JP3804549B2 - ガスケットの製造法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスケットの製造法に関する。更に詳しくは、耐久接着性を大幅に改善せしめ、シリンダヘッドガスケット等として有効に用いられるガスケットの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼板上にニトリルゴム、フッ素ゴム等の加硫ゴム層を形成させたシリンダヘッドガスケットを製造する際、ステンレス鋼板表面が不活性であるため、従来はその表面に塗布型クロメート処理を行っている。しかしながら、環境負荷物質や有害物質の削減という社会的要求から、6価クロムを含有する塗布型クロメート処理の実施が困難となり、代替処理が必要とされるようになってきている。
【０００３】
また、ステンレス鋼表面の清浄化および不活性さの改善のため、各種の酸処理や研磨処理などの表面処理も広く行われており、このような表面処理法は一般に初期の接着力の向上には効果がみられるものの、接着の耐久性に対しては効果がなく、塗布型クロメート処理の代替を困難なものとしている。また、塗布型クロメート処理を用いた場合には、安定した耐溶剤性が得られないという問題もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、塗布型クロメート処理に代るステンレス鋼の表面処理方法を用い、耐久接着性にすぐれた加硫ゴム層をステンレス鋼板上に形成せしめることを可能とするガスケットの製造法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の目的は、ステンレス鋼に接着剤を塗布した後加硫ゴム層を形成させてガスケットを製造するに際し、ステンレス鋼表面のCr/Fe原子比が2.0以上のステンレス鋼を用い、また接着剤として焼付け型接着剤を用いることによって達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ステンレス鋼としては、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼等が用いられる。これらのステンレス鋼は、その表面におけるCr/Fe原子比が本来0.7〜1.2程度であり、本発明においてはこの原子比を2.0以上としたものが用いられる。
【０００７】
ステンレス鋼表面のCr/Fe原子比(エックス線光電子分光法による)を2.0以上とするためには、熱硝酸処理または硝酸中での陽極酸化処理が行われる。硝酸としては、濃度が10〜98%、好ましくは30〜70%のものが用いられ、それを用いての熱硝酸処理は約40〜80℃、好ましくは約50〜65℃で約1/4〜3時間浸せき処理することなどによって行われる。また、このような硝酸を浴として用い、約10〜70℃で約2〜30mA/cm2の電流を約1〜60分間程度通電し、陽極酸化することによっても規定されたCr/Fe原子比のステンレス鋼表面を形成させることができる。
【０００８】
このようにしてCr/Fe原子比を調整した鋼板面上には、焼付け型接着剤が塗布され、乾燥させた後、約160〜230℃で約2〜10分間程度の焼付け処理が行われる。焼付け型接着剤としては、任意のものを使用することができるが、ステンレス鋼上に加硫接着されるゴム、例えばニトリルゴムやフッ素ゴムとの接着性良好なものが好んで用いられる。実際には、市販品、例えばローム・アンド・ハース社製品Thixon715、群栄化学製品レヂトップPL-2211等をそのまま用いることができる。
【０００９】
焼付け型接着剤が焼付け処理されたステンレス鋼上には、シリンダヘッドガスケットに要求される耐熱性や密着・密封性等の性質の点から、好ましくはニトリルゴムまたはフッ素ゴムの加硫ゴム層が形成される。これらのゴムは、有機溶剤系ゴム糊としてあるいはゴムの水性ラテックスとして、そこに必要な各種配合剤を添加した上で、所望の加硫後ゴム厚さになるように塗布され、所定の加硫温度で加硫され、ステンレス鋼上に加硫ゴム層を形成させる。
【００１０】
【発明の効果】
ステンレス鋼表面に熱硝酸処理を施すことにより、ステンレス鋼表面の酸化鉄成分が選択的に溶出し、その結果としてCr/Fe原子比が大きくなり、この原子比が大きい程接着寿命は長くなる。また、従来用いられてきた塗布型クロメート処理と比較しても、理想的な熱硝酸処理が行われた場合、接着の耐久性が向上し、特にロングライフクーラントのような熱水/アルコール混合液中での寿命が飛躍的に増大する。ただし、Cr/Fe原子比が2.0未満の処理では、塗布型クロメート処理を上廻る耐久性は認められない。さらに、このような耐久性の向上は、熱硝酸処理を陽極酸化処理に代えることで、より短時間で処理を行なうことができる。
