JPH09122580A - フッ素ゴム被覆用プライマー鋼板 - Google Patents

フッ素ゴム被覆用プライマー鋼板

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JPH09122580A
JPH09122580A JP30368295A JP30368295A JPH09122580A JP H09122580 A JPH09122580 A JP H09122580A JP 30368295 A JP30368295 A JP 30368295A JP 30368295 A JP30368295 A JP 30368295A JP H09122580 A JPH09122580 A JP H09122580A
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JP
Japan
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coating
film
steel sheet
weight
primer
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Withdrawn
Application number
JP30368295A
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English (en)
Inventor
Hisamitsu Mizuki
久光 水木
Akihiro Ando
彰啓 安藤
Atsushi Kajimoto
淳 梶本
Kiyoshi Takatsu
清 高津
Hiromitsu Fukumoto
博光 福本
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐不凍液性及び密着性に優れ、エンジン回り
用ガスケット材として好適なゴム被覆用プライマー鋼板
を得る。 【解決手段】 このプライマー鋼板は、ステンレス鋼板
の片面又は両面に形成したクロメート処理皮膜と、該ク
ロメート処理皮膜の上に形成され、ビスフェノール型エ
ポキシ系樹脂プライマー層を主体とする膜厚2〜10μ
mの塗膜を有する。クロメート処理皮膜としては、皮膜
不揮発成分に対して2〜30重量%の有機成分を含み、
全Cr量が5〜120mg/m2 の範囲にあるものが好
ましい。プライマー層は、塗料不揮発成分に対して3〜
20重量%のクロム酸塩系防錆顔料を含み、顔料の総量
が40〜80重量%で、メラミン系又はウレタン系硬化
剤を1〜10重量%含むエポキシフェノール系樹脂で形
成することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴム被覆メタルガスケ
ット等として使用され、耐不凍液性に優れたフッ素ゴム
被覆用プライマー鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機管用のガスケットには、アスベス
ト,グラファイトシート等が従来から使用されてきた
が、近年ではフッ素ゴムやNBRゴム等のゴム被覆鋼板
が使用されるようになってきている。ゴム被覆鋼板は、
表面に強固な弾性膜を作ることによりシール漏れを防止
し、十分なシール性を確保する。弾性膜の特性は、単に
ゴム塗料の配合や種類によって定まるものではなく、被
覆される素地の種類によっても影響を受ける。たとえ
ば、バネ特性や耐熱性に優れたステンレス鋼にゴム被覆
を直接形成すると、ゴム被覆層の密着性が劣ることか
ら、シール剤として必要特性を備えた弾性膜を形成する
ことは非常に困難である。なかでも、耐熱性,耐薬品性
に優れたガスケット材として注目されているフッ素ゴム
被覆では、密着性が得られ難いため、所定の形状に成形
した後、細心の注意を払ってポストコートしている。こ
のように、ステンレス鋼板を基材とするガスケット材
は、ゴム被覆層を直接形成するとゴム被覆層の密着性が
劣るため、ゴム被覆層形成に際してはステンレス鋼を粗
面化したり、或いはZnめっきを施す等の表面処理によ
って密着性を高めている。また、下塗り塗膜,中塗り塗
膜及び上塗り塗膜の3層構造で密着性を改善する方法
(実開平6−27404号公報),特定された充填剤及
び受酸剤を配合したフッ素ゴムコンパウンドにより密着
性を向上させる方法(特開平7−18248号公報)等
も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような改良によっ
て、フッ素ゴム被覆ステンレス鋼製ガスケットは、耐熱
用途のガスケットとして有効に使用されるようになって
