JP3637912B2 - 自動車用シール材の製造方法 - Google Patents
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Description
自動車用シール材は、該シール材によりシールされる物品との接触による摩耗、劣化を防止するために、表面にグリースを塗布したり、基材にオイルを添加して成形したり等する。
また、自動車用シール材は通常金属からなるパイプ等と接触して用いられるため、このような場合、表面にグリースを塗布する方法や基材中にオイルを添加して成形する方法では、金属製物品との摩擦による表面の摩耗や劣化を十分に防止することができない。
自動車用シール材の基体の有機材料からなる膜形成すべき面の材質としては、例えばゴム、樹脂から選ばれた少なくとも1種の有機材料を挙げることができる。
また、本発明に係る自動車用シール材の製造方法においては、DLC膜形成に先立ち、前処理として、シール材基体の膜形成すべき面を、フッ素(F)含有ガス又は水素(H2 )ガスのプラズマに曝す。これにより、自動車用シール材基体は、このような前処理を施されたものとなる。
図1は本発明に係る自動車用シール材の製造に用いることができる成膜装置の1例の概略構成を示す図である。また、図3(A)は本発明方法により製造される自動車用シール材の1例の断面図である。なお、図3(B)は炭素膜を形成した自動車用防振部材例の断面図を参考的に示している。
また、この装置を用いて、本発明に係る自動車用シール材を製造するにあたっても、自動車用防振部材の製造と同様にして、自動車用シール材基体S6(ここではリング状のもの)の他物品との接触面S6´(図3(A)参照)に前記表面処理及び炭素膜形成を行う。
前述した、図1の装置を用いた炭素膜形成において、前処理用ガスプラズマによる試験片の前処理を行わず、該試験片の外表面に直接DLC膜を形成した。
試験片材質 EPDM
サイズ 20cm×20cm×厚さ1cm
高周波電極2サイズ 40cm×40cm
成膜条件
成膜用原料ガス メタン(CH4 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
成膜真空度 0.1Torr
成膜速度 500Å/min
成膜時間 20min
前記実験例1において、成膜に先立ち、同試験片に次の条件で水素ガスプラズマによる前処理を施した。成膜条件は前記実験例1と同様とした。
前処理条件
前処理用ガス 水素(H2 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
前記実験例1において、成膜に先立ち、同試験片に次の条件でフッ素化合物ガスプラズマによる前処理を施した。成膜条件は前記実験例1と同様とした。
前処理条件
前処理用ガス 6フッ化硫黄(SF6 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
前記実験例1において、成膜に先立ち、同試験片に次の条件で酸素ガスプラズマによる第1の前処理を施し、さらに水素ガスプラズマによる第2の前処理を施した。成膜条件は前記実験例1と同様とした。
第1前処理条件
前処理用ガス 酸素(O2 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
第2前処理条件
前処理用ガス 水素(H2 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
前記実験例1において、成膜に先立ち、同試験片に次の条件で酸素ガスプラズマによる第1の前処理を施し、さらにフッ素化合物ガスプラズマによる第2の前処理を施した。成膜条件は前記実験例1と同様とした。
第1前処理条件
前処理用ガス 酸素(O2 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
第2前処理条件
前処理用ガス 6フッ化硫黄(SF6 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
実験例6
前述した、図1の装置を用いた炭素膜形成において、前処理用ガスプラズマによる試験片の前処理を行わず、該試験片の外表面に直接DLC膜を形成した。
試験片材質 ポリイミド
サイズ 20cm×20cm×厚さ1cm
高周波電極2サイズ 40cm×40cm
成膜条件
成膜用原料ガス メタン(CH4 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
成膜真空度 0.1Torr
成膜速度 500Å/min
