JP3837354B2 - ガスケット用素材 - 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用素材に関し、特に冷凍機油・フレオンガス・不凍液等に対する耐久性に優れるガスケット用素材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の冷凍機用コンプレッサーに装着されるガスケットや、エンジンに装着されるガスケットは、鋼板上にプライマーを用い、ゴム層を積層した構造が一般的である。しかし、プライマー層の形成とゴム層の形成という２工程が必要なことから、プライマーを用いないガスケット用素材も開発されている。例えば特開平１１−１６７８号公報には、鋼板上に、未加硫ゴムコンパウンドとフェノール樹脂またはエポキシ樹脂との混合皮膜を直接形成したガスケット用素材が記載されている。
【０００３】
しかし、上記したプライマーを用いないガスケット素材では、混合皮膜と鋼板との間に十分な密着性を持たせるためには、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂をある程度多量に混入する必要があり、その結果混合皮膜の弾性が低下し、シール性が低下するというの不具合を招いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、プライマー層を備えない構成にもかかわらず、鋼板との密着性に優れ、かつ本来のゴム弾性をほぼ維持した皮膜を有し、特に冷凍機油・フレオンガス・不凍液等へのシール性に優れたガスケット用素材を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、鋼板の片面または両面に、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムが配合された未加硫ゴムコンパウンドとフェノール変性キシレン樹脂との混合物の硬化皮膜を直接形成してなることを特徴とするガスケット用素材を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【０００７】
本発明のガスケット用素材は、鋼板上に、プライマー層を形成することなく、直接ゴム層を形成したものである。
【０００８】
鋼板は特に限定されず、ステンレス鋼板（フェライト系/マルテンサイト系/オーステナイト系ステンレス）、ＳＰＣＣ鋼板、アルミニウム鋼板等、従来よりガスケットに使用されている鋼板を使用することができる。通常、これらの鋼板は、アルカリ脱脂した後、クロメート処理剤または、ノンクロメート処理剤等の防錆皮膜を形成させる化成処理を施した上で用いられるが、本発明においても同様の処理が施されていてもよい。また、ＳＰＣＣ鋼板ではリン酸亜鉛、リン酸鉄皮膜を形成させる場合もあるが、本発明においても同様の皮膜が形成されていてもよい。また、表面をショットブラスト、スコッチブラスト等で素面化した鋼板も用いることが出来る。
【０００９】
上記の鋼板の片面または両面には、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムが配合された未加硫ゴムコンパウンドと、フェノール変性キシレン樹脂との混合物を、有機溶媒に溶解した皮膜形成用溶液が塗布される。未加硫ゴムコンパウンドとしては、ＮＢＲ、好ましくはニトリル含有量１８〜５０％のＮＢＲに界面活性剤と、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムとを配合したものが好ましい。また、このＮＢＲはスルホン酸ナトリウム塩等の乳化剤によりアルキル鎖長の短いタイプを用い重合されたものが好ましい。
【００１０】
ＮＢＲの重合に用いる界面活性剤としては、スルホン酸ナトリウム塩でアルキル鎖長の短いタイプが好ましい。また、酸化マグネシウム、酸化カルシウムは、ＮＢＲ７５〜９５重量％に対して５〜１５重量％の割合で配合される。
【００１１】
フェノール変性キシレン樹脂は、アルコール系の溶剤に溶解したものを用いる。
また、未加硫ゴムコンパウンド８８〜９５重量％に対して５〜１２重量％の割合で混合される。
【００１２】
尚、有機溶媒は、未加硫ゴムコンパウンド及びフェノール変性キシレン樹脂を溶解できるものであれば制限されるものではないが、トルエン等の芳香族炭化水素（ケトン系も可）６０〜９０重量％に対してイソプロピルアルコール等のアルコール水を１０〜４０重量％の割合で混合したものを例示できる。そして、この有機溶媒に、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムが配合された未加硫ゴムコンパウンドとフェノール変性キシレン樹脂との混合物を固形分濃度２０〜５０重量％となるように溶解して皮膜形成用溶液が得られる。
【００１３】
ガスケット用素材を得るには、鋼板上に、皮膜形成用溶液をスキマコータやロールコータ等により２０〜１５０μｍの厚さに塗布し、約１５０〜２４０℃で５〜１５分間熱処理すればよく、それにより、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムと、未加硫ゴムコンパウンドと、フェノール変性キシレン樹脂との混合物からなる硬化皮膜が加硫接着される。このようにして得られる本発明のガスケット用素材は、プライマー層を備えていないにもかかわらず、硬化皮膜が鋼板に強固に密着しており、また硬化皮膜も適度の弾性を有するものとなり、シール性能にも優れる
