塗膜全体の変化率(膜厚に対するつぶれた量の割
合)を小さくすれば小さな可逆弾性(もどり量)でシー
ルできると考え、塗膜の厚さを検討した。次の実施例で
検討したような実験例の積み重ねによって、有機系塗膜
でも十分なシール性を得るには、40μm以上の膜厚が
必要であることを確認した。塗膜の厚さを厚くすればシ
ール性の安定度は高まるが、ポリエステル塗膜を厚くし
ようとすると塗膜の乾燥・焼成過程でワキが発生し易く
なる。一度の塗装で可能な膜厚は厚くても20μm程度
であり、通常の連続塗装ラインが2コート2ベークであ
ることを考えれば、1パスで得られる最大膜厚は40μ
mとなる。しかしながら、実際の連続塗装ラインの製造
では膜厚のバランスを±1μm程度に考えなければなら
ず、最大膜厚で製造しようとした場合でも膜厚は40μ
mに達しない部分が発生してしまい、ガスケット用素材
として用いることはできなくなる。
Therefore, as a method of improving the sealing property even when the reversible elasticity is small, the inventors of the present invention can reduce the rate of change (ratio of the amount of collapse to the film thickness) of the entire coating film when tightened. We considered that it can be sealed with a small amount of reversible elasticity (return amount), and examined the thickness of the coating film. By stacking experimental examples as studied in the following examples, it was confirmed that a film thickness of 40 μm or more is necessary to obtain sufficient sealing property even with an organic coating film. If the thickness of the coating film is increased, the stability of the sealing property is improved, but if the thickness of the polyester coating film is increased, cracking is likely to occur during the drying / baking process of the coating film. The maximum film thickness that can be obtained in one pass is 40μ considering that the film thickness that can be coated at one time is at most about 20μm, and that a normal continuous coating line is 2 coat 2 bake.
m. However, in the actual production of a continuous coating line, the balance of the film thickness must be considered to be about ± 1 μm, and even if the maximum film thickness is to be produced, the film thickness is 40 μm.
Since a part which does not reach m is generated, it cannot be used as a gasket material.

【0009】そこで、本発明者等は40μm以上の厚膜
化を可能とするよう、種々の塗膜形成条件を検討した。
その中で、上塗り塗膜として、活性な末端基を他の物質
でブロックしたブロックイソシアネート硬化剤を用いる
ことで、塗膜の乾燥・焼成工程において塗料表層の成膜
速度を遅らせ、溶剤の十分な揮発時間と塗膜全体の形成
時間をバランスでき、ワキの発生を抑制して厚膜化でき
るウレタン系塗膜(主樹脂:ポリエステルポリオール)
を見出した。このウレタン系塗膜はワキの発生を抑制で
きるために、一度に60μm程度まで膜厚で塗膜を形成
することができ、下塗り塗膜と合わせれば80μm程度
の塗膜の形成も可能となる。また、その伸びは200%
と、ポリエステル塗膜よりも優れている。
Therefore, the present inventors have examined various conditions for forming a coating film so that a film having a thickness of 40 μm or more can be formed.
Among them, by using a blocked isocyanate curing agent in which an active end group is blocked by another substance as the top coating film, the film forming rate of the coating surface layer is delayed in the drying / baking process of the coating film, and sufficient solvent is used. Urethane coating film (main resin: polyester polyol) that can balance the volatilization time and the formation time of the entire coating film and suppress the occurrence of armpits to make a thick film
Found. Since this urethane-based coating film can suppress the occurrence of cracking, it can form a coating film with a thickness of up to about 60 μm at a time, and when combined with an undercoating coating film, a coating film of about 80 μm can be formed. Also, its growth is 200%
And better than polyester coatings.

