JPH0810699A - ゴムコーティングステンレス鋼板 - Google Patents
ゴムコーティングステンレス鋼板Info
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- JPH0810699A JPH0810699A JP15204594A JP15204594A JPH0810699A JP H0810699 A JPH0810699 A JP H0810699A JP 15204594 A JP15204594 A JP 15204594A JP 15204594 A JP15204594 A JP 15204594A JP H0810699 A JPH0810699 A JP H0810699A
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- stainless steel
- steel plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低コストで環境を汚染せず、しかもステンレ
ス鋼板とゴム層の密着性に優れたゴムコーティングステ
ンレス鋼板を提供する。 【構成】 表面にリン酸とシリカからなる化成処理液を
塗布、乾燥し化成処理被膜を形成後、その上に耐熱性ゴ
ム層を設けたゴムコーティングステンレス鋼板。なお前
記化成処理液中のリン酸とシリカの重量比が１／５以上
５以下であり、かつ前記化成処理被膜の付着量が２ｍｇ
／ｍ2 以上２００ｍｇ／ｍ2 以下であることがより望ま
しい。
ス鋼板とゴム層の密着性に優れたゴムコーティングステ
ンレス鋼板を提供する。 【構成】 表面にリン酸とシリカからなる化成処理液を
塗布、乾燥し化成処理被膜を形成後、その上に耐熱性ゴ
ム層を設けたゴムコーティングステンレス鋼板。なお前
記化成処理液中のリン酸とシリカの重量比が１／５以上
５以下であり、かつ前記化成処理被膜の付着量が２ｍｇ
／ｍ2 以上２００ｍｇ／ｍ2 以下であることがより望ま
しい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車エンジン
などのシリンダーガスケットに使用されるゴムコーティ
ングステンレス鋼板に関する。
などのシリンダーガスケットに使用されるゴムコーティ
ングステンレス鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車エンジンなどのシリン
ダーガスケット材としては、アスベストをニトリルゴム
やフェノール樹脂などで固めた積層板が用いられていた
が、アスベスト公害が明らかになるにつれて、金属を素
材としたガスケットに置き換えられるようになってき
た。金属素材としては主にステンレス鋼板が使用されて
いるが、ステンレス鋼板をそのままガスケットに用いる
とシリンダーヘッドやシリンダーブロックとの気密性が
確保できないため、その表面を耐熱性ゴムで被覆したゴ
ムコーティングステンレス鋼板が使用されている。
ダーガスケット材としては、アスベストをニトリルゴム
やフェノール樹脂などで固めた積層板が用いられていた
が、アスベスト公害が明らかになるにつれて、金属を素
材としたガスケットに置き換えられるようになってき
た。金属素材としては主にステンレス鋼板が使用されて
いるが、ステンレス鋼板をそのままガスケットに用いる
とシリンダーヘッドやシリンダーブロックとの気密性が
確保できないため、その表面を耐熱性ゴムで被覆したゴ
ムコーティングステンレス鋼板が使用されている。
【０００３】一般にステンレス鋼板と耐熱性ゴムとの密
着性はよくないが、シリンダーガスケットに使用される
場合は、２００〜３００℃に加熱されたり冷却水（不凍
液）に曝されることから、その密着性の劣化が著しくシ
リンダーガスケット用ゴムコーティングステンレス鋼板
の大きな問題となっている。
着性はよくないが、シリンダーガスケットに使用される
場合は、２００〜３００℃に加熱されたり冷却水（不凍
液）に曝されることから、その密着性の劣化が著しくシ
リンダーガスケット用ゴムコーティングステンレス鋼板
の大きな問題となっている。
【０００４】そこで、その密着性を改善するために以下
に示すような技術が提案されている。
に示すような技術が提案されている。
【０００５】従来技術１：ステンレス鋼板表面に機械的
に凹凸を形成する方法。（特開昭６３ー２６４２０１号
公報など） 従来技術２：ステンレス鋼板表面に薄い硅酸塩の被覆を
形成する方法。（特開平１ー１２０４８３号公報） 従来技術３：ステンレス鋼板表面に亜鉛メッキ層を設け
る方法。（特開平１ー１８２６６９号公報） 従来技術４：ステンレス鋼板表面に亜鉛メッキ層および
リン酸亜鉛結晶被膜を順次形成する方法。（特開平１ー
