JP2005042130A

JP2005042130A - ステンレス鋼板、その製造方法及びゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケット

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Publication number: JP2005042130A
Application number: JP2003199802A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamazaki; 修山崎; Toshiyuki Yashiro; 利之八代; Nobuhiro Numazawa; 暢宏沼澤; Hidekazu Osada; 英一長田; Masaru Okamoto; 勝岡本; Kazuhiro Takahashi; 和宏高橋; Ritsuko Yokota; 理津子横田; Soji Fukawa; 宗史府川
Original assignee: Uchiyama Manufacturing Corp; Nippon Kinzoku Co Ltd
Current assignee: Uchiyama Manufacturing Corp; Nippon Kinzoku Co Ltd
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2005-02-17
Also published as: CN1598073A; US20050057004A1; DE102004035057A1

Abstract

【課題】ゴム層との密着性が良好なゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケット芯材として好適なステンレス鋼板、その製法、これを用いたガスケットを提供すること。
【解決手段】粗面化したステンレス鋼板表面に、クロムの水酸化物、クロムの酸化物、鉄の水酸化物及び鉄の酸化物を析出させてなるステンレス鋼板；該ステンレス鋼板の表面にゴム層を被覆してなるゴム被覆ステンレス鋼板；該ゴム被覆ステンレス鋼板を用いたガスケット；及び、ステンレス鋼板を化学的粗面化及び／又は電気化学的粗面化により粗面化し、アルカリ溶液中で陰極電解処理することを特徴とする該ステンレス鋼板の製造方法。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などエンジン部品に用いられるゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケット芯材、その製造方法及び該芯材を用いたガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来自動車などのエンジンに用いられていたガスケットはアスベスト製のものが多かったが、環境問題の点からアスベストに代わり、現在では、ステンレス鋼板を芯材として、その表面に接着剤を介して、フッ素ゴム、ＮＢＲゴム等の耐熱性ゴム層を形成させた「ゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケット」が広く用いられている。ところが、ステンレス鋼板と上記耐熱ゴムとの密着性、つまり、ステンレス鋼板表面と接着剤との密着性は良くない。特に自動車エンジン用ガスケットでは、ゴム層とステンレス鋼板の接合部が露出するガスケット端面（打ち抜きによるせん断面）へエンジン冷却水（不凍液）が侵入し、ゴム層の接着耐久性を劣化させるという問題がある。そこでステンレス鋼板とゴム層の接着性を向上させ、不凍液に対するゴム層の接着耐久性を改善する技術が種々検討されている。
【０００３】