【００１１】
このようなすぐれた耐久接着性を示す本発明の加硫ゴム層形成ステンレス鋼は、ガスケット、特にシリンダヘッドガスケットとして有効に用いることができる。
【００１２】
【実施例】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１３】
実施例１
65℃の65%硝酸浴に1時間浸せきしたSUS鋼板(厚さ200μm)に、焼付け型接着剤(ローム・アンド・ハース社製品Thixon715)を塗布、乾燥後200℃で3分間焼付き処理を行ない、そこに
ニトリルゴム糊(日本合成ゴム製品N230S） 1Kg
SRFカーボンブラック 800g
老化防止剤(大内新興化学製品ノクラックCD) 20g
ステアリン酸 50g
有機過酸化物(日本油脂製品ペロキシモンF-40) 50g
トルエン 2Kg
メチルイソブチルケトン 1Kg
よりなるニトリルゴム配合物を加硫後のゴム厚さが40μmになるように塗布し、200℃で3分間加硫した。
【００１４】
実施例２
実施例１において、ニトリルゴム配合物の代りに、次の各成分からなるフッ素ゴム配合物が用いられた。
フッ素ゴム糊(デュポン社製品Viton B） 1Kg
MTカーボンブラック 500g
酸化マグネシウム 70g
水酸化カルシウム 50g
メチルエチルケトン 1.2Kg
メタノール 1.8Kg
【００１５】
実施例３
実施例１において、ニトリルゴム配合物の代りに、
ニトリルゴム水性ラテックス(日本ゼオン製品Nipol 1571E;
固型分濃度40重量%) 250g
30重量%HAFカーボンブラック水分散液 200g
亜鉛華 10g
イオウ系加硫剤(日本ゼオン製品SD-1) 6g
を攪拌条件下に順次添加し、その後60分間攪拌を続けて得られた水分散液が用いられた。
【００１６】
実施例４
実施例１において、熱硝酸浴浸せき時間が20分間に変更された。
【００１７】
実施例５
実施例１において、25℃の65%硝酸浴中で、5mA/cm2の電流を10分間通電して陽極酸化を施したステンレス鋼板が用いられた。
【００１８】
比較例１
実施例１において、熱硝酸処理ステンレス鋼板の代りに、塗布クロメート処理を施したステンレス鋼板が用いられた。
【００１９】
比較例２
実施例１において、熱硝酸浸せき時間が2分に変更された。
【００２０】
比較例３
実施例１において、熱硝酸処理を施さないステンレス鋼板が用いられた。
【００２１】
比較例４
実施例１において、熱硝酸浴の代りに、20℃の12%塩酸浴が用いられた。
【００２２】
以上の各実施例および比較例で得られた加硫ゴム被覆鋼板について、耐久試験を行った。耐久試験は、水で50%の濃度に希釈したトヨタ純正キャッスルロングライフクーラントと一緒に加硫ゴム被覆鋼板を耐圧容器に入れ、150℃で100時間保持した後取り出された試料に対する外観検査およびゴバン目テープ試験(JIS K-5400準拠;切り傷間隔1mm)として行われた。なお、塗布前の鋼板表面のCr/Fe組成比(原子比)は、エックス線光電子分光法によって測定された。
【００２３】
得られた結果は、次の表に示される。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスケットの製造法に関する。更に詳しくは、耐久接着性を大幅に改善せしめ、シリンダヘッドガスケット等として有効に用いられるガスケットの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼板上にニトリルゴム、フッ素ゴム等の加硫ゴム層を形成させたシリンダヘッドガスケットを製造する際、ステンレス鋼板表面が不活性であるため、従来はその表面に塗布型クロメート処理を行っている。しかしながら、環境負荷物質や有害物質の削減という社会的要求から、6価クロムを含有する塗布型クロメート処理の実施が困難となり、代替処理が必要とされるようになってきている。
【０００３】
