JPH07909A - ガスケット用ゴム被覆ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロ−ルコ−ト法でゴム系塗料の連続コ−ティ
ングを行う際の塗料の増粘を抑制し、ガスケット用とし
て十分に満足できるゴム被覆ステンレス鋼板を安定して
製造できる手段を確立する。 【構成】 ＮＢＲ（特に、アクリロニトリル：１５〜４
０重量％，加硫剤： 0.5〜３重量％，カ−ボン：４０Ｐ
ＨＲ以上を含むものが望ましい）をケトン系溶剤にて塗
料化すると共に、粘度調整剤としてキシレン，シクロヘ
キサノン，セルソルブアセテ−ト及びトルエンの１種又
は２種以上を用い、これをロ−ルコ−ト法によってステ
ンレス鋼板表面に連続コ−ティングした後、２４０〜３
３０℃で短時間焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メタルガスケット用ア
クリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）被覆ステンレ
ス鋼板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその課題】従来、エンジンガスケットとし
てはアスベストを素材とするものが主流を占めていた
が、アスベスト公害が注目されるにつれてノンアスベス
ト化への指向が強まってきた。そして、最近では、エン
ジン性能の向上要求がより高まったこともあり、アスベ
ストに代替するガスケット用材料として鋼板やステンレ
ス鋼板の適用が試みられるようになった。

【０００３】これらメタルガスケットは、金属の単板を
そのまま利用するか、或いはこれを複数枚積層して利用
するが、この場合、十分なシ−ル性を保つため表面に耐
熱塗料，カ−ボングラファイト或いはゴムを塗布して強
固な弾性膜を作り、シ−ル漏れを防止する必要があっ
た。そして、このミクロシ−ルがガスケットの性能に大
きな影響を与えていた。

【０００４】そのため、ミクロシ−ルとしての弾性膜の
特性（機械的性質，加工性，密着性等）が注目されるこ
とになるが、これらは単に弾性膜の素材に左右されるだ
けでなく、塗布する金属板の材質やその塗布条件によっ
ても大きな影響を受けるものであった。例えば、バネ特
性や耐熱性に優れるステンレス鋼はメタルガスケット素
材の中でも特に有望視されている材料であるが、塗着物
との密着性に劣るきらいがあることからミクロシ−ルと
しての必要特性を有した弾性膜を形成するのは非常に困
難であるとされている。従って、ステンレス鋼板への弾
性膜の形成は、所要形状に成形した後に細心の注意を払
って行う“ポストコ−ト”によるのが通常であった。し
かし、この場合には、多くの処理工数を要するので量産
が難しく、結果として多大なコストアップを伴うことと
なった。

【０００５】そこで、このような事情に鑑み、本出願人
は先に、ステンレス鋼板等に対し特性の優れたゴム層を
安定してコ−ティングすることができる手段を開発し、
特願平２−２３９９０号並びに特願平２−２９１４７３
号として提案した。そして、これによってロ−ルコ−ト
法を適用したステンレス鋼板へのゴムのプレコ−トが可
能になるものと期待された。

【０００６】ここで、“ロ−ルコ−ト法”とは、例えば
図１に略示したように、ピックアップロ−ル１とアプリ
ケ−タ−ロ−ル２を有するロ−ルコ−タを使用し、塗料
パン３内の塗料をバックアップロ−ル４に沿って通過す
る被塗装材５に塗布する塗装方法を意味することは言う
までもない。

【０００７】しかしながら、ロ−ルコ−ト法にてステン
レス鋼板にゴム系塗料をプレコ−トしようとすると、作
業中における塗料の増粘が著しいことから所望のコ−テ
ィングが不可能であることが明らかとなった。

【０００７】つまり、ロ−ルコ−ト法での連続コ−ティ
ングでは、まずロ−ルコ−タのアプリケ−タ−ロ−ル面
に付着する塗料の膜厚が一定の値となるように調整した
後、これを被塗装材（鋼板等）に連続的に転写し、短時
間焼成により製品化することが行われる。勿論、これに
先立ち、実機ラインにて試し塗りを行って塗装状態の評
価をしなければならないことは言うまでもない。従っ
て、被塗装材たる鋼板等の長さにもよるが、コ−ティン
グ終了までに数時間を要するのが普通である。ところ
が、ゴム系塗料のコ−ティングの場合、「ゴムの塗料化
にはケトン系の溶剤が最も良い」とされていることから
一般にケトン系溶剤で塗料化した塗料を用いるが、ケト
ン系の溶剤は揮発が著しく、コ−ティング作業が上述の
ように長時間にわたると作業中に塗料が増粘して塗料パ
ン内でゴム状となるので、これがロ−ルコ−タのロ−ル
に付着し膜厚制御やレベリング（塗布塗料の平滑化）に
悪影響を及ぼすという事態を招いたのである。