クロメート処理液を被処理材に塗布する塗布型クロメート処理は、近年ステンレス鋼板製ガスケット芯材へのゴム接着用前処理として主流になっている。塗布方法は、処理槽を必要とせず、ロールコート法、エアカーテン法、静電噴霧法、スクイズロールコート法などの公知方法で可能であり、さらにスラッジも発生しない。クロメート処理液は、無水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩など６価クロムを主成分とするもの、これらにリン酸、シリカゲル、樹脂などを添加したものなど種類も多い。なお、特許文献１には、ステンレス鋼板上にクロメート被覆層を設け、その上に接着剤を介してゴム層を形成させる手法が開示されており、さらに、特許文献２には、塗布型クロメート処理に対するぬれ性を改善し、均一なクロメート皮膜を塗布する手法が開示されている。
また他の方法としては、ダルロール圧延、ショットブラスト等により機械的にステンレス鋼板表面を粗面化してゴムとの密着性を改善する試みも行われている。さらに、特許文献３には、ステンレス鋼板表面をアルカリ溶液中で陰極電解処理して、表面に鉄系水和酸化物皮膜を形成し、接着剤とのぬれ性を向上させ、ゴムとの密着性を改善させる手法が開示されている。
【０００４】
しかし、クロメート処理したステンレス鋼板上に接着剤を介してゴム層を設ける特許文献１記載の方法では、安定したゴム層の密着性を得ることができるが、クロメート処理液には環境上有害な６価クロムが含まれるため、廃棄処理設備を備えた工場でしか製造できない。また、クロメート皮膜の主成分は、可溶性の６価クロムであり、自動車エンジン用ガスケットでは、ゴム層とステンレス鋼板の接合部が露出するガスケット端面（打ち抜きによるせん断面）のクロメート層からエンジン冷却水（不凍液）へ６価クロムが溶出する可能性があり、さらに、廃車後、降雨などによってガスケットから６価クロムが溶出して土壌汚染を起こす可能性もある。
【０００５】
一方、ダルロール圧延によってステンレス鋼板表面を機械的に粗面化する方法は、圧延ロールに形成した凹凸を転写するものであるため、ゴム層を十分に拘束し得るアンカー効果の高い粗面化表面を得ることは難しい。ショットブラストやホーニング等による粗面化手法によれば、比較的アンカー効果の高い粗面化表面を形成することが可能であるが、削り取られた鋼板粉を処理する必要があるため作業効率が低下し、また通常使用されているガスケット芯材などのような薄板では、鋼板に反りが発生し易く、ガスケット芯材には適さない方法と言える。
【０００６】
さらに、特許文献３記載のステンレス鋼板をアルカリ溶液中で陰極電解処理して、ステンレス鋼板表面に鉄系水和酸化物皮膜を形成し、接着剤のぬれ性を向上させ、ゴムとの密着性を改善させるという手法では、溶液調製後、数時間の電解処理でアルカリ電解液が劣化してしまい、その後は、ゴムとの密着性が良好な皮膜が形成できなくなるなど、生産効率が非常に低いという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平３−２６５７６４号公報
【特許文献２】
特開平７−１８４６０号公報
【特許文献３】
特開平５−６５６９７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、このような従来技術の問題を解消することにあり、ゴム層との密着性が良好であるゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケット芯材であって、６価クロムなど環境上有害な物質を含まず、かつ効率的な生産を可能とする技術の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下のステンレス鋼板、ゴム被覆ステンレス鋼板、これを用いたガスケット、ステンレス鋼板の製造方法を提供するものである。
１．粗面化したステンレス鋼板表面に、クロムの水酸化物、クロムの酸化物、鉄の水酸化物及び鉄の酸化物を析出させてなるステンレス鋼板。
２．粗面化したステンレス鋼板表面が、開口部の平均直径及び平均深さがそれぞれ０．５〜１０μｍの食孔を形成したものである上記１記載のステンレス鋼板。
３．ステンレス鋼板が、Ｈｖ３００から５００の硬さに調整された平均板厚０．１〜２．０ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼板又はフェライト＋マルテンサイト複相組織のステンレス鋼板である上記１又は２記載のステンレス鋼板。
４．上記１〜３のいずれか１項記載のステンレス鋼板の表面にゴム層を被覆してなるゴム被覆ステンレス鋼板。