２０３７６３号公報） 従来技術５：ステンレス鋼板表面にクロメート被膜を形
成する方法。（特開平３ー２２７６２２号公報、特開平
３ー２６５７６４号公報など）
に凹凸を形成する方法。（特開昭６３ー２６４２０１号
公報など） 従来技術２：ステンレス鋼板表面に薄い硅酸塩の被覆を
形成する方法。（特開平１ー１２０４８３号公報） 従来技術３：ステンレス鋼板表面に亜鉛メッキ層を設け
る方法。（特開平１ー１８２６６９号公報） 従来技術４：ステンレス鋼板表面に亜鉛メッキ層および
リン酸亜鉛結晶被膜を順次形成する方法。（特開平１ー
２０３７６３号公報） 従来技術５：ステンレス鋼板表面にクロメート被膜を形
成する方法。（特開平３ー２２７６２２号公報、特開平
３ー２６５７６４号公報など）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術１の方法では、塗装後にも凹凸が残存しシリンダー内
の気密性が保ち難いことや凹凸の深さや大きさの制御が
難しいという問題がある。従来技術２の方法では、ステ
ンレス鋼板と硅酸塩被膜との間で密着不良が生じる。従
来技術３、４の方法では、メッキ工程が必要なため製造
コストが著しく高くなる。従来技術５の方法では、密着
性は改善されるが、クロメートが不凍液などに溶出した
り、排気ガスとして大気中に飛散して環境上の問題とな
る。
術１の方法では、塗装後にも凹凸が残存しシリンダー内
の気密性が保ち難いことや凹凸の深さや大きさの制御が
難しいという問題がある。従来技術２の方法では、ステ
ンレス鋼板と硅酸塩被膜との間で密着不良が生じる。従
来技術３、４の方法では、メッキ工程が必要なため製造
コストが著しく高くなる。従来技術５の方法では、密着
性は改善されるが、クロメートが不凍液などに溶出した
り、排気ガスとして大気中に飛散して環境上の問題とな
る。
【０００７】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、低コストで環境を汚染せず、しかもス
テンレス鋼板とゴム層の密着性に優れたゴムコーティン
グステンレス鋼板を提供することを目的とする。
なされたもので、低コストで環境を汚染せず、しかもス
テンレス鋼板とゴム層の密着性に優れたゴムコーティン
グステンレス鋼板を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、表面にリン
酸とシリカからなる化成処理液を塗布、乾燥し化成処理
被膜を形成後、その上に耐熱性ゴム層を設けたゴムコー
ティングステンレス鋼板によって解決される。また前記
化成処理液中のリン酸とシリカの重量比が１／５以上５
以下であり、かつ前記化成処理被膜の付着量が２ｍｇ／
ｍ2 以上２００ｍｇ／ｍ2 以下である場合は、より優れ
たステンレス鋼板とゴム層の密着性が得られる。
酸とシリカからなる化成処理液を塗布、乾燥し化成処理
被膜を形成後、その上に耐熱性ゴム層を設けたゴムコー
ティングステンレス鋼板によって解決される。また前記
化成処理液中のリン酸とシリカの重量比が１／５以上５
以下であり、かつ前記化成処理被膜の付着量が２ｍｇ／
ｍ2 以上２００ｍｇ／ｍ2 以下である場合は、より優れ
たステンレス鋼板とゴム層の密着性が得られる。
【０００９】
【作用】ステンレス鋼板と耐熱性ゴム層の間にリン酸と
シリカからなる化成処理液を塗布、乾燥し化成処理被膜
を形成させるとステンレス鋼板とゴム層の密着性が向上
するのは以下のように考えられる。すなわちリン酸によ
りステンレス鋼板表面がエッチングされ微細な凹凸が生
じることによるアンカー効果と、析出するリン酸塩とス
テンレス鋼板表面との間に結合が生じる化学的効果の両
方の効果により化成処理被膜とステンレス鋼板の密着性
が向上する。さらに化成処理被膜に含まれるシリカは化
成処理被膜を強化するとともに、シリカ中のシラノール
基（ＳｉーＯＨ）はステンレス鋼板とゴム層の両方に化
学結合するため、ステンレス鋼板とゴム層の密着性をよ
り向上させる。
シリカからなる化成処理液を塗布、乾燥し化成処理被膜
を形成させるとステンレス鋼板とゴム層の密着性が向上
するのは以下のように考えられる。すなわちリン酸によ
りステンレス鋼板表面がエッチングされ微細な凹凸が生
じることによるアンカー効果と、析出するリン酸塩とス
テンレス鋼板表面との間に結合が生じる化学的効果の両
方の効果により化成処理被膜とステンレス鋼板の密着性
が向上する。さらに化成処理被膜に含まれるシリカは化
成処理被膜を強化するとともに、シリカ中のシラノール
基（ＳｉーＯＨ）はステンレス鋼板とゴム層の両方に化
学結合するため、ステンレス鋼板とゴム層の密着性をよ
り向上させる。
【００１０】化成処理液中のリン酸とシリカの重量比
は、１／５未満でリン酸の比率が少ないと化成処理被膜