【0010】[0010]

【実施の態様】本発明に使用される鋼板には、普通鋼、
特殊鋼や、Zn系、Al系、Al−Zn系Al−Zn−
Mg系等の各種めっき鋼板、およびステンレス鋼板等を
用いることができる。鋼板自体に可逆弾性を有する方が
シール性を向上できるため、また、不凍液に対しても錆
び難くするためには、Hv=310以上のオーステナイ
ト系ステンレス鋼板を使用することが好ましい。下塗り
塗膜の塗装に先立ち、鋼板と下塗り塗膜の密着性を向上
させるとともに、耐食性を向上させるために、鋼板に酸
洗、脱脂、表面調整処理およびクロメート処理等の塗装
前処理を施すことが好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The steel sheet used in the present invention includes ordinary steel,
Special steel, Zn-based, Al-based, Al-Zn-based Al-Zn-
It is possible to use various plated steel sheets such as Mg series and stainless steel sheets. It is preferable to use an austenitic stainless steel sheet having Hv = 310 or more in order that the steel sheet itself having reversible elasticity can improve the sealing property and that the steel sheet itself does not easily rust against antifreeze. Prior to coating the undercoating film, in order to improve the adhesion between the steel plate and the undercoating film and to improve the corrosion resistance, the steel plate may be subjected to pretreatment such as pickling, degreasing, surface conditioning treatment and chromate treatment. preferable.

【0011】下塗り塗膜は鋼板および上塗り塗膜との密
着性に優れる塗膜であればよく、エポキシ系塗膜、ポリ
エステル系塗膜等が挙げられる。上塗り塗膜がウレタン
系塗膜の場合、下塗り塗膜をエポキシ系とすれば密着性
に優れる。好適なエポキシ樹脂としては、ビスフェノー
ル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂およびこ
れらを変性したポリエステル変性エポキシ樹脂、アクリ
ル変性エポキシ樹脂等を挙げることができる。硬化剤に
は、エーテル化メラミン樹脂で代表されるアミノ樹脂や
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート等のポリイソシアネートを使用する。
The undercoat coating may be a coating having excellent adhesion to the steel sheet and the top coating, and examples thereof include an epoxy coating and a polyester coating. When the top coating film is a urethane coating film, the adhesion is excellent if the undercoat coating film is an epoxy coating film. Examples of suitable epoxy resin include bisphenol type epoxy resin, novolac type epoxy resin, and polyester modified epoxy resin and acrylic modified epoxy resin obtained by modifying these. As the curing agent, an amino resin represented by etherified melamine resin and polyisocyanate such as hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate are used.

【0012】また、下塗り塗膜には、ストロンチウムク
ロメートで代表される防錆顔料や、シリカ、タルク、硫
酸バリウム等の体質顔料、無機粒子、有機樹脂等の骨材
など適宜配合することができる。下塗り塗膜の膜厚は1
〜20μmとする。シール性を考えれば厚いほうが望ま
しい。しかしながら、連続塗装設備では、ワキの発生無
く20μmを超える膜厚の塗膜を形成することは困難で
ある。また、1μm以下では鋼板および上塗り塗膜と十
分な密着性が得られない。
Further, the undercoating film may appropriately contain rust preventive pigments represented by strontium chromate, extender pigments such as silica, talc and barium sulfate, inorganic particles and aggregates such as organic resins. Undercoating film thickness is 1
˜20 μm. Considering the sealing property, thicker one is preferable. However, it is difficult for continuous coating equipment to form a coating film having a film thickness of more than 20 μm without causing cracking. On the other hand, if it is 1 μm or less, sufficient adhesion cannot be obtained with the steel sheet and the top coating film.

【0013】塗膜の伸びおよび強度で優れ、厚膜化が可
能であることから、上塗り塗膜はウレタン樹脂を主体と
したものとする。ウレタン樹脂は、ポリエステルポリオ
ールとポリイソシアネートを反応させた樹脂を用いる。
ポリエステルポリオールは多価アルコールと多塩基酸の
重縮合物である。多価アルコールとしては、エチレング
リコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレング
リコール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリ
コール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコ
ール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリトリット等を挙げることがで
き、これらから選ばれる1種または2種以上を混合して
使用することができる。
Since the coating film is excellent in elongation and strength and can be made thicker, the top coating film is mainly made of urethane resin. As the urethane resin, a resin obtained by reacting polyester polyol and polyisocyanate is used.
Polyester polyol is a polycondensation product of polyhydric alcohol and polybasic acid. As the polyhydric alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, etc. And one or more selected from these may be mixed and used.