成膜時間 20min
前記実験例6において、成膜に先立ち、同試験片に次の条件で水素ガスプラズマによる前処理を施した。成膜条件は前記実験例6と同様とした。
前処理条件
前処理用ガス 水素(H2 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
前記実験例6において、成膜に先立ち、同試験片に次の条件でフッ素化合物ガスプラズマによる前処理を施した。成膜条件は前記実験例6と同様とした。
前処理条件
前処理用ガス 6フッ化硫黄(SF6 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
前記実験例6において、成膜に先立ち、同試験片に次の条件で酸素ガスプラズマによる第1の前処理を施し、さらに水素ガスプラズマによる第2の前処理を施した。成膜条件は前記実験例6と同様とした。
第1前処理条件
前処理用ガス 酸素(O2 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
第2前処理条件
前処理用ガス 水素(H2 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
前記実験例6において、成膜に先立ち、同試験片に次の条件で酸素ガスプラズマによる第1の前処理を施し、さらにフッ素化合物ガスプラズマによる第2の前処理を施した。成膜条件は前記実験例6と同様とした。
第1前処理条件
前処理用ガス 酸素(O2 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
第2前処理条件
前処理用ガス 6フッ化硫黄(SF6 ) 100sccm
高周波電力 周波数13.56MHz、300W
処理真空度 0.1Torr
処理時間 5min
結果を次表に示す。
摩擦係数 摩耗特性 膜密着強度 接触角
(μm/h) (kg/mm2) ( ° )
実験例1 1 0.9 2 100
実験例2 1 0.7 4 100
実験例3 1 0.7 4 100
実験例4 1 0.5 5 100
実験例5 1 0.5 5 100
実験例6 1 0.7 2 110
実験例7 1 0.6 4 110
実験例8 1 0.6 4 110
実験例9 1 0.5 5 110
実験例10 1 0.5 5 110
比較実験例1 3 2.5 ─ 80
比較実験例2 3 1.8 ─ 85
次に、前記実験例1と同様にして、ポリ塩化ビニリデンからなるフィルム(柔軟剤として脂肪酸誘導体を、安定剤としてエポキシ化植物油を添加したもの)の一方の表面上にDLC膜を形成したフィルム状の試験片(実験例11)及びDLC膜を形成していない未処理の同様のフィルム状の試験片(比較実験例3)について、透湿度(水蒸気透過率)及び酸素透過率をそれぞれ測定した。
透 湿 度 酸素透過率
(cc/m2/day) (cc/m2/day)
実験例11 0.9 1.2
比較実験例3 12.5 14.0
このように、DLC膜を被覆した実験例11の試験片ではDLC膜を被覆していない比較実験例3の試験片より、水蒸気及び酸素のいずれの透過も抑制されていることが分かる。
また、前処理を施した後形成した炭素膜は密着性が優れることが分かる。
11、11´ 排気装置
2 高周波電極
21、21´ ヒータ
22、51 マッチングボックス
23、52 高周波電源
3 接地電極
4、4´ プラズマ原料ガス供給部
5 誘導コイル電極
S1 自動車用防振部材基体
S1′ 基体S1の他物品との接触面
S6 自動車用シール材基体
S6′ 基体S6の他物品との接触面
F 炭素膜
Claims (3)
- 自動車用シール材の基体の有機材料からなる膜形成すべき面を、前処理として、フッ素(F)含有ガス又は水素(H2 )ガスのプラズマに曝して該膜形成すべき面をフッ素終端処理又は水素終端処理する前処理工程と、
前記前処理工程後に、該膜形成すべき面に耐摩耗性、潤滑性のあるDLC膜をプラズマCVD法により形成する工程と
を含むことを特徴とする自動車用シール材の製造方法。 - 前記前処理工程では、前記基体の膜形成すべき面を酸素(O2 )ガスのプラズマに曝した後、前記フッ素(F)含有ガス又は水素(H2 )ガスのプラズマに曝す請求項1記載の自動車用シール材の製造方法。
- 前記有機材料はゴム又は樹脂である請求項1又は2記載の自動車用シール材の製造方法。
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2003
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