JPH1077447A - 硬化性塗料の塗布体の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステンレス鋼板体のような被塗布金属板の上
に均一な厚みや所望の断面形状を有する架橋有機高分子
の塗膜などの硬化塗布体を形成し得る方法を提供するこ
と。 【解決手段】 被塗布金属板の上に架橋硬化性有機高分
子塗料のような硬化性塗料をスクリーン印刷などにて塗
布して硬化性塗料の塗布体を成形し、必要に応じて該塗
布体を乾燥や予備架橋して適度に硬化し、ついで成形さ
れた塗布体を硬化する。 【効果】 各種金属板の平坦部や曲面部に高度の均一さ
にて、あるいは所望の形状にて硬化塗布体を形成するこ
とができる。例えば自動車のシリンダーヘッドガスケッ
トの部品として用いられるビード付きステンレス鋼板の
製造などに適用して極めて有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のシリンダ
ーヘッドガスケット用ステンレス鋼板などの被塗布金属
板の上に架橋有機高分子の塗膜のような硬化塗布体を形
成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、自動車用エンジンの代表的な金
属製のシリンダーヘッドガスケット（以下、ＣＨＧ）の
平面図であり、図４は図３のＸ−Ｘ部の断面図である。
図５は図４と同じく図３のＸ−Ｘ部の断面図であるが、
最近実用化の研究がなされている新型のＣＨＧにおける
断面図である。図３〜図５においてＣＨＧは、平板状の
ステンレス鋼板体２が膨らみ加工部（以下、ビード）Ａ
を有する２枚のステンレス鋼板体１にてサンドイッチさ
れた三層構造を有し、三層構造を貫通する多数のガスケ
ット孔、即ち燃焼室孔Ｂ１、ボルト孔Ｂ２、その他のガ
スケット孔が明けられている。その他の孔としては水孔
や油孔があるが、図の煩雑化を回避するために図３では
それらの孔の記載およびボルト孔Ｂ２の周囲のビードの
記載は省略している。ステンレス鋼板体１は、多くの場
合、燃焼室孔Ｂ１などのガスケット孔の周囲においてビ
ードＡを有し、かつビードＡおよびその近傍部における
両面上にフッ素ゴムなどの耐熱性ゴムの層Ｒ１、Ｒ２が
形成されている。ＣＨＧは、一枚のステンレス鋼板体１
と一枚のステンレス鋼板体２の２層構造の場合もある。
図５に示す新型のＣＨＧでは、ビードＡの内側（凹部）
壁とゴム層Ｒ１との間に硬質の架橋有機高分子からなる
ストッパーＳを有する点において図４の従来ＣＨＧと異
なる。

【０００３】図３〜図５に示すＣＨＧは、ビードＡのク
ッション作用とゴム層Ｒ１、Ｒ２の弾力性との相乗作用
によりシール機能をなす。なおＣＨＧの使用時において
は、ＣＨＧはその両面からエンジン部材により締めつけ
られているので、エンジンの長期稼働の間にビードＡが
徐々にへたってくることがある。このために、架橋硬化
エポキシ樹脂などの硬質の架橋有機高分子にて形成され
たストッパーＳをビードＡの内側に設けることにより、
へたりによるビードＡの全屈が防止されＣＨＧの長寿命
化が図れる。またストッパーＳは、その層厚や幅を自由
に設定することができるので、ビードＡの構造やその近
傍部の設計に大きな自由度を与える効果もある。

【０００４】ＣＨＧにおけるゴム層Ｒ１、Ｒ２のような
シール層において、その各層内での厚みが不均一である
とＣＨＧのシール性能に大きく影響するので、その各厚
みは高度に均一であることが要求される。また本発明者
らの研究によれば、ストッパーＳの断面形状並びに設置
位置に関しては、ＣＨＧの構造や使用条件によって最適
設計が存在し、その最適設計から外れるとストッパーと
しての効果が低下する。