５．上記１〜３のいずれか１項記載のステンレス鋼板の表面に、接着剤層を介してゴム層を被覆してなるゴム被覆ステンレス鋼板。
６．ゴム層の平均厚さが１０〜５００μｍである上記４又は５記載のゴム被覆ステンレス鋼板。
７．ゴム層が、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、これらの２種以上の混合物、又はこれらのゴムをバインダーとして無機又は有機の繊維又は無機又は有機の充填剤を配合したコンパウンドである上記４〜６のいずれか１項記載のゴム被覆ステンレス鋼板。
８．上記４〜７のいずれか１項記載のゴム被覆ステンレス鋼板を用いたガスケット。
９．エンジン用ガスケットである上記８記載のガスケット。
１０．ステンレス鋼板を化学的粗面化及び／又は電気化学的粗面化により粗面化し、アルカリ溶液中で陰極電解処理することを特徴とする上記１又は２記載のステンレス鋼板の製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、ステンレス鋼板とゴム層との密着性改善手法を種々検討した結果、ステンレス鋼板表面をアンカー効果のある凹凸形態に粗面化させ、さらにアルカリ溶液中で陰極電解処理を行い、この粗面化した表面に、接着剤との密着性が優れるクロムの水酸化物、クロムの酸化物、鉄の水酸化物、及び鉄の酸化物の析出物を形成させることによって、長期にわたって不凍液に対する抵抗力の高いゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケットが得られることを知見した。なお、本発明のアルカリ溶液中での陰極電解処理によって形成した析出物には可溶性の６価クロムは含まれないため、ゴム層とステンレス鋼板との接合部が露出するガスケット端面（打ち抜きによるせん断面）からエンジン冷却水（不凍液）へ６価クロムが溶出する可能性はなく、さらに廃車後、降雨などによってガスケットから６価クロムが溶出することはなく、従って、土壌汚染を引き起こす可能性はない。
【００１１】
本発明者らは、特許文献３記載の方法を詳細に検討した結果、溶液調製後、数時間内の電解では、析出物は針状形態であるが、さらに電解を進めていくと、析出物形態が針状から粒状へと変化し、最終的に皮膜状に推移することを見出した。析出物形態とゴムとの密着性については、析出物形態が針状のときには非常に良好であるが、粒状、皮膜状へと移行するに従い急激に低下する。例えば、炭酸ナトリウム：４０ｇ／ｌ、リン酸三ナトリウム・１２水和物：３０ｇ／ｌ、水酸化ナトリウム：２０ｇ／ｌの混合溶液において、溶液温度８０℃、陰極電流密度６Ａ／ｄｍ^２での処理条件においては、電解時間が４００分程度までは析出物形態が針状（約１μｍ長さ）となり、それより長くなると粒状（粒径約０．１μｍ）になり、さらに電解時間が２０００分以上では皮膜状になる。ゴムとの密着性が優れる針状の析出物は、溶液調製後、数時間で形成できなくなり、生産性の観点からは非常に劣る処理である。
【００１２】
一方、析出物の組成をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）で調べた結果、析出物形態が針状、粒状、皮膜状のいずれの場合にもＣｒが１０〜１１（原子％）、Ｆｅが５〜７（原子％）、Ｏが４６〜４９（原子％）、Ｃが３１〜３４（原子％）となり、析出物の形態が異なっても組成はほぼ同一であることがわかった。なお、析出物のクロムはＣｒ（ＯＨ）_３の水酸化物とＣｒ_２Ｏ_３の酸化物、また鉄は、ＦｅＯＯＨの水酸化物とＦｅ_３Ｏ_４、Ｆｅ_２Ｏ_３の酸化物を形成していた。
すなわち、針状、粒状及び皮膜状とも、析出物の組成は同一であって、ゴムとの密着性は針状のみ優れることから、ゴムとの密着性には電解析出物の形態による作用、つまりアンカー効果が大きく影響するものと推定された。このことから、ステンレス鋼板芯材表面にアンカー効果のある凹凸を形成し、その表層に、上記電解処理による析出物（形態は問わない）を形成させることによって、ゴムとの密着性は優れるものと考えられた。
【００１３】