きている。しかし、エンジンのシリンダヘッド用ガスケ
ット等として、不凍液に接触するエンジン回りの環境で
使用すると、ステンレス鋼表面からフッ素ゴムが剥離し
易い欠点がある。フッ素ゴム被覆ステンレス鋼の耐不凍
液性が劣る原因は、次のように推察される。不凍液の主
成分であるエチレングリコールと水との混合物が120
〜150℃の高温下でフッ素ゴムを膨潤させ、ステンレ
ス鋼とフッ素ゴム被覆との界面の浸透圧が高くなる。そ
の結果、フッ素ゴム被覆層は、ステンレス鋼表面から剥
離し易くなる。また、不凍液に添加されているリン酸塩
成分が濃縮され、ステンレス鋼の腐食反応を促進させ
る。これによっても、フッ素ゴムの剥離が加速される。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたもの
であり、ビスフェノール型エポキシ樹脂のプライマー層
を形成することにより、粗面化処理やZnめっき等を必
要とすることなく、密着性,加工性及び耐不凍液性に優
れたフッ素ゴム被覆用プライマー鋼板を提供することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のフッ素ゴム被覆
用プライマー鋼板は、その目的を達成するため、ステン
レス鋼板の片面又は両面に形成したクロメート処理皮膜
と、該クロメート処理皮膜の上に形成され、ビスフェノ
ール型エポキシ系樹脂プライマー層を主体とする膜厚2
〜10μmの塗膜を有することを特徴とする。クロメー
ト処理皮膜としては、皮膜不揮発成分に対して2〜30
重量%の有機成分を含み、全Cr量が5〜120mg/
2 の範囲にあるものが好ましい。プライマー層は、塗
料不揮発成分に対して3〜20重量%のクロム酸塩系防
錆顔料を含み、顔料の総量が40〜80重量%であり、
メラミン系又はウレタン系の硬化剤を1〜10重量%含
むエポキシフェノール系樹脂で形成することが好まし
い。
【0005】
【作用】本発明者等は、不凍液の主成分であるエチレン
グリコールと水との混合物及び不凍液に添加されている
リン酸塩成分がフッ素ゴム被覆を透過した場合でも、下
地ステンレス鋼板の表面に到達しない塗膜構成について
種々調査検討した。その結果、平滑なステンレス鋼表面
にクロメート処理によって防錆性を付与し、塗料不揮発
成分に対して3〜20重量%のクロム酸塩系防錆顔料を
含むビスフェノール型エポキシ系樹脂プライマー層をク
ロメート処理皮膜の上に形成すると、不凍液に接触する
環境においても十分なシール性能を発揮するフッ素ゴム
被覆ガスケットが得られることを見い出した。クロメー
ト処理皮膜は、ステンレス鋼表面に対する塗膜密着性及
び耐食性に及ぼす影響がCr付着量に応じて異なる。C
r付着量が5mg/m2 を下回ると塗膜密着性及び耐食
性が劣り、Cr付着量が120mg/m2 を超えると塗
膜密着性が安定しない。このクロメート処理皮膜は、良
好な成膜性,プライマー層の密着性等を確保するため2
〜30重量%の有機成分を含む必要がある。有機成分の
含有量が2重量%に達しないと、プライマー層の密着性
が不十分となる。逆に30重量%を超える含有量では、
処理性,短時間製膜性等が低下し、塗装前処理に使用で
きなくなる。
【0006】クロメート処理が施されるステンレス鋼板
は、アルカリ系洗浄液やリン酸塩,フッ酸,硝酸,塩酸
等の酸性水溶液等で予め洗浄することが好ましい。この
洗浄によって、ステンレス鋼表面に付着している油や極
表層にある合金成分が酸化物として濃縮している層が除
去され、クロメート処理液がステンレス鋼表面で弾かれ
ることがなくなる。その結果、ステンレス鋼表面は、均
一にクロメート処理される。プライマー層としては、塗
膜の主成分をエポキシ系樹脂とすることにより、クロメ
ート処理ステンレス鋼板に対する密着性を向上させてい
る。エポキシ系樹脂としては、熱硬化型塗料として通常
使用されているビスフェノール型エポキシ樹脂が好まし
く、メラミン系又はウレタン系の硬化剤を1〜10重量
%配合する。硬化剤が1重量%未満であると塗装後の加
熱によっても硬化反応がほとんど促進せず、10重量%
を超える硬化剤ではフッ素ゴム塗装後の打抜き端面や切
断端面における塗膜の剥離が大きくなり、加工性が低下
する。
【0007】プライマーに配合されるクロム酸塩系防錆
顔料は、プライマー層の耐食性を向上させると共に、ク
ロメート処理皮膜との馴染みが良いことからステンレス
鋼板に対するプライマー層の密着性を向上させる。クロ
ム酸塩系防錆顔料としては、クロム酸ストロンチウム,
クロム酸鉛,クロム酸カルシウム,クロム酸亜鉛,クロ
ム酸バリウム等がある。クロム酸塩系防錆顔料の含有量
は、塗料不揮発成分に対して3〜20重量%の範囲に調
