JPH0137679B2 - - Google Patents

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JPH0137679B2
JPH0137679B2 JP22381084A JP22381084A JPH0137679B2 JP H0137679 B2 JPH0137679 B2 JP H0137679B2 JP 22381084 A JP22381084 A JP 22381084A JP 22381084 A JP22381084 A JP 22381084A JP H0137679 B2 JPH0137679 B2 JP H0137679B2
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tank
gasket
composition
nylon
molded
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Ee Abuuisa Isumatsuto
Wangu Chennshee
Pii Matsukaashii Danieru
Daburyu Pataason Debitsudo
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Motors Liquidation Co
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は成形ナイロン基体にエチレン・プロピ
レン・ジエン・モノマー・ゴム（以下、
「EPDM」と呼ぶ）を接合することに関する。一
層詳しく言えば、特に有用な実施例において、本
発明に成形ナイロンの熱交換器タンクと金属の熱
交換器チユーブ・ヘツダとの間にEPDMガスケ
ツトを組込む方法に関する。
自動車の複合熱交換器、たとえば、ラジエータ
とかヒータ・コアとかは、時に、成形ナイロン・
タンク部分と金属のコア部分とを有するように作
られることがある。コア部分の材料はアルミニウ
ムあるいは銅／黄銅が代表的である。適当なガス
ケツト材料をナイロン・タンクとコアとの間に挿
設し、この組立体を一緒に機械的に保持する。代
表的には、チユーブ・ヘツダの周囲にタブが設け
てあり、これらのタブを成形ナイロン・タンクの
肩部のまわりにかしめる。これにより、ガスケツ
トがタンクとヘツダの間で圧縮され、このような
熱交換器で使用されるエチレン・グリコールを基
剤とした冷却剤に適したシールを与える。
EPDMガスケツトは自動車の熱交換器環境で
は非常に有用である。このガスケツトはトランス
フアー成形で作られ、硬化させられる。この複合
構造体を組立てるのは困難である。ガスケツトは
薄くて可撓性を持つており、タンクをヘツダに取
付けるまで所定位置に保持するのが難しいからで
ある。EPDMガスケツトを成形ナイロン・タン
クに予め接合しておけるのが望ましく、そうすれ
ば、熱交換器の組立てが容易になる。
EPDMエラストマーはエチレン・プロピレン
と適当なジエン・モノマーからなるターポリマー
である。適当なジエン・モノマーの例としては
１、４―ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、
テトリデンノルボルニーネ（ENB）がある。お
そらく、広い市販されているエラストマーとして
最も広く使用されているジエンはポリ（エチレ
ン・コ・プロピレン・コ・ENB）と与えるENB
である。代表的なEPDMポリマーは、公称、50
重量部のエチレンと、45重量部のプロピレンと、
５重量部のENBとを含有する。ジエン・モノマ
ーを使用するとターポリマーが生じ、これは架橋
結合すなわち硬化させることができる。天然ゴム
を硬化させるのに使用するような硫黄硬化剤や促
進剤がEPDMを硬化させるのに普通使用される。
過酸化物硬化剤も使用されていた。EPDMエラ
ストマーは強くて耐久性のある材料であり、自動
車用熱交換器では充分役に立つが、他の材料、た
とえば、成形ナイロンに接着することができな
い。
本発明の目的は、成形ナイロンに当てがつて硬
化させ、強い接着層を形成することのできる
EPDMを提供することにある。この組成物は、