とステンレス鋼板の密着性を確保できない場合があり、
５を越えてリン酸の比率が多いと安定した化成処理被膜
ができ難くなるので、１／５以上５以下の範囲内である
ことが望ましい。
は、１／５未満でリン酸の比率が少ないと化成処理被膜
とステンレス鋼板の密着性を確保できない場合があり、
５を越えてリン酸の比率が多いと安定した化成処理被膜
ができ難くなるので、１／５以上５以下の範囲内である
ことが望ましい。
【００１１】また化成処理被膜の付着量は、２ｍｇ／ｍ
2 未満であると被膜が不均一になりやすいため被膜が付
着しない部分が生じる場合があり、また２００ｍｇ／ｍ
2 を越えると被膜内部で凝集破壊が起こりやすくなり密
着性を損なう場合もあるので、２ｍｇ／ｍ2 以上２００
ｍｇ／ｍ2 以下の範囲内であることが望ましい。
2 未満であると被膜が不均一になりやすいため被膜が付
着しない部分が生じる場合があり、また２００ｍｇ／ｍ
2 を越えると被膜内部で凝集破壊が起こりやすくなり密
着性を損なう場合もあるので、２ｍｇ／ｍ2 以上２００
ｍｇ／ｍ2 以下の範囲内であることが望ましい。
【００１２】
【実施例】厚さ０．２５ｍｍのＳＵＳ３０１ステンレス
鋼板表面に、表１に示す被膜付着量になるようにリン酸
とシリカからなる化成処理液を、表１に示すようにその
リン酸／シリカの重量比を変えて塗布し、板温が８０℃
になる条件で乾燥した。その上にフッ素ゴム（大平化成
( 株) 製エイトシールＦー２０ーＮ）層を１０μｍの厚
さで塗装し、１８０℃で３０分間の条件で焼付を行い、
本発明例であるゴムコーティングステンレス鋼板の試料
を作成した。また比較例としてステンレス鋼板表面に、
表２に示すような、硅酸ナトリウムとリン酸カルシウム
からなる（重量比２０：７）水溶液を塗布し２２０℃で
焼成して塗布量５００ｍｇ／ｍ2 の硅酸塩被膜を設けた
試料、およびクロメート、クロメート＋リン酸（重量比
３：１）、クロメート＋シリカ（重量比１：２）、クロ
メート＋リン酸＋シリカ（重量比３：１：８）のクロメ
ート系化成処理液をその被膜付着量が５０ｍｇ／ｍ2 に
なるように塗布し８０℃で乾燥した４種類の試料に、上
記の本発明例と同様な方法でフッ素ゴムを塗装、焼付し
た試料を作成した。
鋼板表面に、表１に示す被膜付着量になるようにリン酸
とシリカからなる化成処理液を、表１に示すようにその
リン酸／シリカの重量比を変えて塗布し、板温が８０℃
になる条件で乾燥した。その上にフッ素ゴム（大平化成
( 株) 製エイトシールＦー２０ーＮ）層を１０μｍの厚
さで塗装し、１８０℃で３０分間の条件で焼付を行い、
本発明例であるゴムコーティングステンレス鋼板の試料
を作成した。また比較例としてステンレス鋼板表面に、
表２に示すような、硅酸ナトリウムとリン酸カルシウム
からなる（重量比２０：７）水溶液を塗布し２２０℃で
焼成して塗布量５００ｍｇ／ｍ2 の硅酸塩被膜を設けた
試料、およびクロメート、クロメート＋リン酸（重量比
３：１）、クロメート＋シリカ（重量比１：２）、クロ
メート＋リン酸＋シリカ（重量比３：１：８）のクロメ
ート系化成処理液をその被膜付着量が５０ｍｇ／ｍ2 に
なるように塗布し８０℃で乾燥した４種類の試料に、上
記の本発明例と同様な方法でフッ素ゴムを塗装、焼付し
た試料を作成した。
【００１３】これらの試料についてゴム密着性と加工部
密着性について調査した。それらの試験条件は以下の通
りである。 （１）ゴム密着性 各試料について、鋭利なカッターでゴム層にステンレス
鋼板表面まで達する１ｍｍ角１０×１０マスの碁盤目傷
をつけ、１３０℃に加熱した自動車ラジエーター用クー
ラント液（トヨタ純正ロングライフクーラント）に７２
時間浸漬した後、前記傷部に粘着テープで強制剥離を行
い、ゴム層の剥離の程度で評価した。評価基準は、碁盤
目部の残存数が１００の時◎、９０から９９を○、６０
〜８９を△、５９以下を×とした。 （２）加工部密着性 各試料について、密着曲げ（０Ｔ曲げ、ただしＴは試料
の板厚）を行い、曲げ加工部に粘着テープで強制剥離を
行い、ゴム層の剥離の程度で評価した。評価基準は、ゴ
ム層の残存面積率１００％の時◎、９０〜９９％を○、
６０〜８９％を△、５９％以下を×とした。
密着性について調査した。それらの試験条件は以下の通
りである。 （１）ゴム密着性 各試料について、鋭利なカッターでゴム層にステンレス
鋼板表面まで達する１ｍｍ角１０×１０マスの碁盤目傷
をつけ、１３０℃に加熱した自動車ラジエーター用クー
ラント液（トヨタ純正ロングライフクーラント）に７２
時間浸漬した後、前記傷部に粘着テープで強制剥離を行
い、ゴム層の剥離の程度で評価した。評価基準は、碁盤
目部の残存数が１００の時◎、９０から９９を○、６０
〜８９を△、５９以下を×とした。 （２）加工部密着性 各試料について、密着曲げ（０Ｔ曲げ、ただしＴは試料