【００１４】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００１５】
（実施例１〜３、比較例１〜６）
[試料の作製]
表１に示す如くＮＢＲ（界面活性剤含有）、金属酸化物及び樹脂を配合し、この混合物を固形分濃度４２重量％となるようにトルエンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒（イソプロピルアルコール４８重量％）に溶解し、皮膜形成用溶液を調製した。尚、表中の特定ＮＢＲとは、アルキルスルホン酸ナトリウム塩を用いてアルキル鎖の短いもので重合されたものである。そして、この皮膜形成用溶液を、化成処理を施したＳＰＣＣ鋼板上にロールコータにより片面６５μｍの厚さに塗布し、次いで１８０℃で１０分間熱処理して硬化皮膜を形成し、試料を作製した。
【００１６】
また、比較のために、プライマー処理を施してＮＢＲゴムコンパウンド層を形成した試料を用意した（比較例６）。
【００１７】
【表１】
【００１８】
そして、各試料について下記に示す評価を行った。
[評価方法]
１．冷凍機油・フレオンガスに対する耐久性
自動車の冷凍機に使用する冷凍機油（ＰＡＧオイル）５０重量％と冷媒のフロンガス（Ｒ１３４ａ）５０重量％との混合液に、上記で作成した試料を浸漬し、１３０℃で５００時間放置した。放置後、試料を混合液から取り出し、描画試験と碁盤目テープ試験を行った。
【００１９】
２．不凍液に対する耐久性
自動車ラジエター用クーラント液（トヨタ純正ロングライフクーラント）の液面に対して垂直となるように、上記で作成した試料の半分の位置まで浸漬（半浸漬）し、１２０℃で５００時間放置した。放置後、試料をクーラントから取り出し、未浸漬部及び浸漬部について描画試験と碁盤目テープ剥離試験を行った。
【００２０】
尚、各試験方法及び評価基準は以下のとおりである。
(描画試験)
ＪＩＳ−Ｋ６８９４に規定される描画試験機を用い、試料表面に半径４．５ｍｍの螺旋を２５回描き、下記の基準にて評価した。結果を、表３の描画評価の欄に示す。
評価基準
５点：硬化皮膜が完全に残存している
４点：硬化皮膜が一部脱落している
３点：硬化皮膜の約半分が脱落している
２点：硬化皮膜がわずかに残存している
１点：硬化皮膜が完全に脱落している
尚、比較例６についてはＮＢＲゴムコンパウンド層について同様の評価基準にて評価
【００２１】
（碁盤目テープ剥離試験）
ＪＩＳ−Ｋ５４００に準拠し、下記に示す手順にて行った。
（１）試料表面に隙間間隔２ｍｍの碁盤目状の切り傷を付け、碁盤目が１００個にできるようにする。
（２）碁盤目の上に粘着テープを張り付け、消しゴムで擦って粘着テープを完全に付着させる。
（３）テープ付着１〜２分後に、粘着テープの一方の端を持ち、試料表面に対して垂直方向に瞬間的に引き剥がす。
（４）引き剥がした後の試料表面を観察し、残存する碁盤目の数を数える。
残存する碁盤目の数を表３の碁盤目評価の欄に示す。
【００２２】
３．シール試験
表２に示す仕様のフランジ、ボルト、ガスケットを用い、以下に示す手順でシール試験を行った。
（１）フランジにガスケットを挟み、１４．７Ｎ・ｍのトルクで締める。
（２）フランジの中央にあるノズルと窒素ガスボンベのホースにつなぐ。
（３）フランジを水槽に浸す。
（４）ボンベのレギュレーターのバルブを徐々に開ける。
そして、気泡が観察された圧力をシール圧とし、表３のシール圧の欄に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】
表３に示すように、本発明に従うＮＢＲ、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウム、フェノール変性キシレン樹脂を用いた実施例１〜３は、何れもプライマー処理を行った比較例６と同等な密着性に対する評価結果が得られている。また、実施例１〜３は比較例６と同等のシール性能も得られている。これに対し、本発明を満足しない比較例１〜５は、全ての評価項目において著しく性能が劣っている。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガスケット用素材は、プライマー塗布工程が不要であり、容易に製造でき、しかも冷凍機油、フレオンガス、不凍液に対する耐久密着性とシール特性に優れている。
【発明の属する技術分野】
本発明はガスケット用素材に関し、特に冷凍機油・フレオンガス・不凍液等に対する耐久性に優れるガスケット用素材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の冷凍機用コンプレッサーに装着されるガスケットや、エンジンに装着されるガスケットは、鋼板上にプライマーを用い、ゴム層を積層した構造が一般的である。しかし、プライマー層の形成とゴム層の形成という２工程が必要なことから、プライマーを用いないガスケット用素材も開発されている。例えば特開平１１−１６７８号公報には、鋼板上に、未加硫ゴムコンパウンドとフェノール樹脂またはエポキシ樹脂との混合皮膜を直接形成したガスケット用素材が記載されている。