そこで、ステンレス鋼板芯材表面にアンカー効果を付与するため、酸溶液中への浸漬処理（化学的処理）や電解処理によって表面に凹凸を形成させ、その後、アルカリ溶液中での陰極電解によって、この粗面化した表面にクロムの水酸化物、酸化物及び鉄の酸化物、水酸化物の析出物を形成させた。その結果、ゴムとの密着性が非常に劣った皮膜状の析出物であっても、ステンレス鋼板芯材を粗面化することによって不凍液に対する抵抗力の高いゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケットが得られることを知見した。
また、以上のガスケットにおいて、特に、芯材がＨｖ３００から５００の硬さに調整された平均板厚０．１〜２．０ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼板又はフェライト＋マルテンサイト複相組織のステンレス鋼板であり、ゴム層の平均厚さが１０〜５００μｍであるものが特に好ましい。
【００１４】
本発明のゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケットは、芯材であるステンレス鋼板にアンカー効果のある粗面化処理を行い、その後、アルカリ溶液中での陰極電解処理によって、粗面化した表面に、接着剤との密着性が優れたクロムの水酸化物、酸化物と鉄の酸化物、水酸化物の電解析出物を形成させて、素材のアンカー効果と析出物の組成の効果によって、接着剤及びゴム層をステンレス鋼板に強固に密着させることを特徴とするものである。
【００１５】
ステンレス鋼板表面の粗面化方法
ステンレス鋼板表面の粗面化の方法としては、化学的粗面化、電気化学的粗面化、これらを組み合わせた粗面化のいずれも使用できる。この粗面化は、ステンレス鋼板表面に多数の凹凸を形成することを目的とするものである。例えば、ステンレス鋼板に、ハロゲンイオン（例えば、塩化第二鉄、塩酸、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、沃化ナトリウム等）を含有する水溶液中で、定電位電解（温度５〜９５℃、電圧０．１〜５０Ｖ、０．１〜３０分）、定電流電解（温度５〜９５℃、電流密度０．０１〜１００Ａ／ｄｍ^２、０．１〜３０分）、交番電解（温度５〜９５℃、周波数０．５〜６０Ｈｚ、電圧０．１〜５０Ｖ、電流密度０．０１〜１００Ａ／ｄｍ^２、０．１〜３０分）などの電解処理を施したり、ステンレス鋼板をハロゲンイオン（例えば、塩化第二鉄、塩酸、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化銅）を０．１質量％〜各試薬の飽和濃度含有する水溶液中に温度５℃〜溶液の沸点で０．１〜６０分間浸漬処理する。これらの処理によって、ステンレス鋼板表面全体に多数の凹凸、すなわち食孔を形成することができる。食孔開口部の平均直径及び平均深さは、好ましくは、０．５〜１０μｍで最も好ましくは、１〜３μｍである。
【００１６】
また、食孔はできるだけ高密度に存在していることが望ましい。例えば、ステンレス鋼板表面全体の表面積に対する食孔開口部の全表面積の割合は、好ましくは３０％以上、さらに好ましくは５０％以上である。食孔開口部のステンレス鋼板表面の不働態皮膜が強固で、耐孔食性の優れる材料では、食孔が局在化する傾向にあるため、粗面化処理の前処理として、脱脂及び硝酸−フッ酸での酸洗や、硫酸ナトリウム水溶液中での交番電解あるいは陽極電解処理を施すと、食孔が表面全体に高密度で生成する。
【００１７】
アルカリ溶液中での陰極電解処理
粗面化したステンレス鋼板のアルカリ溶液中での陰極電解処理条件は特に限定されないが、好適な例を挙げれば、水溶液としては、０．２〜４０質量％水酸化ナトリウムを含む溶液、又は０．２〜５０質量％のリン酸三ナトリウムを含む溶液、又は０．２〜４０質量％炭酸ナトリウムを含む溶液、あるいはこれらの混合溶液である。好適な液温は２０〜９５℃、好適な陰極電流密度は０．５Ａ／ｄｍ^２以上、好適な処理時間は１０秒以上である。