【0014】多塩基酸としては、無水フタル酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸、フマル酸、無水コハク酸、アジ
ピン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、無
水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等を挙げること
ができ、これから選ばれる1種または2種以上を混合し
て使用することができる。硬化剤として用いるポリイソ
シアネートとしては、トリレンジイソシアネート、4,
4−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジ
シクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロ
ヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト等を挙げることができる。これらはプレポリマー、ア
ダクト、ビウレット、イソシアヌレート体等でもよい。
ポリイソシアネートはフェノール、クレゾール等のフェ
ノール類、ε−カプロラクタム等のラクタム類、ホルム
アミドオキシム、メチルエチルケトオキシム等のオキシ
ム類、マロン酸ジメチル、アセト酢酸エチル等の活性メ
チレン類でブロック化したものを用いる。この組み合わ
せにより、塗膜の伸びおよび強度で優れ、厚膜化が可能
な上塗り塗膜を形成できる。
Examples of the polybasic acid include phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid, succinic anhydride, adipic acid, sebacic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, trimellitic anhydride and pyromellitic anhydride. It is possible to use one kind or a mixture of two or more kinds selected from these. As the polyisocyanate used as the curing agent, tolylene diisocyanate, 4,
4-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate and the like can be mentioned. These may be prepolymers, adducts, biurets, isocyanurates and the like.
As the polyisocyanate, those blocked with phenols such as phenol and cresol, lactams such as ε-caprolactam, oximes such as formamide oxime and methyl ethyl ketoxime, and active methylenes such as dimethyl malonate and ethyl acetoacetate are used. By this combination, it is possible to form a top coat film which is excellent in elongation and strength of the coat film and which can be formed into a thick film.

【0015】上塗り塗膜の膜厚は20〜60μmとす
る。膜厚20μm未満では、下塗り塗膜で得られる最大
膜厚が20μmであるため、合わせても40μmに足り
ず、シール性が不足する。逆に60μmを超える膜厚を
ワキの発生無く形成することは困難である。上塗り塗膜
には、従来塗装鋼板で実施されている着色塗料、メタリ
ック塗料、体質顔料等を配合することができる。また、
上塗り塗膜および/または下塗り塗膜中にカーボンブラ
ックを5〜70重量部配合することが好ましい。カーボ
ンブラックはそれ自体が高い弾性を有するため、塗膜中
に配合することで塗膜全体の弾性を向上させ、シール性
を向上できる。配合量が5質量部に満たないと効果は少
なく、逆に70質量部を超えるとバインダーとしても樹
脂成分が不足するため塗膜が脆くなり、伸びが低下して
シール性が悪くなる。
The thickness of the top coating film is 20 to 60 μm. When the film thickness is less than 20 μm, the maximum film thickness obtained by the undercoat coating film is 20 μm, and therefore the total thickness is less than 40 μm and the sealing property is insufficient. On the contrary, it is difficult to form a film thickness exceeding 60 μm without causing cracks. The top coating film may be mixed with a coloring paint, a metallic paint, an extender pigment, etc., which have been conventionally applied to coated steel sheets. Also,
It is preferable to add 5 to 70 parts by weight of carbon black in the topcoat film and / or the undercoat film. Since carbon black itself has a high elasticity, the elasticity of the entire coating film can be improved and the sealing property can be improved by blending it in the coating film. If the compounding amount is less than 5 parts by mass, the effect is small. On the contrary, if the compounding amount exceeds 70 parts by mass, the resin component becomes insufficient even as a binder, the coating film becomes brittle, the elongation decreases, and the sealing property deteriorates.