【０００８】このようなことから、本発明が目的とする
のは、ロ−ルコ−ト法でゴム系塗料の連続コ−ティング
を行う際の塗料の増粘を抑制し、ガスケット用として十
分に満足できるゴム被覆ステンレス鋼板を安定して製造
できる手段を確立することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく鋭意研究を重ねる過程で、塗料パン内の塗
料の増粘は希釈剤の添加により抑えられるとの考えの下
に、特にケトン系溶剤で塗料化したゴム（アクリロニト
リルブタジエンゴム，カルボキシル化ニトリルゴム，ニ
トリルゴムと塩化ビニル樹脂との混合物等）系塗料を用
いて実機ロ−ルコ−トラインでステンレス鋼板に連続コ
−ティングする際、塗料パン内の前記塗料に種々の希釈
剤（アセトン，メチルエチルケトン，クロロホルム，ク
ロムベンゼン，シクロヘキサノン，キシレン，トルエ
ン，ヘキサン，ジエチルエ−テル，セルソルブアセテ−
ト等）を添加し、その効果の検討を行った。そして、上
記手立てを講じつつロ−ルコ−タのピックアップロ−ル
を回転し続けた時の塗料の粘度上昇程度や、該手立てを
講じた塗料をステンレス鋼板にコ−ティングして得た塗
膜の性状についての調査結果から、次のことが明らかと
なった。

【００１０】即ち、塗料として用いられるゴムの中でも
“アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）”はガス
ケットのミクロシ−ル皮膜としての特性に優れるもので
あるが、このＮＢＲをケトン系溶剤で塗料化した塗料で
は、特にキシレン，シクロヘキサン，セルソルブアセテ
−ト又はトルエンを粘度調整剤（希釈剤）として使用し
た場合には溶剤の揮発が効果的に抑制されてコ−ティン
グ作業性が向上し、プレコ−ト時の作業においても一定
の粘度を維持し続けてロ−ルコ−ト法によるゴム被覆ス
テンレス鋼板の製造を可能ならしめると共に、上記粘度
調整剤は塗料化のために用いたケトン系溶剤との相性も
良くてＮＢＲ塗膜本来の性能を損なわないばかりか、タ
ック性（ゴム被覆面同士の粘着性）も改善されて被覆材
巻取りによる接着障害が発生することもなくなり、従っ
て前記粘度調整剤の使用が、ガスケット用として好適な
ゴム被覆ステンレス鋼板を生産性良く経済的に製造でき
る道を開くものであることが明らかとなった。

【００１１】本発明は、上記知見事項等に基づいてなさ
れたもので、「ＮＢＲをケトン系溶剤にて塗料化すると
共に、 粘度調整剤としてキシレン，シクロヘキサノン，
セルソルブアセテ−ト及びトルエンの１種又は２種以上
を用い、 これをロ−ルコ−ト法によってステンレス鋼板
表面に連続コ−ティングした後、 ２４０〜３３０℃で短
時間焼成することにより、 ミクロシ−ル性に優れたガス
ケット用ゴム被覆ステンレス鋼板を生産性良く製造し得
るようにした点」に大きな特徴を有し、更には、「前記
ＮＢＲとして、 アクリロニトリル：１５〜４０重量％，加硫剤： 0.5〜
３重量％，カ−ボン：４０ＰＨＲ以上を含んで成るもの
を用いることにより、 ミクロシ−ルとしてのゴム被覆の
特性を一層安定化した点」をも特徴とするものである。

【００１２】なお、使用するＮＢＲとしては、必要によ
り種々の添加材を添加したものが適用できるが、ＮＢＲ
の固形分をアクリロニトリル量として１５〜４０重量％
（好ましくは２５〜３５重量％）とすることでバランス
の取れたＮＢＲとすることができる。即ち、アクリロニ
トリル量が１５重量％未満では溶剤量が過多となって焼
成時に爆発を起こす危険が懸念され、一方、その量が４
０重量％を超えると塗膜のレベリング性や密着性が劣化
する兆しが見られる。

【００１３】また、ゴム被覆ステンレス鋼板により優れ
た塗膜物性を確保するためにはＮＢＲに 0.5〜３重量％
の割合で加硫剤を添加するのが好ましい。即ち、ロ−ル
コ−ト法ではコ−ティング終了後の被塗装材（帯鋼等）
はテンションリ−ルで巻き取られることから、ゴム被覆
ステンレス鋼板の場合には塗膜のゴム面同士が巻き締め
圧によりくっついてしまう恐れがある。このゴム面同士
の粘着（タック性）を防ぐ意味では、塗布された塗膜を
完全に焼成（キュア）して加硫させるのが有効であり、
この加硫のために加硫剤の添加が勧められる訳である。
なお、ゴム塗膜を早く加硫させる加硫源としてはパ−オ
キサイド加硫剤が望ましく、加硫促進剤はチウラム系と
チアゾ−ル系の併用が効果的である。この場合、加硫剤
の添加量が 0.5重量％未満では十分な加硫効果が望め
ず、一方、３重量％を超えて添加すると塗膜の性状を悪
化させる。なお、加硫効果を高めるためには、むしろ塗
膜性能を劣化させない程度に焼成温度を高める方が好ま
しい。これらの手立てにより、ゴム塗膜面に離型剤を塗
布してゴム面の粘着防止を図る等の工程を省略すること
ができる。

