JPH0623383B2 - ラバーラミネートガスケット用素材 - Google Patents

ラバーラミネートガスケット用素材

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JPH0623383B2 JP1267089A JP26708989A JPH0623383B2 JP H0623383 B2 JPH0623383 B2 JP H0623383B2 JP 1267089 A JP1267089 A JP 1267089A JP 26708989 A JP26708989 A JP 26708989A JP H0623383 B2 JPH0623383 B2 JP H0623383B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属板の片面又は両面にゴム層をラミネート
したガスケット用素材に関し、これから製作されるガス
ケットは、自動車のエンジン冷却系に使用される流体
（不凍液、熱水）に対する密着性に優れていて、層剥離
がないことを利点とするものである。
（従来の技術） ラバーラミネートガスケット用素材は、炭素鋼板、ステ
ンレス鋼板、アルミ合金板、メッキ処理鋼板等の金属基
材にゴム被覆をしてシート状にしたもので、これを所定
の形状に打ち抜き、各種機器のガスケットとして使用す
る。
従来のラバーラミネートガスケット用素材の断面を、第
２図に示す。図示されたガスケット用素材を製造工程の
順序で説明すると、基材鋼板１をまずアルカリ脱脂し、
ついでショットブラスト、スコッチブラシにて基材表面
を粗面化し、さらにリン酸塩処理をして化成処理層２を
形成する。
なお、アルミ合金板の化成処理にはクロム酸処理をする
ことが多い。しかる後にフェノール樹脂（純粋フェノー
ル樹脂、あるいはクレゾール変性、カシュー変性の変性
フェノール樹脂）を主成分とするプライマーを塗布し
て、プライマー層３を形成する。そして、プライマー層
３の上には、ニトリルゴムにカーボン補強充填剤及び常
用の加硫剤や添加剤を加え、トルエン、エステル系、ケ
トン系溶剤にて溶解したゴム溶液を、所定の厚みにコー
トし、乾燥加硫してゴム層４を形成する。またガスケッ
トの使用条件によっては、ゴム層４の上にグラファイ
ト、二硫化モリブデン等のデスパージョンを塗布するこ
とにより、非粘着層５を形成する。（以上米国特許第2,
957,784号明細書参照） しかしながら、上記従来のラバーラミネートガスケット
は、冷凍機コンプレッサーの用途では、耐油性、耐フレ
オン性が十分であるものの、自動車のエンジン冷却系ガ
スケットでは、前記フェノール系樹脂のプライマー層３
が不凍液、熱水に侵されて、ゴム層４が金属１より剥離
する問題が生ずる。
剥離原因として以下の 5点が考えられる。
（Ｉ）プライマー層３の主成分であるフェノール樹脂の
水酸基（−ＯＨ）、メチロール基（−ＣＨ２ＯＨ）が親
水性であるために、熱水がプライマー層及び密着界面に
浸透することによってフェノール樹脂の膨潤及び界面の
密着力低下を起こして剥離する。
（II）不凍液中に含まれているアリカリ性防錆剤（アミ
ン類、リン酸塩）によって、弱酸性を示すフェノール樹
脂が反応分解して剥離する。
（III）ゴム層４が形成される際に発生する溶剤蒸気及
び加硫ガスによって、ゴム層内に気孔ができる。その気
孔に熱水、不凍液が浸透して、蒸気Ｉ、IIの原因が促進
される。
（IV）化成処理層２はポーラスであるために、金属表面
に水分子が配位し、また金属含水塩が形成されて、金属
とプライマーとの結合が破壊される。
（Ｖ）打抜きにて生じたガスケット端部の金属面とポー
ラスな化成処理層の間でアノード・カソード反応（電気
化学反応）が起こり、カソード側の化成処理面に水素ガ
スが発生して剥離する。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、自動車のエンジン冷却系ガスケットの
用途などで、冷却系の流体（熱水、不凍液）によりゴム
層と金属基材とが剥離することがない、従ってガスケッ
トからの流体漏れを起こさないラバーラミネートガスケ