また、ステンレス鋼表面の清浄化および不活性さの改善のため、各種の酸処理や研磨処理などの表面処理も広く行われており、このような表面処理法は一般に初期の接着力の向上には効果がみられるものの、接着の耐久性に対しては効果がなく、塗布型クロメート処理の代替を困難なものとしている。また、塗布型クロメート処理を用いた場合には、安定した耐溶剤性が得られないという問題もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、塗布型クロメート処理に代るステンレス鋼の表面処理方法を用い、耐久接着性にすぐれた加硫ゴム層をステンレス鋼板上に形成せしめることを可能とするガスケットの製造法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の目的は、ステンレス鋼に接着剤を塗布した後加硫ゴム層を形成させてガスケットを製造するに際し、ステンレス鋼表面のCr/Fe原子比が2.0以上のステンレス鋼を用い、また接着剤として焼付け型接着剤を用いることによって達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ステンレス鋼としては、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼等が用いられる。これらのステンレス鋼は、その表面におけるCr/Fe原子比が本来0.7〜1.2程度であり、本発明においてはこの原子比を2.0以上としたものが用いられる。
【０００７】
ステンレス鋼表面のCr/Fe原子比(エックス線光電子分光法による)を2.0以上とするためには、熱硝酸処理または硝酸中での陽極酸化処理が行われる。硝酸としては、濃度が10〜98%、好ましくは30〜70%のものが用いられ、それを用いての熱硝酸処理は約40〜80℃、好ましくは約50〜65℃で約1/4〜3時間浸せき処理することなどによって行われる。また、このような硝酸を浴として用い、約10〜70℃で約2〜30mA/cm2の電流を約1〜60分間程度通電し、陽極酸化することによっても規定されたCr/Fe原子比のステンレス鋼表面を形成させることができる。
【０００８】
このようにしてCr/Fe原子比を調整した鋼板面上には、焼付け型接着剤が塗布され、乾燥させた後、約160〜230℃で約2〜10分間程度の焼付け処理が行われる。焼付け型接着剤としては、任意のものを使用することができるが、ステンレス鋼上に加硫接着されるゴム、例えばニトリルゴムやフッ素ゴムとの接着性良好なものが好んで用いられる。実際には、市販品、例えばローム・アンド・ハース社製品Thixon715、群栄化学製品レヂトップPL-2211等をそのまま用いることができる。
【０００９】
焼付け型接着剤が焼付け処理されたステンレス鋼上には、シリンダヘッドガスケットに要求される耐熱性や密着・密封性等の性質の点から、好ましくはニトリルゴムまたはフッ素ゴムの加硫ゴム層が形成される。これらのゴムは、有機溶剤系ゴム糊としてあるいはゴムの水性ラテックスとして、そこに必要な各種配合剤を添加した上で、所望の加硫後ゴム厚さになるように塗布され、所定の加硫温度で加硫され、ステンレス鋼上に加硫ゴム層を形成させる。
【００１０】
【発明の効果】
ステンレス鋼表面に熱硝酸処理を施すことにより、ステンレス鋼表面の酸化鉄成分が選択的に溶出し、その結果としてCr/Fe原子比が大きくなり、この原子比が大きい程接着寿命は長くなる。また、従来用いられてきた塗布型クロメート処理と比較しても、理想的な熱硝酸処理が行われた場合、接着の耐久性が向上し、特にロングライフクーラントのような熱水/アルコール混合液中での寿命が飛躍的に増大する。ただし、Cr/Fe原子比が2.0未満の処理では、塗布型クロメート処理を上廻る耐久性は認められない。さらに、このような耐久性の向上は、熱硝酸処理を陽極酸化処理に代えることで、より短時間で処理を行なうことができる。
【００１１】
このようなすぐれた耐久接着性を示す本発明の加硫ゴム層形成ステンレス鋼は、ガスケット、特にシリンダヘッドガスケットとして有効に用いることができる。
【００１２】
【実施例】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１３】
実施例１
65℃の65%硝酸浴に1時間浸せきしたSUS鋼板(厚さ200μm)に、焼付け型接着剤(ローム・アンド・ハース社製品Thixon715)を塗布、乾燥後200℃で3分間焼付き処理を行ない、そこに
ニトリルゴム糊(日本合成ゴム製品N230S） 1Kg
SRFカーボンブラック 800g
老化防止剤(大内新興化学製品ノクラックCD) 20g
ステアリン酸 50g
有機過酸化物(日本油脂製品ペロキシモンF-40) 50g
トルエン 2Kg
メチルイソブチルケトン 1Kg
よりなるニトリルゴム配合物を加硫後のゴム厚さが40μmになるように塗布し、200℃で3分間加硫した。
【００１４】
実施例２
実施例１において、ニトリルゴム配合物の代りに、次の各成分からなるフッ素ゴム配合物が用いられた。
フッ素ゴム糊(デュポン社製品Viton B） 1Kg
MTカーボンブラック 500g
酸化マグネシウム 70g
水酸化カルシウム 50g
メチルエチルケトン 1.2Kg
メタノール 1.8Kg
【００１５】
実施例３
実施例１において、ニトリルゴム配合物の代りに、
ニトリルゴム水性ラテックス(日本ゼオン製品Nipol 1571E;