【0016】本発明のメタルガスケット用塗装鋼板は、
従来の塗装鋼板と同様の方法で製造することができる。
すなわち、塗装前処理した鋼板に、下塗り塗料をロール
コーター、カーテンコーター等の常法により塗装し、1
90〜240℃で焼き付ける。続いて、上塗り塗料を同
様の方法で塗装し、200〜250℃で焼き付ける。
The coated steel sheet for metal gasket of the present invention is
It can be manufactured by a method similar to that of a conventional coated steel sheet.
That is, the undercoat paint is applied to the pretreated steel sheet by a conventional method such as a roll coater or a curtain coater, and 1
Bake at 90-240 ° C. Subsequently, the top coating composition is applied in the same manner and baked at 200 to 250 ° C.

【0017】[0017]

【実施例】試験No.1 板厚0.2mmのSUS301鋼帯(Hv=440)の
表面をアルカリ脱脂した後、塗布型クロメート処理して
塗装原板とした。その塗装原板の両面上に下塗り塗膜と
して、顔料としてのストロンチウムクロメートを配合し
たビスフェノール型エポキシ樹脂プライマー塗料をロー
ルコーター式の連続塗装ラインで塗装した。ワキ発生の
ない条件で膜厚を厚く調製したところ、得られた膜厚は
18μmであった。その上に上塗り塗膜として、ネオペ
ンチルグリコールおよび1,6−ヘキサンジオールを主
体とした多価アルコールとシクロヘキサンジカルボン酸
を主体とした多塩基酸からなるポリエステルポリオール
に、硬化剤としてブロック化されたヘキサメチレンジイ
ソシアネート系ポリイソシアネートを添加した塗料をロ
ールコーター式の連続塗装ラインで塗装した。ロールコ
ーターの周速を変えて、膜厚30μmに調製した。得ら
れたウレタン系の上塗り塗膜にワキはなく、その伸びは
200%であった。
[Example] Test No. After the surface has been alkaline degreasing of SUS301 steel strip 1 thickness 0.2mm (Hv = 440), was painted original plate by coating type chromate treatment. A bisphenol type epoxy resin primer paint containing strontium chromate as a pigment was applied on both sides of the original coating plate by a roll coater type continuous coating line as an undercoating film. When the film thickness was adjusted to a large value under the condition that no cracking occurred, the film thickness obtained was 18 μm. On top of that, as a top coating film, a polyester polyol composed of a polyhydric alcohol mainly composed of neopentyl glycol and 1,6-hexanediol and a polybasic acid mainly composed of cyclohexanedicarboxylic acid was used, and hexablocked as a curing agent was blocked. The paint to which the methylene diisocyanate-based polyisocyanate was added was applied on a roll coater type continuous coating line. The peripheral speed of the roll coater was changed to prepare a film thickness of 30 μm. The urethane-based top coat film obtained was free of cracks and its elongation was 200%.

【0018】試験No.2 上記試験No.1と同様に下塗り塗膜を形成した後、上
塗り塗膜の塗装時にロールコーターの周速を上げ、ワキ
の発生の条件で膜厚を厚く調整して、膜厚56μmの上
塗り塗膜を得た。この塗膜の伸びも200%であった。
Test No. 2 Above test No. After forming the undercoating film in the same manner as in No. 1, the peripheral speed of the roll coater was increased at the time of coating the topcoating film, and the film thickness was adjusted to be thick under the conditions of the occurrence of armpits to obtain an overcoating film with a film thickness of 56 μm. . The elongation of this coating film was also 200%.

【0019】試験No.3 下塗り塗膜として、不飽和ポリエステル系プライマー塗
料を用いた。それ以外は試験No.1と同様に行った。
得られた下塗り塗膜の膜厚は17μmであった。
Test No. 3 An unsaturated polyester primer coating was used as the undercoat coating. Other than that, the test No. The same procedure as 1 was performed.
The thickness of the resulting undercoat coating film was 17 μm.