各試薬とも０．２質量％未満ではステンレス鋼板表面に均一な析出物が形成されにくく、接着剤及びゴムとの良好な接着性が得られにくい。上限を超えると液の劣化が著しく、また経済的にも不利である。液温は２０℃未満では電流効率が低いため、析出物の生成速度が遅く、接着性向上効果が小さい。液温を上げることにより処理時間の短縮が可能であるが、水分の蒸発が激しく、液濃度の管理が難しくなる。また、陰極電流密度０．５Ａ／ｄｍ^２未満、処理時間１０秒未満では、密着性向上効果が小さい。陽極には、一般的なステンレス鋼板が適する。このように処理されたステンレス鋼板表面には、クロムと鉄の水酸化物、酸化物主体の析出物が形成される。
【００１８】
電気化学反応及び陽極材質
上記アルカリ溶液中での電気化学反応は、フェライト系ステンレス鋼板をアノード（陽極）とした場合、電解開始とともにアノードでは主成分である鉄とクロムが溶出する。鉄はＦｅ^３＋として溶出し、不安定な中間生成物のＦｅ（ＯＨ）_３を経て、安定なＦｅ_２Ｏ_３（３Ｈ_２Ｏ）になる。また、クロムは、Ｃｒ^６＋として溶出し、アルカリ溶液中で安定なＣｒＯ_４ ^２−になる。一方、カソードではアノード反応で生成したＦｅ（ＯＨ）_３、Ｆｅ_２Ｏ_３（３Ｈ_２Ｏ）が、水酸化物のＦｅＯＯＨや酸化物のＦｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４に、またＣｒＯ_４ ^２−が水酸化物のＣｒ（ＯＨ）_３や酸化物のＣｒ_２Ｏ_３にそれぞれ還元される。またＸＰＳ分析から、溶液中の炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）がカソード析出物と共析するものと考えられた。なお、陽極の材質は１３質量％Ｃｒ以上の通常のステンレス鋼板が適しており、これよりＣｒ濃度が低い鋼板材では、アノード反応が主に酸素の発生反応に費やされるため、鉄とクロムの溶解反応が抑えられる。このため、カソードでの析出反応が抑制（主に水素発生反応）され、電流効率的には適さない。
【００１９】
本発明のガスケットに用いる芯材（ステンレス鋼板）としては、バネ特性を付与するために冷間圧延あるいは冷間圧延と熱処理との組み合わせにより、硬さがＨｖ３００〜５００に調整されたオーステナイト系ステンレス鋼板、又はフェライト系＋マルテンサイト系複相組織ステンレス鋼板が適している。芯材の板厚は要求特性によって異なるが、一般的には平均厚さ０．１〜２．０ｍｍの範囲のものが適用でき、特に０．１５から０．８ｍｍのものが好適に使用される。このように薄ゲージのステンレス鋼板では、ショットブラストやホーニング等の粗面化処理を行うと鋼板が反り返るなどの不都合を生じやすい。このため、上記に述べた本発明の粗面化方法が芯材には適する。
【００２０】
ゴム層を構成するゴムの種類としては、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム等の耐熱ゴムを単独又は組み合わせて、あるいはそれらのゴムをバインダーとして無機又は有機の繊維、又は無機又は有機の充填剤を配合したコンパウンド等が用いられる。この際用いられるゴム層の厚さは平均１０〜５００μｍの範囲とするのが良い。また、芯材とゴム層の間には接着剤層を介在させることが望ましい。このような接着剤としては、エポキシ系樹脂あるいはフェーノール系樹脂を主成分とした樹脂が挙げられ、これらを芯材表面に塗布した後、焼付けして接着剤層を形成する。
【００２１】
以下実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１
板厚０．３ｍｍのＳＵＳ３０１，３／４Ｈオーステナイト系ステンレス鋼板（Ｈｖ約３８０）の表面に、通常のアルカリ電解脱脂を施した後、水洗を行った。その後、４２質量％の塩化第二鉄溶液、２５℃に１分間浸漬処理し、表面を粗面化した。水洗後、アルカリ溶液中での陰極電解処理は、２０ｇ／ｌ水酸化ナトリウム、３０ｇ／ｌリン酸三ナトリウム・１２水和物、４０ｇ／ｌ炭酸ナトリウムの混合溶液を用いて、液温を８０℃、陰極電流密度を６Ａ／ｄｍ^２、処理時間を１．５、２、２．５、３、５、１０分間として行い、水洗後に大気中で自然乾燥させた。
また比較のため、塗布型クロメート処理材（処理の手順として、通常のアルカリ脱脂を施した後、水洗を行ない、所定の濃度に調整された塗布型クロメート溶液を、ｍ^２あたり５０±２０ｍｇとなるよう、ロールコーターにて裏表同時にコーティングする方法を用いた）、ダルロール仕上げ材、粗面化未処理材（＝粗面化していないもの）、粗面化のみのもの（アルカリ溶液中での陰極電解処理を行っていないもの）を用意した。