【０００３】
しかし、上記したプライマーを用いないガスケット素材では、混合皮膜と鋼板との間に十分な密着性を持たせるためには、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂をある程度多量に混入する必要があり、その結果混合皮膜の弾性が低下し、シール性が低下するというの不具合を招いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、プライマー層を備えない構成にもかかわらず、鋼板との密着性に優れ、かつ本来のゴム弾性をほぼ維持した皮膜を有し、特に冷凍機油・フレオンガス・不凍液等へのシール性に優れたガスケット用素材を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、鋼板の片面または両面に、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムが配合された未加硫ゴムコンパウンドとフェノール変性キシレン樹脂との混合物の硬化皮膜を直接形成してなることを特徴とするガスケット用素材を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【０００７】
本発明のガスケット用素材は、鋼板上に、プライマー層を形成することなく、直接ゴム層を形成したものである。
【０００８】
鋼板は特に限定されず、ステンレス鋼板（フェライト系/マルテンサイト系/オーステナイト系ステンレス）、ＳＰＣＣ鋼板、アルミニウム鋼板等、従来よりガスケットに使用されている鋼板を使用することができる。通常、これらの鋼板は、アルカリ脱脂した後、クロメート処理剤または、ノンクロメート処理剤等の防錆皮膜を形成させる化成処理を施した上で用いられるが、本発明においても同様の処理が施されていてもよい。また、ＳＰＣＣ鋼板ではリン酸亜鉛、リン酸鉄皮膜を形成させる場合もあるが、本発明においても同様の皮膜が形成されていてもよい。また、表面をショットブラスト、スコッチブラスト等で素面化した鋼板も用いることが出来る。
【０００９】
上記の鋼板の片面または両面には、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムが配合された未加硫ゴムコンパウンドと、フェノール変性キシレン樹脂との混合物を、有機溶媒に溶解した皮膜形成用溶液が塗布される。未加硫ゴムコンパウンドとしては、ＮＢＲ、好ましくはニトリル含有量１８〜５０％のＮＢＲに界面活性剤と、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムとを配合したものが好ましい。また、このＮＢＲはスルホン酸ナトリウム塩等の乳化剤によりアルキル鎖長の短いタイプを用い重合されたものが好ましい。
【００１０】
ＮＢＲの重合に用いる界面活性剤としては、スルホン酸ナトリウム塩でアルキル鎖長の短いタイプが好ましい。また、酸化マグネシウム、酸化カルシウムは、ＮＢＲ７５〜９５重量％に対して５〜１５重量％の割合で配合される。
【００１１】
フェノール変性キシレン樹脂は、アルコール系の溶剤に溶解したものを用いる。
また、未加硫ゴムコンパウンド８８〜９５重量％に対して５〜１２重量％の割合で混合される。
【００１２】
尚、有機溶媒は、未加硫ゴムコンパウンド及びフェノール変性キシレン樹脂を溶解できるものであれば制限されるものではないが、トルエン等の芳香族炭化水素（ケトン系も可）６０〜９０重量％に対してイソプロピルアルコール等のアルコール水を１０〜４０重量％の割合で混合したものを例示できる。そして、この有機溶媒に、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムが配合された未加硫ゴムコンパウンドとフェノール変性キシレン樹脂との混合物を固形分濃度２０〜５０重量％となるように溶解して皮膜形成用溶液が得られる。
【００１３】
ガスケット用素材を得るには、鋼板上に、皮膜形成用溶液をスキマコータやロールコータ等により２０〜１５０μｍの厚さに塗布し、約１５０〜２４０℃で５〜１５分間熱処理すればよく、それにより、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムと、未加硫ゴムコンパウンドと、フェノール変性キシレン樹脂との混合物からなる硬化皮膜が加硫接着される。このようにして得られる本発明のガスケット用素材は、プライマー層を備えていないにもかかわらず、硬化皮膜が鋼板に強固に密着しており、また硬化皮膜も適度の弾性を有するものとなり、シール性能にも優れる
【００１４】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００１５】
（実施例１〜３、比較例１〜６）
[試料の作製]
表１に示す如くＮＢＲ（界面活性剤含有）、金属酸化物及び樹脂を配合し、この混合物を固形分濃度４２重量％となるようにトルエンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒（イソプロピルアルコール４８重量％）に溶解し、皮膜形成用溶液を調製した。尚、表中の特定ＮＢＲとは、アルキルスルホン酸ナトリウム塩を用いてアルキル鎖の短いもので重合されたものである。そして、この皮膜形成用溶液を、化成処理を施したＳＰＣＣ鋼板上にロールコータにより片面６５μｍの厚さに塗布し、次いで１８０℃で１０分間熱処理して硬化皮膜を形成し、試料を作製した。