【0020】試験No.4 下塗り塗膜および上塗り塗膜の塗膜中に40質量部のカ
ーボンブラックを配合する以外は試験No.1と同様に
行った。得られた下塗り塗膜の膜厚は19μmであり、
上塗り塗膜の膜厚は31μmであった。また、上塗り塗
膜の伸びは150%であった。
Test No. 4 except that compounding undercoating film and top coat of carbon black 40 parts by weight in the coating of Test No. The same procedure as 1 was performed. The thickness of the obtained undercoat coating film was 19 μm,
The film thickness of the top coating film was 31 μm. Further, the elongation of the top coating film was 150%.

【0021】試験No.5 板厚0.3mm、めっき付着量両面150g/m2の溶
融55%Al−Znめっき鋼帯をアルカリ脱脂した後、
塗布型クロメート処理して塗装原板とした。この塗装原
板に試験No.1と同様の塗膜形成を行った。
Test No. 5 Alkaline degreasing of a molten 55% Al-Zn plated steel strip having a plate thickness of 0.3 mm and a coating amount on both sides of 150 g / m 2 ,
A coating original plate was prepared by coating type chromate treatment. Test No. The same coating film formation as in No. 1 was performed.

【0022】試験No.6 板厚0.3mm、めっき付着量両面150g/m2の溶
融55%Al−Znめっき鋼帯をアルカリ脱脂した後、
塗布型クロメート処理して塗装原板とした。この塗装原
板に試験No.4と同様の塗膜形成を行った。
Test No. 6 After degreasing with alkali a molten 55% Al-Zn plated steel strip having a plate thickness of 0.3 mm and a coating amount on both sides of 150 g / m 2 ,
A coating original plate was prepared by coating type chromate treatment. Test No. The same coating film formation as in No. 4 was performed.

【0023】試験No.7 上塗り塗膜の塗装時にロールコーターの周速を下げ、膜
厚を薄く調製する以外は試験No.1と同様の方法で塗
膜形成を行った。得られた上塗り塗膜の膜厚は17μm
で、伸びは200%であった。
Test No. 7 lowers the peripheral speed of the roll coater when coating of the top coating film, except that thin prepare thickness Test No. A coating film was formed in the same manner as in 1. The thickness of the obtained top coat film is 17 μm
The elongation was 200%.

【0024】試験No.8 上塗り塗膜の硬化剤をメラミンとする以外は試験No.
1と同様の方法で塗膜形成を行った。ワキの発生がない
条件膜厚を厚く調整した。得られたポリエステル系上塗
り塗膜の膜厚は18μmで、伸びは150%であった。
Test No. Test No. 8 except that melamine was used as the curing agent for the top coating film.
A coating film was formed in the same manner as in 1. The film thickness was adjusted to be thicker to prevent the occurrence of armpits. The thickness of the obtained polyester-based top coating film was 18 μm and the elongation was 150%.

【0025】上記いずれの例でも塗膜の伸びは、JIS
K−6301 1−2−(1)の引張り試験法により
測定した。また、得られた塗装鋼板について、次の方法
でシール性と密着性を評価した。 シール性評価 得られた塗装鋼帯から外径80mm、内径64mmのド
ーナツ型ガスケット板に打ち抜き、外部からN2ガスを
流入できるシリンダーの開口部に乗せ、その上に金属製
の蓋をし、締め付け圧力9.8MPaで締め付けた。こ
の中にN2ガスを流入しガスケット部からガス漏れの起
こる圧力(N2ガスシール圧力)でシール性を評価し
た。同一条件で市販の、板厚0.2mmのSUS301
鋼帯に厚さ100μmのNBRゴムを被覆したメタルガ
スケットを評価した時のN2ガスシール圧力値(3.4
MPa)を基準として評価した。それ以上のN2ガスシ
ール圧力であれば問題ない。
In any of the above examples, the elongation of the coating film is JIS
  According to the tensile test method of K-6301 1-2 (1)
It was measured. In addition, for the obtained coated steel sheet, the following method
The sealability and adhesion were evaluated by. Sealability evaluation From the obtained coated steel strip, the outer diameter 80 mm, inner diameter 64 mm
Punching on a nut type gasket plate, N from the outside2Gas
Place it in the opening of the cylinder that can flow in, and make a metal on it
Was closed and tightened at a tightening pressure of 9.8 MPa. This
In N2Gas may flow in and cause gas leakage from the gasket.
Pressure (N2Gas seal pressure) is used to evaluate the sealability.
It was Commercially available under the same conditions, 0.2 mm thick SUS301
Metallic girder with steel strip coated with 100 μm thick NBR rubber
N when evaluating a sket2Gas seal pressure value (3.4
It evaluated based on (MPa). More N2Gassi
There is no problem if the pressure is low.