ット用素材を提供することである。また別の本発明の目
的は、フェノール系樹脂プライマー層に対して密着性の
高い化成処理層を有するラバーラミネートガスケット用
素材を提供することにある。
（課題を解決するための手段と作用） 本発明のラバーラミネートガスケット用素材は、金属板
（特に冷間圧延鋼板）の化成処理面に、3 価及び6 価ク
ロム酸のクロムシーリング処理層（特にリン酸塩（リン
酸亜鉛、リン酸鉄）処理層とクロムシーリング処理の 2
層）を設けること、片面または両面にラミネートされる
ゴム層が、ニトリルゴム（特に撥水効果のあるワックス
を含有するニトリルゴム）からなること、金属板とゴム
層との間に介在するプライマー層がオキシメチレン基又
はアセタール基を有する高反応性キシレン変性フェノー
ル樹脂（特に高反応性キシレン変性フェノール樹脂とエ
ポキシ樹脂）からなること、並びにそれらの組合せによ
って、金属表面への水分子の配位防止、防錆力向上、ゴ
ム層からの熱水、不凍液の浸透抑制、プライマーの耐不
凍液性、耐熱水性などの改善がなされて、前記問題点を
解決する。
（実施例） 以下、本発明の構成と作用・効果を、実施例に基づいて
詳細に説明する。
実施例 １ 第１図は、本発明のラバーラミネートガスケット用素材
の断面図である。
製造工程の順序により説明すると、まず、厚さ0.25mmの
冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）１１を用意する。この鋼板の
表面をアルカリ系脱脂材にて処理し、その後スコッチブ
ライトにて、表面を粗面化する。次にリン酸鉄処理を行
い、そのポーラスなリン酸塩系処理層１２の上に、さら
にクロムシーリング層１３を施し防錆化成皮膜を形成す
る。
次に、高反応性キシレン変性フェノール11重量％と、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂 2.6重量％と、第１
表に組成を示したプライマー用ＮＢＲゴムコンパウンド
6重量％とを、メチルエチルケトン−メチルイソブチル
ケトン（ 9：1 ）の混合溶剤80.4重量％に溶解して、プ
ライマーを調製する。このプライマーをリバースロール
コーターにより処理鋼板の両面に塗布し、 160〜170 ℃
のオーブン中で 2〜4 分間程度加熱処理を行い、片面厚
さ 5μｍ〜10μｍのプライマー層１４を両面に形成す
る。
次に、第１表に示した組成のラミネート用ＮＢＲゴムコ
ンパウンド40重量％をトルエン−酢酸プロピル（ 3：1
）の混合溶剤60重量％に溶解して、ラミネート用ゴム
液を調製する。このゴム液を、プライマー層１４上にロ
ールコーターあるいはナイフコーターにより塗布し、60
〜100 ℃で20分間乾燥して溶剤を揮発させ、さらにグラ
ファイトデスパージョンを塗布したのち、 180〜200 ℃
で10〜20分間加硫を行い、片面厚さ50μｍのゴム層１５
と非粘着層１６を両面に形成し、全厚さ0.35mmのラバー
ラミネートガスケット用素材を得た。
実施例 ２〜６ 第２表に示した製造条件によって、実施例１と同様にラ
バーラミネートガスケット用素材を得た。
実施例１〜６に係る本発明の作用効果を挙げると下記の
ごとくである。
第一に、高反応性キシレン変性フェノールをプライマー
主成分とすることによって、（a ）〜（d ）の作用効果
が生ずる。
（a ）〜高反応性キシレン変性フェノールは、従来の純
フェノール樹脂、（カシュー変性、クレゾール変性等の
変性フェノール樹脂においても同様）に比較して親水性
官能基、水酸基が少ないために、耐熱水性、耐アルカリ
性が向上した。
（b ）高反応性キシレン変性フェノールは、合成触媒に
アルカリ性触媒を用いていることから弱アルカリ性を示
す。そのために、アルカリ性防錆剤が添加された不凍液
性（アルカリ性）に対する耐久性が向上した。
（c ）高反応性キシレン変性フェノールは、分子末端、
結合基にオキシメチレン基又はアセタール基を導入した
ことによって、従来の変性フェノール樹脂に比べ架橋密
度が増した。そのため、耐熱水、耐アルカリ性が向上し
た。
（d ）高反応性キシレン変性フェノールは、樹脂合成時