【００１６】
また、比較のために、プライマー処理を施してＮＢＲゴムコンパウンド層を形成した試料を用意した（比較例６）。
【００１７】
【表１】
そして、各試料について下記に示す評価を行った。
[評価方法]
１．冷凍機油・フレオンガスに対する耐久性
自動車の冷凍機に使用する冷凍機油（ＰＡＧオイル）５０重量％と冷媒のフロンガス（Ｒ１３４ａ）５０重量％との混合液に、上記で作成した試料を浸漬し、１３０℃で５００時間放置した。放置後、試料を混合液から取り出し、描画試験と碁盤目テープ試験を行った。
【００１９】
２．不凍液に対する耐久性
自動車ラジエター用クーラント液（トヨタ純正ロングライフクーラント）の液面に対して垂直となるように、上記で作成した試料の半分の位置まで浸漬（半浸漬）し、１２０℃で５００時間放置した。放置後、試料をクーラントから取り出し、未浸漬部及び浸漬部について描画試験と碁盤目テープ剥離試験を行った。
【００２０】
尚、各試験方法及び評価基準は以下のとおりである。
(描画試験)
ＪＩＳ−Ｋ６８９４に規定される描画試験機を用い、試料表面に半径４．５ｍｍの螺旋を２５回描き、下記の基準にて評価した。結果を、表３の描画評価の欄に示す。
評価基準
５点：硬化皮膜が完全に残存している
４点：硬化皮膜が一部脱落している
３点：硬化皮膜の約半分が脱落している
２点：硬化皮膜がわずかに残存している
１点：硬化皮膜が完全に脱落している
尚、比較例６についてはＮＢＲゴムコンパウンド層について同様の評価基準にて評価
【００２１】
（碁盤目テープ剥離試験）
ＪＩＳ−Ｋ５４００に準拠し、下記に示す手順にて行った。
（１）試料表面に隙間間隔２ｍｍの碁盤目状の切り傷を付け、碁盤目が１００個にできるようにする。
（２）碁盤目の上に粘着テープを張り付け、消しゴムで擦って粘着テープを完全に付着させる。
（３）テープ付着１〜２分後に、粘着テープの一方の端を持ち、試料表面に対して垂直方向に瞬間的に引き剥がす。
（４）引き剥がした後の試料表面を観察し、残存する碁盤目の数を数える。
残存する碁盤目の数を表３の碁盤目評価の欄に示す。
【００２２】
３．シール試験
表２に示す仕様のフランジ、ボルト、ガスケットを用い、以下に示す手順でシール試験を行った。
（１）フランジにガスケットを挟み、１４．７Ｎ・ｍのトルクで締める。
（２）フランジの中央にあるノズルと窒素ガスボンベのホースにつなぐ。
（３）フランジを水槽に浸す。
（４）ボンベのレギュレーターのバルブを徐々に開ける。
そして、気泡が観察された圧力をシール圧とし、表３のシール圧の欄に示す。
【００２３】
【表２】
【表３】
表３に示すように、本発明に従うＮＢＲ、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウム、フェノール変性キシレン樹脂を用いた実施例１〜３は、何れもプライマー処理を行った比較例６と同等な密着性に対する評価結果が得られている。また、実施例１〜３は比較例６と同等のシール性能も得られている。これに対し、本発明を満足しない比較例１〜５は、全ての評価項目において著しく性能が劣っている。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガスケット用素材は、プライマー塗布工程が不要であり、容易に製造でき、しかも冷凍機油、フレオンガス、不凍液に対する耐久密着性とシール特性に優れている。
Claims (2)
- 鋼板の片面または両面に、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムが配合された未加硫ゴムコンパウンドとフェノール変性キシレン樹脂との混合物の硬化皮膜を直接形成してなることを特徴とするガスケット用素材。
- 前記硬化皮膜が、界面活性剤で重合されたＮＢＲと、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムとを配合してなる未加硫ゴムコンパウンド８８〜９５重量％と、フェノール変性キシレン樹脂５〜１２重量％との混合物からなることを特徴とする請求項１記載のガスケット用素材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095934A JP3837354B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | ガスケット用素材 |
| DE10313905.2A DE10313905B4 (de) | 2002-03-29 | 2003-03-27 | Dichtungsmaterial |
| US10/401,949 US6911264B2 (en) | 2002-03-29 | 2003-03-31 | Gasket material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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