【0026】密着性評価 得られた塗装鋼帯を130℃の不凍液(エチレングリコ
ールを主成分とする市販のロングライフクーラント)に
24時間浸漬し、JIS K−6894の描画試験法で
剥離状態を評価した。5点評価で4点以上を合格とし
た。
Evaluation of Adhesion The obtained coated steel strip was immersed in an antifreeze solution (commercial long life coolant containing ethylene glycol as a main component) at 130 ° C. for 24 hours, and the peeling state was evaluated by the drawing test method of JIS K-6894. did. A score of 4 or more was passed in a 5-point evaluation.

【0027】 [0027]

【0028】評価結果を表1に示す。試験No.1〜6
の結果から、上塗り塗膜と下塗り塗膜を合わせた膜厚を
40μm以上とすることにより、シール性に優れたメタ
ルガスケット用の塗装鋼板が得られることがわかる。ま
た、試験No.1と4および試験No.5と6の結果の
比較から、塗膜中へのカーボンブラックの添加によりシ
ール性が向上できることもわかる。あるいは試験No.
1と5および試験No.4と6の結果の比較から、塗装
原板としてオーステナイト系ステンレス鋼を使用すると
シール性が向上することもわかる。さらに、試験No.
1と3の比較から、上塗り塗膜がウレタン系塗膜の場
合、下塗り塗膜をエポキシ系塗膜とすることで密着性が
向上できることもわかる。一方、上塗り塗膜と下塗り塗
膜を合わせた膜厚が40μmに満たない試験No.7,
8のものでは、メタルガスケットとしてのシール性が不
十分であることがわかる。
The evaluation results are shown in Table 1. Test No. 1-6
From the results, it can be seen that by setting the combined film thickness of the overcoat film and the undercoat film to 40 μm or more, a coated steel sheet for a metal gasket having excellent sealing properties can be obtained. In addition, the test No. 1 and 4 and test No. From the comparison of the results of 5 and 6, it is also understood that the sealing property can be improved by adding carbon black into the coating film. Alternatively, the test No.
1 and 5 and test No. From the comparison of the results of 4 and 6, it is also understood that the use of austenitic stainless steel as the coating base plate improves the sealing property. Further, the test No.
From the comparison between 1 and 3, it can be seen that when the top coating film is a urethane coating film, the adhesion can be improved by using the epoxy coating film as the under coating film. On the other hand, the test No. in which the total film thickness of the upper coating film and the lower coating film was less than 40 μm. 7,
It can be seen that with No. 8, the sealability as a metal gasket is insufficient.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ゴムに替え、樹脂を下塗り塗膜および上塗り塗膜と
して特定厚で被覆し、さらに上塗り塗膜として特定のウ
レタン系塗膜を形成することにより、ゴム被覆に比べて
短時間で大量生産でき、かつシール性の高いガスケット
用塗装鋼板を提供できる。そして性能に優れた素材を安
価に得ることができるので、自動車用エンジン用のシリ
ンダーヘッド等に低コストで適用できる。
As described above, according to the present invention, instead of rubber, a resin is coated as an undercoating film and a topcoating film at a specific thickness, and a specific urethane-based coating film is further coated as a topcoating film. By forming it, it is possible to provide a coated steel sheet for gaskets that can be mass-produced in a shorter time than rubber coating and has a high sealing property. Since a material having excellent performance can be obtained at low cost, it can be applied to a cylinder head for an automobile engine at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のメタルガスケット用塗装鋼板の断面
模式図
FIG. 1 is a schematic sectional view of a coated steel sheet for metal gasket of the present invention.

