JP2008260810A5 - - Google Patents

Description

かかる問題に鑑みて、本出願人は先にエンジンヘッドガスケットの使用環境である高面圧、高温度にさらに振動が加わるような過酷な使用条件下においても、ガスケット表面のゴム被覆層に摩耗や破壊を生ずるといった現象が殆どみられず、シール性の保持に有効なガスケットなどを形成させ得るゴム状弾性体用コーティング剤として、液状1,2-ポリブタジエンの水酸基含有物およびその硬化剤としての1,2-ポリブタジエンイソシアネート基含有物に、ポリオレフィン樹脂を添加したゴム状弾性体用コーティング剤(特許文献１，２)およびイソシアネート基含有1,2-ポリブタジエン樹脂、ワックスおよびフッ素系樹脂からなるコーティング剤(特許文献３)を提案している。
特許２，８２７，４０２号公報 特許３，３１６，９９３号公報 特許３，８９３，９８５号公報

本発明に係るコーティング剤は、これをゴムの表面処理に用いた場合、次のような効果がある。
(1) コーティング剤の塗布性に優れている
(2) 表面処理したゴム同士のブロッキングがない
(3) 表面処理したゴムの表面は、低摩擦、低摺動となり、装着作業性に優れている
(4) コーティング剤とゴムの官能基との間に化学的結合が多く形成され、その結果低摩擦、低摺動といった所望性能に持続性があり、またゴムの摩耗を低減できるばかりではなく、表面処理したゴムの耐久性や高温での非粘着性が発揮されることにより、金属との粘着性や固着性が少なくなり、高温時においても同様の効果がみられる
(5) 塗布厚みを薄くしても(10μm以下)、塗布ムラがなく、低コストで処理が可能であるばかりではなく、ゴム特性、滑り性、非粘着性を低下させることなく、柔軟性があり、特にシール部品の場合にはシール性に優れている
(6) シリコーン樹脂、シリコーンゴム、シリコーンオイルなどを含まないため、電気接点不具合の恐れがある部位にも使用可能である
(7) ポリブタジエン誘導体、セルロース誘導体とワックスおよびグラファイトからなるため、アウトガス性や汚染性の心配がなく、IT関連部品に使用が可能である
(8) 従来のフッ素樹脂を含有する処理皮膜は硬く、シール部品ではシール性能低下や圧縮-解放の繰り返しによる皮膜のクラックや剥がれがみられたが、本発明のポリブタジエン誘導体(およびワックス)を含有することにより、皮膜に柔軟性が付与され、これら問題が解消される
(9) セルロース誘導体の含有により、塗布性が向上し、またセルロース誘導体およびイソシアネート基含有1,2-ポリブタジエンの反応により、皮膜の強度が向上し、ポリブタジエンの粘着を防止することができ、高温での耐摩擦・摩耗特性が向上する。

また、このイソシアネート基含有1,2-ポリブタジエンは、末端基にイソシアネート基が付加されているため、加硫ゴム表面の官能基や水酸基と反応し、あるいはカルボキシル基等の活性水素基含有1,2-ポリブタジエンと反応させることで高分子化する。この際用いられる末端活性水素基として水酸基が付加された水酸基含有1,2-ポリブタジエンとしては、分子量l,000〜3,000程度ものが用いられ、市販品、例えば日本曹達製品日曹G-1000、C-1000、GQ-1000、GQ-2000などをそのまま用いることが出来る。

イソシアネート基含有1,2-ポリブタジエンと活性水素基含有1,2-ポリブタジエンが混合して用いられる場合には、イソシアネート基含有1,2-ポリブタジエンが50重量％以上、好ましくは60〜100重量％、活性水素基含有1,2-ポリブタジエンが50重量％以下、好ましくは0〜40重量％の割合で用いられる。イソシアネート基含有1，2−ポリブタジエンがこれより少ない場合には、ゴムとの密着性が低下することになり、ひいては滑り性、非粘着性能が低下し、耐摩擦・摩耗特性が低下するようになる。

さらに、これらの活性水素基含有1,2-ポリブタジエンと前記段落〔００１０〕に記載される如きイソシアネート化合物とを混合した混合物(反応生成物)も、イソシアネート基含有1,2-ポリブタジエンとして用いることができる。この場合には、活性水素基に対して当量以上のイソシアネート基となるような割合でイソシアネート化合物が用いられる。

軟化点100〜150℃のサゾールワックス(フィッシャートロプシュワックス)は、石炭を原料とし、一酸化炭素の水素化反応で炭化水素を合成する方法により製造され、飽和の直鎖状につながった炭化水素からなり、そのほとんど分枝をもたないほぼ完全な直鎖分子構造を有しているといった特徴をもつワックスであり、高融点、硬質、低粘度といった特徴を有する。このワックスは、高温での耐摩耗性が向上するものの、ワックス量が多い場合に高温で軟化して被膜強度が低下するため、熱間耐摩耗性が低下するようになるので、軟化点がこれより高いものを用いた場合には、高温での滑り性、非粘着性能が低下するようになる。一方、これより軟化点の低いものを用いると、ゴムと処理剤との密着性や高温での耐摩擦・摩耗特性が低下するようになる。サゾールワックスは、コーティング剤を用いて形成した皮膜中の各固形物成分中、5〜50重量％、好ましくは10〜40重量％となるような割合で用いられる。皮膜を形成する固形物成分中のサゾールワックスの割合がこれより多い場合には、ゴムとの密着性が低下し、耐摩擦・摩耗特性が低下するようになり、一方これより少ない場合にはすべり性や粘着防止性能が劣るようになる。

コーティング剤をゴム表面へ塗布した後、例えば約150〜250℃で約1分間〜24時間程度熱処理される。熱処理温度がこれより低い場合には、皮膜の硬化およびゴムとの密着性が不十分で、非粘着性、滑り性が悪くなる。一方、熱処理温度がこれより高い場合には、ゴムの熱老化が起こるようになる。従って、各種ゴムの耐熱性に応じて、加熱温度を加熱時間に応じて適宜設定する必要がある。

以上の実施例１〜４で得られた結果は、各成分の皮膜を形成する固形物成分の計算上の重量比率と共に次の表１に示される。
表１
実施例
１ ２ ３ ４
〔皮膜中の固形物成分重量比率(％)〕
メチルセルロース 17.4 11.1 36.9 15.1
NCO基含有ポリブタジエン 43.5 27.8 22.1 37.8
ワックス 29.1 28.9 31.0 37.1
グラファイト 10.0 32.1 10.0 10.0
〔測定結果〕
動摩擦測定試験
動摩擦係数 0.2 0.1 0.3 0.1
アルミ板との高温粘着試験
表面粘着力 (kgf) <0.1 <0.1 10 15
高温摩擦摩耗試験
接着層が露出するまでの回数 250 350 200 150
注) <0.1は検出限界以下を示している(0.1は測定可)