【００１４】更に、ＮＢＲの補強剤として４０ＰＨＲ以
上のカ−ボン含有量を確保するのが望ましい。カ−ボン
含有量を４０ＰＨＲ以上とすることで、ガスケットのミ
クロシ−ル膜としてより十分な強度，反発弾性及び圧縮
永久歪を引き出すことができる。

【００１５】ＮＢＲを塗料化するための溶剤としては、
メチルエチルケトン（ＭＥＫ），メチルイソブチルケト
ン（ＭＩＢＫ），アセトン，シクロヘキサノン等のケト
ン系溶剤が使用できるが、特にゴム溶解性の高いＭＩＢ
ＫやＭＥＫが好ましいと言える。これらは、単独で使用
できることは勿論であるが、数種を混合して用いても差
支えはない。

【００１６】本発明においては、ケトン系溶剤で塗料化
されたＮＢＲに配合される粘度調整剤としてキシレン，
シクロヘキサノン，セルソルブアセテ−ト又はトルエン
が用いられ、これによって粘度調整されたＮＢＲ塗料が
ロ−ルコ−ト法によってステンレス鋼板表面に連続コ−
ティングされる。そして、上記粘度調整剤を用いること
により溶剤の揮発が抑制されてコ−ティング作業性が向
上し、また形成されるゴム塗膜のタック性も改善され
る。なお、このように粘度調整されたＮＢＲのロ−ルコ
−ト法によるコ−ティング試験（ラインスピ−ド１５ｍ
/min）では、６時間は希釈剤の添加なく塗布作業を続け
ることができた。この粘度調整剤についても単独又は混
合の何れの形態で使用しても良いが、この中でキシレン
が最も好ましいと言える。

【００１７】前記粘度調整剤で粘度調整がなされるＮＢ
Ｒ塗料の塗布時の粘度は、フォ−ドカップ測定値で７０
〜２３０秒が最も好ましい。つまり、前記値が７０秒未
満では１０μｍ以上の膜厚コントロ−ルが難しく、一
方、２３０秒を超えに場合にはロ−ルコ−トする場合に
膜厚コントロ−ルとレベリング性を確保することが難し
い。

【００１８】なお、ゴム塗膜をガスケットのミクロシ−
ルとして用いる場合には用途に応じて任意の膜厚にコン
トロ−ルする必要があるが、厚膜に塗布すると“ワキ”
が発生しやすくなり（ゴム系では特に著しい）、また危
険防止のための制限量を超える溶剤が焼成炉内へ持ち込
まれる恐れも出てくる。しかし、前記粘度調整剤で粘度
調整されたＮＢＲ塗料を使用した場合には２コ−ト２ベ
−クが可能となり、この２コ−ト２ベ−クによって膜厚
のコントロ−ルが任意にできるようになることから、上
記懸念は無くなる。

【００１９】ところで、２コ−ト２ベ−クで厚膜化を図
る場合は、１コ−ト目を所定膜厚の1/2 以上に、また２
コ−ト目をそれ以下にし、かつ２コ−ト目では１コ−ト
目の塗料よりも約２０％程度粘度を低めた塗料を用いる
ことにより、１コ−ト材と同様にレベリング性の良い塗
膜を得ることができる。

【００２０】さて、ロ−ルコ−ト法にて前記ＮＢＲ塗料
を連続コ−ティングしたステンレス鋼板は、続いて２４
０〜３３０℃（最終到達板温）で短時間焼成されて加硫
効果が高められ、ゴム被覆の強度，反発弾性，圧縮永久
歪，タック性等の向上が図られる。この場合、焼成温度
が２４０℃より低くても、また３３０℃より高くても所
望の塗膜特性を確保することができない。

【００２１】なお、実機製造時の焼成炉の温度設定は、
入側約 1/2の加熱温度を使用粘度調整剤（希釈剤）の沸
点に達する温度よりも約１０〜１５℃低める必要があ
る。これは、急激な希釈溶剤の揮発による塗膜のピンホ
−ル発生防止のためと厚膜コ−ティング時の塗膜のワキ
の発生を防ぐためである。そして、残りの 1/2の加熱ゾ
−ンで目標板温に到達するように温度調節することによ
り、ロ−ルコ−タによる連続コ−ティングが可能とな
る。