【図2】 従来のメタルガスケット用ゴム被覆鋼板の断
面模式図
FIG. 2 is a schematic sectional view of a conventional rubber-coated steel plate for metal gasket.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ウレタン系上塗り塗膜 2:下塗り塗膜
3:鋼板 4:ゴム
1: Urethane-based top coating film 2: Undercoat coating film
3: Steel plate 4: Rubber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 啓明 千葉県市川市高谷新町7番1号 日新製鋼 株式会社技術研究所内 (72)発明者 垰本 敏江 千葉県市川市高谷新町7番1号 日新製鋼 株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4D075 DA06 DB04 DC13 DC16 EB38 EC60 4F100 AA37B AA37C AA37H AB03A AB04A AK51C AK53B BA03 BA05 BA07 BA10C CC00B CC00C GB32 JL02 JL11 YY00B YY00C    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroaki Mori             7-1 Takaya Shinmachi, Ichikawa City, Chiba Prefecture Nisshin Steel             Technical Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Toshie Aramoto             7-1 Takaya Shinmachi, Ichikawa City, Chiba Prefecture Nisshin Steel             Technical Research Institute Co., Ltd. F term (reference) 4D075 DA06 DB04 DC13 DC16 EB38                       EC60                 4F100 AA37B AA37C AA37H AB03A                       AB04A AK51C AK53B BA03                       BA05 BA07 BA10C CC00B                       CC00C GB32 JL02 JL11                       YY00B YY00C

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼板の片面および/または両面上に、膜
厚1〜20μmの下塗り塗膜と、ポリエステルポリオー
ルとブロック化されたポリイソシアネートとの反応生成
物であるウレタン樹脂を主体とする膜厚20〜60μm
の上塗り塗膜が、合計膜厚40μm以上で積層されてい
ることを特徴とするメタルガスケット用塗装鋼板。
1. A film mainly composed of an undercoating film having a film thickness of 1 to 20 μm and a urethane resin which is a reaction product of a polyester polyol and a blocked polyisocyanate on one surface and / or both surfaces of a steel sheet. 20-60 μm
A coated steel sheet for metal gasket, wherein the top coating film is laminated in a total film thickness of 40 μm or more.
【請求項2】 下塗り塗膜が、エポキシ樹脂を樹脂ベー
スとする塗料で形成されている請求項1に記載のメタル
ガスケット用塗装鋼板。
2. The coated steel sheet for metal gasket according to claim 1, wherein the undercoat coating film is formed of a coating material containing an epoxy resin as a resin base.
【請求項3】 上塗り塗膜および/または下塗り塗膜
が、5〜70質量部のカーボンブラックが配合されたも
のである請求項1または2に記載のメタルガスケット用
塗装鋼板。
3. The coated steel sheet for metal gasket according to claim 1 or 2, wherein the top coating film and / or the under coating film contains 5 to 70 parts by mass of carbon black.
【請求項4】 鋼板が、Hv=310以上のオーステナ
イト系ステンレス鋼板である請求項1〜3のいずれか1
に記載のメタルガスケット用塗装鋼板。
4. The steel sheet is an austenitic stainless steel sheet having Hv = 310 or more.
Painted steel sheet for metal gasket described in.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7385215B2 (en) 2020-02-13 2023-11-22 日本製鉄株式会社 Composite, gasket, method of manufacturing composite and painted metal plate

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