特に、ナイロン６／６およびナイロン１１に対し
て接着性を持つ。これらのナイロンには、チヨツ
プドグラスフアイバーその他の適当充填剤を充填
してもよいし、しなくてもよい。
本発明の別の一層特別の目的は、金属のチユー
ブ・ヘツダと、EPDMガスケツトと、成形ガラ
ス充填ナイロン・タンクとからなる形式の複合熱
交換器を組立てる方法を提供することにある。本
発明の改良によれば、特殊なEPDM硬化系組成
物をタンク上に成形し、タンクに接着したガスケ
ツトを形成するが、これで熱交換器の組立てが非
常に簡単になる。
発明の簡単な要約 本発明の好ましい実施例によれば、上記および
他の目的は次のようにして達成される。ここで
は、未硬化のEPDMポリマーを使用する。
EPDMポリマーとしては現在市販されているも
のが適している。このポリマーを適当量の充填
剤、たとえば、カーボンブラツク、炭酸カルシウ
ム、タルク、シリカ、エキステンダー油、酸化防
止剤と混ぜ合わす。しかしながら、本発明によれ
ば、エラストマーを硬化させるのに特殊な硬化剤
と補助剤の組合わせを用いる。硬化剤は過酸化物
であるが、好ましくは、ジクミルペルオキシドで
あり、補助剤はＮ、N′―ｍ―フエニレン・ジマ
レイミドである。この硬化剤と補助剤をポリマー
組成物の他の成分と充分に混ぜ合わせる。
たとえば、熱交換器の組立てに際して、この組
成物は先に成形したガラス充填ナイロン・タンク
の表面にガスケツトの形で成形することができ
る。その後、適当な温度（たとえば、200℃）ま
で組成物を加熱し、エラストマーを硬化させる。
こうして形成したガスケツトはナイロン・タンク
に緊密に接着している。
次に一体のガスケツトを持つナイロン・タンク
を対応する金属のヘツダに当てがい、一緒に圧縮
し、タンクをヘツダに機械的に取付け、それらの
間でガスケツトを圧縮することによつて熱交換器
の組立てを容易に続けることができる。
本発明のこれらおよび他の目的は以下の詳細な
説明から一層明らかとなろう。
実施例の説明 第１図を参照して、ここに示す公知のハイブリ
ツド材料の熱交換器組立体は、射出成形したガラ
ス充填ナイロン・タンク１０と、別にトランスフ
アー成形したEPDMゴム・ガスケツト１２と、
アルミニウムのチユーブ・ヘツダ部１４とを包含
する。チユーブ・ヘツダ１４は複数のチユーブ
（図示せず）の各々の一端にろう付けその他の適
当な手段で取付けてある。これらのチユーブはス
ロツト１６に嵌合している。これらのチユーブに
は、フインを設けて熱交換器からチユーブ外側を
流れる空気その他の流体への熱伝達を向上させて
もよい。代表的には、チユーブの反対端をタンク
に取付けた同様のヘツダにろう付けする。
自動車の熱交換器では、普通は、内部冷却剤は
エチレン・グリコールと水の混合流体である。こ
の流体は１０で示すような端タンクを通つて熱交
換器に出入りする。タンクから、流体はチユーブ
を通つて流れ、そこで冷却される。第１図に示す
タンク１０には入口ポート１８と出口ポート２０
が設けてある。タンクの隔壁２２はガスケツトお
よびヘツダと協働してタンク内部を入口セクシヨ
ン２４と出口セクシヨン２６に分けている。こう
して、この熱交換器では、グリコールの流れは多
数のチユーブを通つて一方向に生じ、反対方向で
は残りのチユーブを通つて生じる。しかしなが
ら、熱交換器の流路は本発明の範囲にはない。本
発明の目的はEPDMガスケツトを成形ナイロ
ン・タンクに接合することにあるからである。
このガスケツトが入口セクシヨン２４と出口セ
クシヨン２６の間を通り、タンク１０とアルミニ
ウム・ヘツダ１４の間を流れて熱交換器から冷却
剤が漏洩するのを防ぐのに非常に重要な役割を果
すことは明らかである。しかしながら、可撓性の
あるガスケツトを位置決めし、その位置に保持し
ながらアルミニウム・ヘツダのタブ２８をタンク
１０の肩部３０まわりにかしめることによつて組
立てを完了するのは非常に難しい。
本発明によれば、EPDMシーラント・ガスケ
ツトは、ジクミルペルオキシドとＮ、N′―ｍ―
フエニレン・ジマレイミドとを用いて成形ナイロ
ン・タンクと接触させながら硬化させる。適当な
ガスケツト組成は次の通りである。