整されることが好ましい。3重量%未満の含有量では耐
不凍液性が改善されず、逆に20重量%を超える含有量
ではフッ素ゴム塗装後の加工性が低下する。プライマー
層には、クロム酸塩系防錆顔料の外に、充填作用,顔料
分散作用及び塗装時のレベリング作用を発現させるため
TiO2 ,SiO2 ,CaCO3 等の体質顔料を含ませ
ることが好ましい。これら体質顔料の含有量は、クロム
酸塩系防錆顔料を加えた総量で塗料不揮発成分に対して
40〜80重量%の範囲で調整される。顔料総量が40
重量%に満たないと耐不凍液性が改善されず、80重量
%を超えるとフッ素ゴム塗装後の加工性が低下する。ま
た、プライマー層は、乾燥塗膜厚みで2〜10μmに調
整される。2μmに達しない膜厚では密着性,耐不凍液
性の改善効果が小さく、10μmを超える膜厚ではフッ
素ゴム塗装後の加工性が低下する。
【0008】
【実施例】 実施例1:板厚0.2mmのSUS301Hステンレス
鋼板の圧延ままの表面をリン酸塩処理液で処理した後、
クロメート処理し、プライマー塗装を施した。クロメー
ト処理には、アクリル樹脂,シリカ,リン酸,3価Cr
及び6価Crを含む塗布型クロメート処理剤を使用し、
全Cr量40mg/m2 ,アクリル樹脂の塗布量10重
量%でステンレス鋼表面に塗布した。プライマー塗装に
は、ビスフェノール型エポキシ系樹脂を主成分とし、塗
料不揮発成分に対して10重量%のクロム酸ストロンチ
ウムを含み、クロム酸ストロンチウムとTiO2 ,Si
2 ,CaCO3 等の顔料の総量を60重量%に調整
し、ウレタン系硬化剤5重量%を含む塗料を使用した。
この塗料を塗布した後、215℃×45秒の条件で乾燥
し、塗膜厚み5μmのプライマー層を形成した。
【0009】実施例2〜3:塗料不揮発成分に対するク
ロム酸ストロンチウムの含有率を3重量%及び20重量
%に変更した外は、実施例1と同じ条件下でプライマー
層を形成した。 実施例4〜5:塗料不揮発成分に対するウレタン硬化剤
の含有率を1重量%及び10重量%に変更した外は、実
施例1と同じ条件下でプライマー層を形成した。 実施例6〜7:プライマー層の膜厚を2μm及び10μ
mに変更した外は、実施例1と同じ条件下でプライマー
層を形成した。 実施例8〜11:クロメート皮膜の全Cr量を5mg/
2 ,20mg/m2 ,80mg/m2及び120mg
/m2 に変更し、皮膜不揮発成分に対するアクリル樹脂
の含有率を2重量%,5重量%,20重量%及び30重
量%に変更し、他は実施例1と同様な条件下でプライマ
ー層を形成した。 実施例12〜13:クロム酸ストロンチウムを含めた顔
料の総量を不揮発成分に対して40重量%及び80重量
%に変更した外は、実施例1と同じ条件下でプライマー
層を形成した。
【0010】比較例1〜2:塗料不揮発成分に対するク
ロム酸ストロンチウムの含有率を1重量%及び25重量
%に変更した外は、実施例1と同じ条件下でプライマー
層を形成した。 比較例3〜4:塗料不揮発成分に対するウレタン硬化剤
の含有率を0.5重量%及び12重量%に変更した外
は、実施例1と同じ条件下でプライマー層を形成した。 比較例5〜6:プライマー層の膜厚を1μm及び13μ
mに変更した外は、実施例1と同じ条件下でプライマー
層を形成した。 比較例7〜8:クロメート皮膜の全Cr量を3mg/m
2 及び150mg/m2 に変更し、皮膜不揮発成分に対
するアクリル樹脂の含有率を0.5重量%及び35重量
%に変更した外は、実施例1と同様な条件下でプライマ
ー層を形成した。
【0011】以上の各例で形成されたプライマー層の上
に、フッ素ゴム被覆を形成した。フッ素ゴム被覆は、フ
ッ化ビニリデン−フルオロプロペン共重合体を溶液化し
たポリオール加硫型の塗料(株式会社ダイキイン製 ダ
イエルDPA−351)を使用し、加硫後の塗膜厚が2
0μmとなる条件下で塗布した後、フラッシュオフ加硫
することにより形成した。フッ素ゴムで被覆されたステ
ンレス鋼板から試験片を切り出し、次の耐不凍液性試験
及び加工性試験に供した。
【0012】耐不凍液性試験:150℃に加温した自動
車エンジン用不凍液(主成分:エチレングリコール,オ
ールシーズンエンジン冷却液:トヨタ純正ロングライフ
クーラント)に500時間浸漬した後、引き上げ、室温
に24時間放置した。そして、描画試験(JIS K5
400,荷重500gf)を行い、感圧接着性テープで
剥離した後に塗膜剥離が全く観察されなかったものと
5,全面剥離したものを1として、5段階で相対評価し
た。 加工性試験:フッ素ゴム塗装ままの材料について、30
トンプレス装置により直径6.5mmの打抜き加工を施
した後、感圧接着性テープ剥離試験を行った。塗膜剥離