これらのステンレス鋼板を芯材として用い、その表面にエポキシ系樹脂を主成分とした接着剤層を形成（厚さ約５μｍ）後、アクリロニトリルブタジエンゴムをバインダーとして無機・有機の繊維及び無機・有機の充填剤を配合したコンパウンド（以下ＮＢＲと略す）を被覆（平均厚さ約１５０μｍ）形成した。ＮＢＲで被覆されたステンレス鋼板から２０×９０ｍｍの試験片を切り出し、以下の耐不凍液性試験に供した。
【００２２】
耐不凍液性試験はオートクレーブの中に不凍液をいれ１５０℃に加熱することによって実施した。この際試験片は全長の半分が不凍液に浸漬され、全長の半分が気相（蒸気相）に暴露されるような形でセットされる。このような状態で所定の時間が経過した後、試験片を取り出し、室温にて１日放置、乾燥させた後、ＪＩＳＫ５４００に基づき、１ｍｍ間隔の碁盤目を試験片に刻み、升目の対角線に沿って１８０°に折り曲げ、剥離した升目を点数化して評価とする。この際、評価の対象となる升目を１０升とし、剥離した升目の数を１升１点と見なし、１０点から減じて評点とする。尚評価に用いられた不凍液はＡ；日産純正ロングライフクーラント、Ｂ；スバル純正ロングライフクーラントである。
【００２３】
表１及び表２にＳＵＳ３０１材の不凍液Ａ及び不凍液Ｂ使用での耐不凍液性試験結果を示す。本発明例は、現在一般的に行われている塗布型クロメート処理に比べて耐不凍液性が優れることがわかる。ダルロール仕上げ材、粗面化未処理材（＝粗面化していないもの）は非常に耐不凍液性が劣った。また本発明例と、粗面化のみのもの（アルカリ溶液中での陰極電解を行っていないもの）の比較結果から、アルカリ溶液中での陰極電解処理によって耐不凍液性が顕著に上昇することがわかる。
【００２４】
【表１】
ＳＵＳ３０１材の不凍液Ａ使用での耐不凍液試験結果

【００２５】
【表２】
ＳＵＳ３０１材の不凍液Ｂ使用での耐不凍液試験結果

【００２６】
実施例２
ＳＵＳ４１０Ｓ（１３Ｃｒ−０．０８Ｃ）を板厚０．３ｍｍまで冷間圧延し、その後連続焼鈍での熱処理による金属組織制御を行ってフェライト＋マルテンサイト複相組織としたステンレス鋼板（Ｈｖ約３８０）を得た。このステンレス鋼板を、通常のアルカリ電解脱脂処理した後、水洗し、４２質量％の塩化第二鉄溶液、２５℃に１分間浸漬処理して表面を粗面化した。水洗後、２０ｇ／ｌ水酸化ナトリウム、３０ｇ／ｌリン酸三ナトリウム・１２水和物、４０ｇ／ｌ炭酸ナトリウムの混合溶液中で、液温を８０℃、陰極電流密度を６Ａ／ｄｍ^２、処理時間を１．５、２、２．５、３、１０分間として陰極電解を行った。水洗後、大気中で自然乾燥させた。その表面にエポキシ系樹脂を主成分とした接着剤層を形成（厚さ約５μｍ）後、ＮＢＲ被覆（平均約１５０μｍ）を形成した。ＮＢＲで被覆されたステンレス鋼板から試験片を切り出し、実施例１と同様の耐不凍液性試験に供した。
【００２７】
表３及び表４にＳＵＳ４１０Ｓ、フェライト＋マルテンサイト複相組織材の不凍液Ａ及び不凍液Ｂ使用での耐不凍液性試験結果を示す。実施例１と同様に本発明例は現在一般的に行われている塗布型クロメート処理よりも耐不凍液性が優れることがわかった。さらに実施例１との比較結果から、芯材の材質の影響を受けないことがわかった。
【００２８】
【表３】
ＳＵＳ４１０Ｓ、フェライト＋マルテンサイト複相組織材の不凍液Ａ使用での耐不凍液試験結果

【００２９】
【表４】
ＳＵＳ４１０Ｓ、フェライト＋マルテンサイト複相組織材の不凍液Ｂ使用での耐不凍液試験結果

【００３０】
本発明では、一般的にゴムとの密着性を向上させる前処理として行われている塗布型クロメート処理などのように、有害物質である６価クロムの溶出はない。この点を以下の実験（ＧＭ３０３４）によって確認した。
アルカリ陰極電解によって析出物を形成したステンレス鋼板を供試材とした。供試材を５ｃｍ×５ｃｍに切断して（試験片：両面で５０ｃｍ^２）、６価クロムの溶出試験に供した。６価クロムの溶出試験には、市販の蒸留水をイオン交換（東レ（株）製ＴＯＲＡＹＰＵＲＥ、ＬＶ−０８使用）して、比電導度を１×１０^−６Ｓ・ｃｍ^−１以下にした超純水を用いた。この超純水５０ｍｌを加熱、沸騰させた後、沸騰状態で試験片を浸漬し、５分後に試験片を引き上げ、加熱を終了した。溶液が室温になったら、この溶液に超純水（蒸発分）を加え、容量を５０ｍｌにメスアップした。