の板厚）を行い、曲げ加工部に粘着テープで強制剥離を
行い、ゴム層の剥離の程度で評価した。評価基準は、ゴ
ム層の残存面積率１００％の時◎、９０〜９９％を○、
６０〜８９％を△、５９％以下を×とした。
【００１４】調査の結果を本発明例については表1 に、
また比較例については表２に示す。表１に示すように、
本発明例であるリン酸とシリカからなる化成処理液を塗
布して形成させた被膜を有する試料Ｎｏ．１〜１８にお
いては、ステンレス鋼板とゴム層の間で良好な密着性が
得られることがわかる。特に、化成処理液中のリン酸と
シリカの重量比が１／５以上５以下の範囲内にあり、か
つ被膜付着量が２ｍｇ／ｍ2 以上２００ｍｇ／ｍ2 以下
の範囲内にある試料Ｎｏ．２〜６、８〜１４、１６およ
び１７は極めて優れた密着性を示す。
また比較例については表２に示す。表１に示すように、
本発明例であるリン酸とシリカからなる化成処理液を塗
布して形成させた被膜を有する試料Ｎｏ．１〜１８にお
いては、ステンレス鋼板とゴム層の間で良好な密着性が
得られることがわかる。特に、化成処理液中のリン酸と
シリカの重量比が１／５以上５以下の範囲内にあり、か
つ被膜付着量が２ｍｇ／ｍ2 以上２００ｍｇ／ｍ2 以下
の範囲内にある試料Ｎｏ．２〜６、８〜１４、１６およ
び１７は極めて優れた密着性を示す。
【００１５】一方、表２に示すように硅酸塩やクロメー
トを含んだ化成処理液を用いた比較例では全体に密着性
が悪く、比較的良好な密着性を示すのはクロメート＋リ
ン酸＋シリカからなる化成処理液を用いた試料Ｎｏ．２
３のみである。しかし、試料Ｎｏ．２３および他のクロ
メート系の試料いずれにおいても、高温の純水中や食塩
水中でクロメートの溶出が起こり環境上の問題が生じ
る。
トを含んだ化成処理液を用いた比較例では全体に密着性
が悪く、比較的良好な密着性を示すのはクロメート＋リ
ン酸＋シリカからなる化成処理液を用いた試料Ｎｏ．２
３のみである。しかし、試料Ｎｏ．２３および他のクロ
メート系の試料いずれにおいても、高温の純水中や食塩
水中でクロメートの溶出が起こり環境上の問題が生じ
る。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】なお化成処理液中のリン酸は、正リン酸、
無水リン酸あるいはこれらの水溶液のいずれでもよい。
またシリカは市販されているものでよく、好ましくは平
均粒径５〜１００ｎｍのシリカゾルが適当で、その製法
は乾式法でも湿式法でもよい。化成処理液は、化成処理
被膜の付着量に応じて濃度を調整されたリン酸水溶液と
所定量のシリカとを混合、攪拌し、均一な溶液とするこ
とにより調整することができる。化成処理に際しては、
アルカリや溶剤による原板表面の脱脂後、必要に応じて
アルカリや酸によるエッチングなどの前処理を施せばよ
い。化成処理液の塗布には、スプレーの他にロールコー
ト、カーテンフローコート、浸漬、静電塗布などのいず
れの方法を用いてもよい。その乾燥は水分を蒸発させれ
ばよく、その温度は５０〜１５０℃が適当である。
無水リン酸あるいはこれらの水溶液のいずれでもよい。
またシリカは市販されているものでよく、好ましくは平
均粒径５〜１００ｎｍのシリカゾルが適当で、その製法
は乾式法でも湿式法でもよい。化成処理液は、化成処理
被膜の付着量に応じて濃度を調整されたリン酸水溶液と
所定量のシリカとを混合、攪拌し、均一な溶液とするこ
とにより調整することができる。化成処理に際しては、
アルカリや溶剤による原板表面の脱脂後、必要に応じて
アルカリや酸によるエッチングなどの前処理を施せばよ
い。化成処理液の塗布には、スプレーの他にロールコー
ト、カーテンフローコート、浸漬、静電塗布などのいず
れの方法を用いてもよい。その乾燥は水分を蒸発させれ
ばよく、その温度は５０〜１５０℃が適当である。
【００１９】ゴム層を構成する主成分としては、フッ素
ゴム、シリコンゴムさらにはアクリロニトリルブタジエ
ンゴムなどを用いることができる。フッ素ゴムとは、含
フッ素オレフィンを単独または共重合させて得られるゴ
ム状物質であり、耐熱性、耐薬品性、耐寒性に優れ、
油、燃料等に強い抵抗力を有する特殊用途のゴムであ
る。具体的には、含フッ素アクリル酸エステル重合体、
フッ化ビニリデン共重合体、含フッ素ケイ素ゴム、含フ
ッ素ポリエステルゴム、含フッ素ジエン共重合体などで
ある。コーティング法は、何ら制限を要するものではな
く、例えばラテックス化して塗布する方法や高極性溶媒
に溶解した塗料として塗布する方法などを用いることが
できる。
ゴム、シリコンゴムさらにはアクリロニトリルブタジエ
ンゴムなどを用いることができる。フッ素ゴムとは、含
フッ素オレフィンを単独または共重合させて得られるゴ
ム状物質であり、耐熱性、耐薬品性、耐寒性に優れ、