【００２２】続いて、本発明の効果を実施例により具体
的に説明する。

【実施例】まず、アクリロニトリル量：３０重量％，チ
アゾ−ル系加硫剤：１重量％，カ−ボン：５０ＰＨＲを
含んだＮＢＲを表１に示す溶剤で塗料化し、更に同じ表
１に示した粘度調整剤（希釈剤）を用いて粘度調整を行
った。

【００２３】

【表１】

【００２４】次に、ロ−ルコ−タを適用した連続塗装ラ
イン（ラインスピ−ド１５ｍ/min）にて前記の如くに調
整したＮＢＲ塗料をステンレス鋼板（ＳＵＳ３０１）の
表面に連続的に塗布し、更に種々の温度で焼成（焼成時
間 1.5分）してゴム被覆ステンレス鋼板を製造した。こ
の時の塗装結果を前記表１に併記すると共に、一部の塗
料については粘度上昇測定結果を図１に整理して示し
た。

【００２５】表１及び図１で示した結果からも明らかな
ように、粘度調整剤（希釈剤）として本発明で指定する
キシレン或いはシクロヘキサノンを用いた場合には数時
間の作業でも増粘が設定目標範囲内で推移しており、良
好な作業結果を得ることができた。なお、ＮＢＲをＭＩ
ＢＫで塗料化し、更にキシレンを用いて粘度調整する場
合、ＭＩＢＫとキシレンの量比は「30〜50：70〜50」で
適当であることも確認された。また、粘度調整剤（希釈
剤）としてトルエン又はセルソルブアセテ−トを用いた
場合も良好な結果が得られた。

【００２６】更に、表２には、ＮＢＲをＭＩＢＫで塗料
化し、更にキシレンを用いて粘度調整した塗料（ＭＩＢ
Ｋ：キシレン＝５０：５０）を用いて得たゴム被覆ステ
ンレス鋼板につき、焼成温度別に塗膜の機械的性質 (JI
S Ｋ６３０１に準拠）及び耐ＬＬＣ性を調査した結果が
示されている。なお、耐ＬＬＣ性は、試験片をＬＬＣ液
と蒸留水の混合液（50/50vol%)を満たしたオ−トクレ−
ブに入れて１３０℃で７２hrの処理を行った後に取り出
し、室温まで冷却して、塗膜のフクレ，剥離を観察し、
更にセロハンテ−プ剥離試験を行って密着性を評価する
手法によった。

【００２７】

【表２】

【００２８】この表２からも明らかなように、温度を高
めることにより伸びが低下する傾向があるが、２４０〜
３３０℃の温度域内であればコイル展開後のゴム面同士
の粘着は全く発生せず、ブロッキング（タック）の発生
を防止するためには該温度域が好適であることが分か
る。従って、上記温度範囲で焼成することにより、離型
剤塗布等の工程省略になることも分かる。また、ミクロ
シ−ル材として最も重要である耐ＬＬＣ性の調査結果か
らは、塗膜のフクレ，剥離は認められず、優れた塗膜性
能を保持していることが確認された。

【００２９】

【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、ガスケット用として優れた性能を有するゴム被覆ス
テンレス鋼板を作業性良く安定して製造することが可能
になるなど、産業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロ−ルコ−ト法の説明図である。

【図２】ゴム塗料の塗料パン内経過時間と粘度上昇との
関係を示したグラフである。

【符号の説明】

１ ピックアップロ−ル ２ アプリケ−タ−ロ−ル ３ 塗料パン ４ バックアップロ−ル ５ 被塗装材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｄ 109/02 ＰＧＱ (72)発明者 垣内 明 大阪府守口市南寺方東通り６丁目52番地 大東ポリマ−工業株式会社内 (72)発明者 西田 幹央 大阪府守口市南寺方東通り６丁目52番地 大東ポリマ−工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクリロニトリルブタジエンゴムをケト
   ン系溶剤にて塗料化すると共に、粘度調整剤としてキシ
   レン，シクロヘキサノン，セルソルブアセテ−ト及びト
   ルエンの１種以上を用い、この塗料をロ−ルコ−ト法に
   よりステンレス鋼板表面に連続コ−ティングした後、２
   ４０〜３３０℃で短時間焼成することを特徴とする、ガ
   スケット用ゴム被覆ステンレス鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 アクリロニトリルブタジエンゴムとし
   て、 アクリロニトリル量：１５〜４０重量％，加硫剤の量：
   0.5〜３重量％，カ−ボン量：４０ＰＨＲ以上のものを
   用いる、請求項１に記載のガスケット用ゴム被覆ステン
   レス鋼板の製造方法。