【０００５】ＣＨＧの製造においては、ステンレス鋼板
などの被塗布金属板上の必要箇所、例えば予め打ち抜か
れた燃焼室孔Ｂ１の周囲、あるいは燃焼室孔Ｂ１の打ち
抜き予定位置の周囲など、のみにスクリーン印刷、ディ
スペンサー塗布などの通常の方法で架橋硬化性有機高分
子塗料を塗布し、必要に応じて乾燥し、次いで塗膜を架
橋硬化している。ところで塗布された直後の塗膜は、塗
料の表面張力や塗布装置の吐出むら、あるいはその他の
理由により塗膜厚みは多くの場合において均一性に欠け
ており、場合によっては塗膜の断面形状が半円形を呈す
る場合すらある。かかる不均一な塗膜状態のままで乾燥
および架橋硬化処理されるので、得られた架橋硬化塗膜
も厚みの均一性に欠けている問題がある。また前記した
ストッパーＳは、その断面形状並びに設置位置において
最適設計から外れている場合が多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ステ
ンレス鋼板などの被塗布金属板の上に均一な厚みや所望
の断面形状を有する架橋有機高分子塗膜の架橋塗布体の
ような硬化塗布体を形成し得る方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の特徴を有
する。 １．被塗布金属板の上に硬化性塗料を塗布する塗布工
程、硬化性塗料の塗布体を成形する成形工程、および成
形された塗布体を硬化する硬化工程とからなることを特
徴とする硬化性塗料の塗布体の形成方法。 ２．硬化性塗料が架橋硬化性有機高分子塗料である上記
１記載の硬化性塗料の塗布体の形成方法。 ３．硬化工程を常圧下で行う上記１または２記載の硬化
性塗料の塗布体の形成方法。 ４．被塗布金属板が自動車のシリンダーヘッドガスケッ
ト用鋼板である上記１〜３のいずれかに記載の硬化性塗
料の塗布体の形成方法。 ５．シリンダーヘッドガスケット用鋼板がガスケット孔
および該ガスケット孔の周囲に設けられたビードを有す
るものである上記４記載の硬化性塗料の塗布体の形成方
法。 ６．硬化性塗料が蒸発性液体を含むものであり、成形工
程の前に該蒸発性液体を除去して塗布体を乾燥する上記
１〜５のいずれかに記載の硬化性塗料の塗布体の形成方
法。 ７．硬化性塗料が架橋性ゴムを水または有機溶媒に溶解
または分散したものである上記１〜５のいずれかに記載
の硬化性塗料の塗布体の形成方法。 ８．成形工程の前に塗布体を予備架橋する上記２または
７記載の硬化性塗料の塗布体の形成方法。 ９．硬化性塗料の主成分たる架橋硬化性有機高分子が成
形工程を行う環境温度下において液体であり、予備架橋
により半固化乃至固化する上記２または７記載の硬化性
塗料の塗布体の形成方法。

【０００８】

【作用】被塗布金属板の上に塗布された硬化性塗料の塗
布体を所望の形状に成形してから硬化するので、上記し
た課題が解決される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図例により一層詳
細に説明する。図１および図２は、図５に示すステンレ
ス鋼板体などの鋼板体１のビードＡの内側（凹部）に硬
化した塗布体からなるリング状のストッパーＳを形成す
る方法を説明するための鋼板体１の断面図である。図１
は、適当な方法、例えばスクリーン印刷やディスペンサ
ー塗布などの方法によりビードＡの内側に塗布された硬
化性塗料からなる未だ成形工程前の塗布体Ｓ’の状態を
示す。該塗布体Ｓ’は、図示する通り、その表面は中央
が盛り上がっていて且つ鋼板体１の平坦面と非平行の状
態にある。図２は、この塗布体Ｓ’を押圧してその表面
を平坦化し且つその平坦面を鋼板体１の平坦面と平行に
するための成形工程を示す。図２において、鋼板体１は
上金型Ｍ１と下金型Ｍ２とからなるリング状の金型Ｍの
間に挟持された状態でプレスＰにより押圧される。下金
型Ｍ２は、鋼板体１のビードＡを収容し得る窪みＭ２１
を有し、また該鋼板体１の平坦部を水平に受持し且つ上
金型Ｍ１の平坦部Ｍ１２と平行に対面する平坦部Ｍ２２
とを有する。また上金型Ｍ１は、ビードＡの内側内に挿
入し得て平坦部Ｍ１２と平行な頂面Ｍ１３を有する突起
Ｍ１１を有する。この状態においてプレスＰにて押圧す
ると、ビードＡ内の塗布体Ｓ’は、図示する通りの所望
の形状、即ち鋼板体１の平坦面と平行する平坦表面を有
する形状に成形される。この後、プレスＰが開放されて
金型Ｍから取り出された鋼板体１は、通常の方法、特に
常圧下での硬化工程に付され、ビードＡ内の成形された
塗布体Ｓ’は硬化されてストッパーＳとなる。