油、燃料等に強い抵抗力を有する特殊用途のゴムであ
る。具体的には、含フッ素アクリル酸エステル重合体、
フッ化ビニリデン共重合体、含フッ素ケイ素ゴム、含フ
ッ素ポリエステルゴム、含フッ素ジエン共重合体などで
ある。コーティング法は、何ら制限を要するものではな
く、例えばラテックス化して塗布する方法や高極性溶媒
に溶解した塗料として塗布する方法などを用いることが
できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、低コストで環境を汚染せず、しかもステンレ
ス鋼板とゴム層の密着性に優れたゴムコーティングステ
ンレス鋼板を提供することができる。
いるので、低コストで環境を汚染せず、しかもステンレ
ス鋼板とゴム層の密着性に優れたゴムコーティングステ
ンレス鋼板を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秦野 浩 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大村 雅紀 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 伊藤 三郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 表面にリン酸とシリカからなる化成処理
液を塗布、乾燥し化成処理被膜を形成後、その上に耐熱
性ゴム層を設けたことを特徴とするゴムコーティングス
テンレス鋼板。 - 【請求項２】 前記化成処理液中のリン酸とシリカの重
量比が１／５以上５以下であり、かつ前記化成処理被膜
の塗布量が２ｍｇ／ｍ2 以上２００ｍｇ／ｍ 2 以下であ
る請求項１に記載のゴムコーティングステンレス鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15204594A JPH0810699A (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | ゴムコーティングステンレス鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15204594A JPH0810699A (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | ゴムコーティングステンレス鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0810699A true JPH0810699A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15531855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15204594A Pending JPH0810699A (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | ゴムコーティングステンレス鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810699A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002264253A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Nisshin Steel Co Ltd | ガスケット用表面処理ステンレス鋼板およびガスケット |
| JP2006265708A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nichias Corp | 化成処理膜被覆鋼板及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-07-04 JP JP15204594A patent/JPH0810699A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002264253A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Nisshin Steel Co Ltd | ガスケット用表面処理ステンレス鋼板およびガスケット |
| JP2006265708A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nichias Corp | 化成処理膜被覆鋼板及びその製造方法 |
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