部 Vistalon2504EPDM 100 N550カーボンブラツク 30 炭酸カルシウム（たとえば、Stan White325）
15 タルク（たとえば、Mistron Vapor） 10 シリカ（たとえば、Hi―Si1215） 10 パラフイン系油（たとえば、Sunpar2280）
30 酸化亜鉛 ５ Di―cup40KE ７ Agerite樹脂Ｄ １ HVA―２ ２ Vistalon2504というのはExxon Chemical
Companyの市販している未硬化EPDM材料であ
る。これは本発明で使用できる種類の硬化性
EPDM組成物の代表的なものである。
Vistalon2504は約50％のエチレンを含有し、中級
のENB含有ポリマーである。充填剤の等級やそ
の選定は当該ガスケツト用途に合わせた。この組
成物はカーボンブラツク、炭酸カルシウム、タル
クおよびシリカを含有するが、これらの材料はガ
スケツト組成物の物理特性に影響を与える。ま
た、成形ナイロン部分に対する接着性に二次的な
役割を果す。酸化亜鉛、Di―cup40DKEおよび
HVA―２はEPDMエラストマーの硬化に関係す
る。Di―cup40KEはBurgessKEクレーに支えら
れたジクミルペルオキシド（39.5から41.5％の活
性ジクミルペルオキシド）である。これは
Hercules，Inc.で市販されている。
HVA―２はＮ、N′―ｍ―フエニレン・ジマレ
イミドである。ジクミルペルオキシドとマレイミ
ドを組合わせて使用することは本発明では必須要
件である。
上記組成物の硬化特性および硬化後特性は次の
通りである。
硬化時間（t95） 204℃： 1.8分 171℃：10.0分 引張強さ：9.3Mpa 100％モジユラス：1.8MPa 200％モジユラス：3.9MPa 伸び：345％ 硬度：50シヨアＡ 引裂強さ：21.3kN／ｍ（室温） 8.3kN／ｍ（100℃） 圧縮永久歪：17％（25％圧縮状態下150℃で22時
間） 接着強さ：＞6.4kN／ｍ 第１図に１０で示すような熱交換器タンクを、
樹脂100部あたりチヨツプドグラスフアイバー公
称33部を充填したナイロン６／６で射出成形し
た。２分割式型を用いてナイロン・タンク上に
EPDMガスケツトを成形した。タンク外面を構
成する型部分は射出成形で用いたものと同じであ
る。タンク内面を構成する型部分はタンクの適当
な部分にガスケツトを固定できるように機械加工
した。第２，３図はタンク１０の上の所定位置に
成形したガスケツト３２を示している。型部分を
177℃（350〓）で加熱した。先に成形したタンク
を51℃（125〓）まで予熱してから型内に設置し
た。次に型部分を閉ざした。上記EPDM組成物
は66℃（150〓）まで予熱し、第２図に示すよう
にタンクの適当な表面に対して成形した。ガスケ
ツトの厚さは約1.5mmであつた。タンクおよび組
成物は2.25分間加熱型内に保持してから取出し
た。ガスケツト材料は充分に硬化し、成形ナイロ
ンに非常に緊密に接着していた。この時点で、熱
交換器の組立てを続行し、チユーブ・ヘツダを
EPDMガスケツトに押付けてから成形タンクの
肩部に向つてチユーブ・ヘツダをかしめることが
できた。
ペルオキシド・フエニレン・ジマレイミド硬化
系を含むEPDM組成物を適切に硬化させた場合、
成形ナイロンに非常に緊密に接着する。たとえ
ば、この組成物を約1.5mmの厚さでナイロン片り
当てがい、硬化させてみた。接着部の接着強さを
90度引剥し試験で測定した。この試験では、各層
を縁のところで分離させ、互いに直角になつた２
つの把持アームで引張るのである。この試験は毎
分あたり508mmの速度で実施したが、分離に必要
な力は6.4KN／ｍを越えた。それに対して、普通
の硫黄硬化EPDM組成物はまつたく接着力を持
つていない。ペルオキシド硬化組成物は硬化剤と
してＮ N′―ｍ―フエニレン・ジマレイミドを
含んでいない場合には接着強さが非常に小さい。
Rubber Chemistry and Technologyの第55巻
第1516〜1530頁の「Improved Adhesion of
EPDM Sulfur Vulcanizates to RFL―Treated
Fabrics」という題名の論文において、R.W.