固型分濃度40重量%) 250g
30重量%HAFカーボンブラック水分散液 200g
亜鉛華 10g
イオウ系加硫剤(日本ゼオン製品SD-1) 6g
を攪拌条件下に順次添加し、その後60分間攪拌を続けて得られた水分散液が用いられた。
【００１６】
実施例４
実施例１において、熱硝酸浴浸せき時間が20分間に変更された。
【００１７】
実施例５
実施例１において、25℃の65%硝酸浴中で、5mA/cm2の電流を10分間通電して陽極酸化を施したステンレス鋼板が用いられた。
【００１８】
比較例１
実施例１において、熱硝酸処理ステンレス鋼板の代りに、塗布クロメート処理を施したステンレス鋼板が用いられた。
【００１９】
比較例２
実施例１において、熱硝酸浸せき時間が2分に変更された。
【００２０】
比較例３
実施例１において、熱硝酸処理を施さないステンレス鋼板が用いられた。
【００２１】
比較例４
実施例１において、熱硝酸浴の代りに、20℃の12%塩酸浴が用いられた。
【００２２】
以上の各実施例および比較例で得られた加硫ゴム被覆鋼板について、耐久試験を行った。耐久試験は、水で50%の濃度に希釈したトヨタ純正キャッスルロングライフクーラントと一緒に加硫ゴム被覆鋼板を耐圧容器に入れ、150℃で100時間保持した後取り出された試料に対する外観検査およびゴバン目テープ試験(JIS K-5400準拠;切り傷間隔1mm)として行われた。なお、塗布前の鋼板表面のCr/Fe組成比(原子比)は、エックス線光電子分光法によって測定された。
【００２３】
得られた結果は、次の表に示される。
Claims (6)
- ステンレス鋼に接着剤を塗布した後加硫ゴム層を形成させてガスケットを製造するに際し、ステンレス鋼表面のCr/Fe原子比が2.0以上のステンレス鋼を用い、また接着剤として焼付け型接着剤を用いることを特徴とするガスケットの製造法。
- ステンレス鋼表面のCr/Fe原子比を2.0以上とするために熱硝酸処理または硝酸中での陽極酸化処理が行われる請求項１記載のガスケットの製造法。
- 加硫ゴム層がニトリルゴムまたはフッ素ゴムの加硫ゴム層である請求項１または２記載のガスケットの製造法。
- 加硫ゴム層の形成が有機溶剤系ゴム糊またはゴムの水性ラテックスを用いて行われる請求項１または３記載のガスケットの製造法。
- 請求項１、２、３または４記載の方法で製造されたガスケット。
- シリンダヘッドガスケットとして用いられる請求項５記載のガスケット。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002050626A JP3804549B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ガスケットの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002050626A JP3804549B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ガスケットの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003246975A JP2003246975A (ja) | 2003-09-05 |
| JP3804549B2 true JP3804549B2 (ja) | 2006-08-02 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002050626A Expired - Fee Related JP3804549B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ガスケットの製造法 |
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| US20050187331A1 (en) * | 2004-02-20 | 2005-08-25 | Yuan Hui L. | Fluoroelastomer gasket compositions |
| WO2009016922A1 (ja) * | 2007-08-01 | 2009-02-05 | Nok Corporation | ニトリルゴム金属積層体の製造方法 |
-
2002
- 2002-02-27 JP JP2002050626A patent/JP3804549B2/ja not_active Expired - Fee Related
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