【００３１】
溶出試験後の溶液に１．５ｍｌのＨ_２ＳＯ_４（９Ｎ）を加え、酸性とし、この溶液を、２５ｍｌずつ２つのビーカーに分け、一方のみ１ｍｌのジフェニルカルバジド（０．５ｇ＋アセトン５０ｍｌ＋超純水５０ｍｌ）を加え、一方をブランク（対照液）とした。両溶液を吸収セル（１ｃｍ長）に移し、波長５４０ｎｍの吸光度を測定した。なお、６価クロムの基準液は０．５μｇ／５０ｍｌ（ＧＭ３０３４検出限界濃度）とし、さらに、検量線作成のため６価クロム１μｇ／５０ｍｌ及び４μｇ／５０ｍｌを加えた。
試験の繰り返し数をｎ＝３として、得られた吸光度（Ａｂｓ）と６価クロム濃度の関係を求めた。図１に示すように、繰り返し数ｎ＝３での吸光度は０．０４２５〜０．０４５８であり、６価クロム濃度は、０．５μｇ／５０ｍｌ以下（検出限界以下）となり（試験片単位面積当たりの６価クロム溶出量は０．０１μｇ／ｃｍ^２以下）、さらに検量線から、０μｇ／５０ｍｌに近似できることがわかった。この結果から、電解析出物から６価クロムの溶出は無いと判断できる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケットは、密着性が高く、耐不凍液性に優れている。
本発明のゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケットは、芯材であるステンレス鋼板にアンカー効果のある粗面化処理を行い、その後、アルカリ溶液中での陰極電解処理によって、粗面化した表面に、接着剤との密着性が優れたクロムの水酸化物、酸化物及び鉄の酸化物、水酸化物の析出物を形成させ、素材のアンカー効果と析出物の組成の効果とによって、接着剤及びゴム層をステンレス鋼板に強固に密着させることを特徴とするものである。薄板に適用しても機械的な凹凸形成手段のように板が反ることがない。このため本発明はエンジン用ガスケットなどのニーズが高い薄ゲージのガスケットに適している。
以上のことから、本発明はゴム被覆ステンレス鋼板製ガスケットの普及に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】電解析出物の６価クロム溶出試験結果を示すグラフである。
【図２】ステンレス鋼板芯材粗面化表面の電子顕微鏡写真である。

Claims

粗面化したステンレス鋼板表面に、クロムの水酸化物、クロムの酸化物、鉄の水酸化物及び鉄の酸化物を析出させてなるステンレス鋼板。
粗面化したステンレス鋼板表面が、開口部の平均直径及び平均深さがそれぞれ０．５〜１０μｍの食孔を形成したものである請求項１記載のステンレス鋼板。
ステンレス鋼板が、Ｈｖ３００から５００の硬さに調整された平均板厚０．１〜２．０ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼板又はフェライト＋マルテンサイト複相組織のステンレス鋼板である請求項１又は２記載のステンレス鋼板。
請求項１〜３のいずれか１項記載のステンレス鋼板の表面にゴム層を被覆してなるゴム被覆ステンレス鋼板。
請求項１〜３のいずれか１項記載のステンレス鋼板の表面に、接着剤層を介してゴム層を被覆してなるゴム被覆ステンレス鋼板。
ゴム層の平均厚さが１０〜５００μｍである請求項４又は５記載のゴム被覆ステンレス鋼板。
ゴム層が、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、これらの２種以上の混合物、又はこれらのゴムをバインダーとして無機又は有機の繊維又は無機又は有機の充填剤を配合したコンパウンドである請求項４〜６のいずれか１項記載のゴム被覆ステンレス鋼板。
請求項４〜７のいずれか１項記載のゴム被覆ステンレス鋼板を用いたガスケット。
エンジン用ガスケットである請求項８記載のガスケット。
ステンレス鋼板を化学的粗面化及び／又は電気化学的粗面化により粗面化し、アルカリ溶液中で陰極電解処理することを特徴とする請求項１又は２記載のステンレス鋼板の製造方法。