Tomlinsonが、ナイロン・フアブリツクに
EPDMを接合するための補助剤としてトリメチ
ロール・プロパン・トリメタクリレートを使用す
るジクミルペルオキシド硬化EPDM（プラス5phr
のクロロスルホン化ポリエチレン）を試験してい
る。本発明者らは本発明による化学成分を含有し
た組成物を準備し、それをこの試験方法で試験し
てみた。接着強さは0.4kN／ｍであつた。
また、本発明者らは、本発明による上記の
EPDM組成物をジクミルペルオキシドの代りに
Vul―Cup〔α、α′―ビス（ｔ―ブチルペロキ
シ）ジイソプロピル・ベンゼン）〕を用いて試験
してみた。この組成物はVul―Cupには最適であ
つた。それにもかかわらず、硬化EPDMのナイ
ロンに対する接着強さはかなり低く、3.1kN／ｍ
であつた。
本発明の方法はEPDM組成物をナイロン表面
に接合する。１つの当面の用途は前述のようにナ
イロン・金属熱交換器の組立てである。これに関
して、意図した本発明の好ましい方法はナイロ
ン・タンクを第１成形段階で成形することであ
る。タンクの意図したガスケツト表面を構成する
型部分は取外し、タンクの表面およびガスケツト
の両方を構成する新しい型部材を所定位置に置
く。当該EPDM材料を次に成形し、まだ緩かい
成形タンクに対して硬化させる。
明らかに、他の成形技術を用いてジクミルペル
オキシド・マレイミド硬化EPDMをナイロンに
対して成形することもできる。
ジクミルペルオキシド・マレイミド硬化系を特
殊な未硬化EPDMターポリマー混合物に関連し
て説明したきたが、この硬化系をペルオキシド硬
化性EPDMターポリマーにとつて有用であるこ
とは了解されたい。したがつて、特殊なターポリ
マーまたはターポリマーの混合物の選定は所望の
硬化時間または粘度に基づいて行なえる。同様
に、特定の充填剤、エキステンダー油、酸化防止
剤その他の添加物の選定が使用者の都合でよく、
通常の実務では本発明の実施に絶対必要なもので
はないことは了解されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図は別々に成形したナイロン熱交換器、ト
ランスフアー成形したEPDMガスケツトおよび
アルミニウム・チユーブ・ヘツダとからなる従来
の組立体の展開図である。 第２図は本発明による一体に取付けたEPDM
ゴム・ガスケツトを持つ成形ガラス充填ナイロン
熱交換器の斜視図である。第３図は第２図の３―
３線に沿つたタンク及びガスケツトの断面図であ
る。 主要部分の符号の説明、１０…ナイロン・タン
ク、１２…ガスケツト、１４…チユーブ・ヘツ
ダ、１８…入口ポート、２０…出口ポート、２２
…隔壁、２４…入口セクシヨン、２６…出口セク
シヨン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 成形ナイロン・タンクに機械的に取付けるチ
    ユーブ・ヘツダを有し、これらの間に熱硬化エチ
    レン・プロピレン・エラストマー・シーリング・
    ガスケツトをはさんだ熱交換器を組立てる方法で
    あつて、該ガスケツトを密封位置に置いて前記タ
    ンクを前記ヘツダに対して位置決めしてから該タ
    ンクを前記ヘツダに取付ける方法において、未硬
    化の熱硬化性エチレン・プロピレン・ジエン・エ
    ラストマー組成物を前記ガスケツトの形に合わせ
    て前記ナイロン・タンク上に置き、該組成物が硬
    化剤としてジクミルペルオキシドおよびＮ，
    N′―ｍ―フエニレン・ジマレイミドとを含有し、
    該組成物を加熱して硬化させ、前記タンクに接合
    した硬化エラストマー・ガスケツトを形成するこ
    とを特徴とする方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    前記ナイロン・タンクが多部品型で成形され、型
    部品の一つが前記ガスケツトに係合することにな
    つているタンクの表面とそれに隣接したタンク表
    面を画成しており、前記型部品を成形済みのタン
    クから外して前記ガスケツトおよび前記隣接タン
    ク表面を画成する第３の型部品と入れ換え、タン
    クをガスケツト・キヤビテイを画成する型内に閉
    じ込め、該ガスケツト・キヤビテイに未硬化の熱
    硬化性エチレン・プロピレン・ジエン・エラスト
    マー組成物を注入することを特徴とする方法。 ３ 熱硬化性エチレン・プロピレン・ジエン・エ
    ラストマー組成物を成形ナイロン物品の表面に接
    合する方法において、該表面に未硬化の熱硬化性
    エチレン・プロピレン・ジエン組成物を当てが
    い、前記組成物が本質的に硬化剤としてジクミル
    ペルオキシドとＮ、N′―ｍ―フエニレン・ジマ
    レイミドとからなる硬化性成分を硬化剤として含
    有し、前記組成物を加熱してそれを硬化させ、成
    形ナイロン物品との間で接着層を形成することを
    特徴とする方法。
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