に生じる架橋阻害成分、親水性成分である未反応フェノ
ール、低沸成分、アミン化合物が精製除去するのがよ
い。それにより、樹脂架橋度が増加し、熱水、不凍液の
樹脂への浸透が防止される。
そのように、従来プライマーの主剤に用いられているフ
ェノール系樹脂を、特定の高反応性キシレン変性フェノ
ール樹脂に変えることによって、耐熱水性、耐不凍液性
が向上することに、本発明の一つの要点がある。
第二に、撥水性ワックスは、従来よりオゾン劣化防止剤
として使用されている物であるが、ゴムの乾燥、加硫時
に生ずるゴム層内の気孔をワックスにて塞ぎ、プライマ
ー層、密着界面への熱水、不凍液の侵入を防止すること
によって密着性を向上させる。ワックスは、ノルマルパ
ラフィンワックス：イソパラフィンワックスの混合比が
20〜40：80〜60の範囲にあるイソパラフィンワックスリ
ッチの物で、ゴム表面へのブルーム速度の遅いものがよ
い。ゴムへの添加量は5phr〜10phr が適当である。5phr
未満では浸透防止効果が減少し、10phr より多いと常態
での密着性が低下する。
第三に、クロムシーリングによって、ポーラスなリン酸
塩系処理面の防錆効果が向上し、金属表面での水分・含
水塩の形成が防止され、また電気化学反応が抑制されて
ゴムと金属の剥離を防止する。
第四に、エポキシ樹脂は中性であることから、アルカリ
性の不凍液及び水に対する耐久性が良好である。エポキ
シ樹脂を高反応性キシレン変性フェノール主成分のプラ
イマーに添加することによってプライマーの耐不凍液
性、耐熱水性がさらに向上した。
エポキシ樹脂の添加量は 2.0〜 3.0重量％が適当であ
る。 2.0重量％未満では耐不凍液性、耐熱水性への効果
が少なく、 3.0重量％より多いとゴム層とプライマー層
の密着性が低下する。
以上の第一ないし第四の作用の組合せにより耐熱水性、
耐不凍液性への相乗効果が生じることが、本発明の別の
一つの要点である。
実施例 ７〜９ 第３表に示した実施例７〜９のように、化成処理とし
て、リン酸塩処理とクロムシーリング処理をすること
は、プライマー主成分として高反応性キシレン変性フェ
ノール樹脂でないフェノール系樹脂を用いた場合にも有
効である。すなわち、金属表面での水分・含水塩の配位
が防止されるとともに電気化学的反応も抑制されて、熱
水によるプライマー層の剥離が改善される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のラバーラミネートガスケット用素材の
断面図、第２図は従来のラバーラミネートガスケット用
素材の断面図である。 １，１１……金属板、２，１２……化成処理層、１３…
…クロムコート層（化成処理層のうち）、３，１４……
プライマー層、４，１５……ゴム層、５，１６……非粘
着層。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】化成処理を施した金属板の片面又は両面に
    プライマー層を形成してゴム層をラミネートしたガスケ
    ット用素材において、プライマー層がオキシメチレン基
    又はアセタール基を有する高反応性キシレン変性フェノ
    ール樹脂からなるとともに、ゴム層がＮＢＲゴムからな
    ることを特徴とするラバーラミネートガスケット用素
    材。
  2. 【請求項２】リン酸塩被膜の化成処理面に3 価及び6 価
    クロム酸にてクロムシーリング層を設けることを特徴と
    する請求項１記載のラバーラミネートガスケット用素
    材。
  3. 【請求項３】化成処理を施した冷間圧延鋼板の片面又は
    両面に、プライマー層を形成してゴム層をラミネートし
    たガスケット用素材において、リン酸塩被膜の化成処理
    面に3 価及び6 価クロム酸にてクロムシーリング層を設
    けること、プライマー層がフェノール系樹脂からなるこ
    と、及びゴム層がＮＢＲゴムからなることを特徴とする
    ラバーラミネートガスケット用素材。
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