【００１０】鋼板体１のビードＡの形状および寸法にマ
ッチする窪みＭ２１を有する下金型Ｍ２、並びにビード
Ａ内に形成すべきストッパーＳの所望形状を実現し得る
突起Ｍ１１を有する上金型Ｍ１とからなる金型Ｍを用い
ることにより、任意の所望形状のストッパーＳ、例えば
船底型のビードＡの内壁全面に均一厚みで形成された層
状構造のストッパーなど、を形成することができる。ス
トッパーＳとして、ビードＡの形成に用いた金型を再使
用して成形し得る形状のものとすると、一般に高価な金
型の数を少なくすることができる利点がある。

【００１１】図４に示す断面形状のリング状ゴム層Ｒ１
を形成する場合には、リング状のストッパーＳを形成す
る前記の方法と同じようにしてビードＡ内およびその周
囲に硬化性塗料を塗布して塗膜を形成し、ついで前記と
同じような、但し図４に示す断面形状に成形し得るリン
グ状金型を用いるとよい。図４に示す断面形状のリング
状ゴム層Ｒ２を形成する場合も同様に、ビードＡの外面
およびその周囲に硬化性塗料を塗布して塗膜を形成し、
ついで前記と同じような、但し図４に示す断面形状に成
形し得るリング状金型を用いるとよい。図５に示す断面
形状のリング状のストッパーＳの上に同じくリング状の
ゴム層Ｒ１を形成する場合には、前記した方法によりま
ずストッパーＳ（硬化済）を形成し、ついでその上に上
記と同様にしてリング状のゴム層Ｒ１を形成するとよ
い。あるいは成形後で未だ硬化工程前のストッパーＳ’
の上にリング状のゴム層Ｒ１を塗布成形し、ストッパー
Ｓ’とゴム層Ｒ１とも同時に硬化工程に付してもよい。

【００１２】硬化性塗料としては、フッ素ゴム、シリコ
ンゴム、液状クロロプレンゴムなどの各種のゴムをベー
スとする塗料、エポキシ樹脂などの熱架橋硬化性塗料、
ウレタン−アクリレート樹脂のような紫外線架橋硬化性
塗料、電子線架橋硬化性塗料など、各種の架橋硬化性有
機高分子塗料類、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、シリコーン樹脂、米国スリーボン
ド社の耐熱性無機接着剤たるスリーボンド３７３２のよ
うな硬化物が無機質であるようなものなどの反応硬化性
塗料、またはその他の硬化性塗料を用いることができ
る。また硬化性塗料は、その主成分がウレタン−アクリ
レート樹脂のような常温において固体乃至非または難流
動性の半固体の有機高分子類、あるいはエポキシ樹脂な
どのような成形工程を行う環境温度下、例えば常温にお
いて液体のものなどであってよい。更に硬化性塗料は、
塗料主成分を水、非反応性有機溶媒、単官能乃至多官能
の有機液体のような反応性有機溶媒、またはその他の蒸
発性液体に溶解または分散したもの、液状クロロプレン
ゴムや無溶剤ポリイミドワニスのような常温で液状を呈
する反応硬化性有機高分子のみからなる無溶剤型の塗料
などであってもよい。

【００１３】多くの硬化性塗料は、容易に塗布できるよ
うに前記した蒸発性液体を含有していて一般に低粘度で
ある。よって本発明の塗布工程の終了直後の塗布体は未
だ過度の柔軟性を保持しているが、つぎの成形工程に到
るまでの間にその蒸発性液体の一部が蒸発したり、ある
いは硬化反応の開始により塗布体は硬度を増し、押圧に
より所望形状またはそれに近い形状に成形できる場合が
ある。そうでない場合には、つぎに述べる手段を成形工
程の前に施して塗布体を成形し易い硬度にもたらすこと
が好ましい。