が全く観察されなかったものを○,端面の塗膜剥離が最
大1mm未満のものを△,1mm以上のものを×として
評価した。調査結果を表1及び表2に示すように、本発
明に従って形成されたフッ素ゴム被覆は、優れた耐不凍
液性及び加工性を示し、エンジン回り用ガスケット材と
しての使用にも十分耐えることが判る。これに対し、本
発明で規定した条件を満足しないものでは、表2にみら
れるように加工性及び耐不凍液性の何れか又は双方が劣
っていた。
【0013】
【0014】
【0015】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のフッ素
ゴム被覆用プライマー鋼板は、粗面化処理やめっき等の
表面処理を必要とすることなく、加工性及び密着性に優
れたフッ素ゴム被覆を形成する下地として使用される。
そして、クロム酸塩系防錆顔料を配合しているので、不
凍液によるフッ素ゴム被覆層の膨潤軟化に起因する塗膜
剥離や塗膜フクレ等の欠陥が発生することなく、不凍液
と接触する環境でガスケット部材として十分なシール特
性を呈するフッ素ゴム被覆層が形成される。また、粗面
化処理,めっき等の表面処理を施していないため、耐疲
労強度や耐食性の低下もない。このようにして、本発明
に従ったフッ素ゴム被覆用プライマー鋼板は、エンジン
シリンダーヘッドの不凍液接触部等に使用されるフッ素
ゴム被覆メタルガスケット用のプライマー鋼板として優
れた性能を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高津 清 千葉県市川市高谷新町7番1号 日新製鋼 株式会社技術研究所内 (72)発明者 福本 博光 千葉県市川市高谷新町7番1号 日新製鋼 株式会社技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステンレス鋼板の片面又は両面に形成し
    たクロメート処理皮膜と、該クロメート処理皮膜の上に
    形成され、ビスフェノール型エポキシ系樹脂プライマー
    層を主体とする膜厚2〜10μmの塗膜を有するフッ素
    ゴム被覆用プライマー鋼板。
  2. 【請求項2】 皮膜不揮発成分に対して2〜30重量%
    の有機成分を含み、全Cr量が5〜120mg/m2
    範囲にあるクロメート処理皮膜を形成した請求項1記載
    のフッ素ゴム被覆用プライマー鋼板。
  3. 【請求項3】 塗料不揮発成分に対して3〜20重量%
    のクロム酸塩系防錆顔料を含み、顔料の総量が40〜8
    0重量%であり、メラミン系又はウレタン系の硬化剤を
    1〜10重量%含むエポキシフェノール系樹脂でプライ
    マー層を設けた請求項1記載のフッ素ゴム被覆用プライ
    マー鋼板。
JP30368295A 1995-10-27 1995-10-27 フッ素ゴム被覆用プライマー鋼板 Withdrawn JPH09122580A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021037647A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 日本製鉄株式会社 複合体およびその製造方法、ならびに塗装金属板
JP2021037644A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 日本製鉄株式会社 複合体およびその製造方法、ならびに塗装金属板
JP2021037648A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 日本製鉄株式会社 複合体およびその製造方法、ならびに塗装金属板

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021037647A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 日本製鉄株式会社 複合体およびその製造方法、ならびに塗装金属板
JP2021037644A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 日本製鉄株式会社 複合体およびその製造方法、ならびに塗装金属板
JP2021037648A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 日本製鉄株式会社 複合体およびその製造方法、ならびに塗装金属板

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Effective date: 20030107