【００１４】硬化性塗料として、フッ素ゴム、シリコン
ゴムなどの常温において固体乃至非または難流動性の半
固体のゴム類を水や非反応性有機溶媒に溶解または分散
した塗料を使用した場合には、塗布工程の後に風乾や加
熱による乾燥工程を付加して塗布体中に残存する水や非
反応性有機溶媒を蒸発除去して塗布体を成形し易い硬度
にもたらす。その際、水や非反応性有機溶媒の蒸発除去
の程度は、硬化性塗料の主成分の種類によって異なるの
でケース毎に試行錯誤的に決めればよい。

【００１５】エポキシ樹脂や各種紫外線硬化性樹脂類の
ような反応性有機溶媒を含む塗料、液状クロロプレンゴ
ムや無溶剤ポリイミドワニスのような無溶剤型の塗料な
どの場合においては、塗布体を加熱架橋や紫外線照射架
橋など、その塗料の架橋に相応しい方法により予備架橋
して少なくとも半固体となる程度とする。

【００１６】なお、成形工程において被成形の塗布体が
粘着性を示す場合には、上金型Ｍ１の頂面Ｍ１３をテフ
ロンのような離形性の優れた材質にて形成する、あるい
は適当な離形剤を塗布体と頂面Ｍ１３との界面に存在せ
しめる、などの離形手段が有効である。

【００１７】本発明は、種々の種類の金属板、例えば各
種の鉄合金板、銅板、アルミニウム板、ニッケル板、あ
るいはその他の板に対して適用可能である。就中、鉄合
金板への適用が好ましい。鉄合金板としては、鉄や鋼な
どのＦｅ−Ｃ合金、フェライト系ステンレス、マルテン
サイト系ステンレス、オーステナイト系ステンレスなど
のステンレス鋼、フェロマンガン、フェロシリコン、フ
ェロニッケル、フェロクロムあるいはその他の鉄を主成
分とする、特に鉄の含有量が少なくとも８０重量％のフ
ェロアロイなどの板が例示される。さらにステンレス鋼
のうちでも、特にＳＵＳ３０１−ＣＳＰ、ＳＵＳ３０４
−ＣＳＰ、ＳＵＳ４２０Ｊ２−ＣＳＰ、ＳＵＳ６３１−
ＣＳＰ、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などが好ましい。

【００１８】本発明は、各種物品の製造に採用して有用
であるが、就中ＣＨＧの製造、特に前記したビード部を
有するＣＨＧ用の部材の製造にすこぶる有用である。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により一層詳細に説明
する。

【００２０】実施例１ フェノールノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポ
キシ社製の商品名エピコート１５４、５２℃における粘
度：約５，１００ｃｐ）１００重量部、ジシアンジアミ
ド（油化シェルエポキシ社製の商品名エピキュアＤＩＣ
Ｙ−７）５重量部、およびタルク（日本タルク社製の商
品名タルクＳＷＢ、粒度：タイラー篩の３２５メッシュ
を９９．８％以上通過）１５重量部とを混合機（日本精
機製作所社製の商品名ＡＣＥ ＨＯＭＯＧＥＮＩＺＥＲ
ＡＭ−１０）にて室温で均一に混合してエポキシ樹脂
塗料を製造した。厚さ０．２５ｍｍのＳＵＳ３０１−Ｃ
ＳＰからなるメタルガスケット用板材より内径５５ｍ
ｍ、外径７５ｍｍのリング状試料を打ち抜き、該リング
状試料の幅方向中央部全周にわたり、幅約３ｍｍ、高さ
約０．３ｍｍのビードを設けた。このビード付き試料の
全面を脱脂処理により清浄とした。次いで上記のエポキ
シ樹脂塗料を２５℃において、該ビード内にスクリーン
印刷により塗布幅１．０ｍｍ、厚さ約１００μｍとなる
ように塗布して塗布体を形成した。このあと該塗布体を
１４０〜１５０℃で２０〜３０分間加熱して予備架橋
し、該塗布体をその表面に粘着性はないが、爪形が付く
程度の硬さとした。ルーペにて拡大観察したところ、該
塗布体は図１に示すように表面中央部が盛り上がった形
状であった。ついで図２に示す金型およびプレスを用い
て室温にて該塗布体を成形し、最後にビード付き試料を
金型から外して１６０℃に保持したオーブン中に６０分
間保持して該塗布体を加熱架橋した。ビード付き試料を
室温にまで冷却後、試料断面のよく知られた観察方法、
即ち透明冷間埋込み樹脂にて固めた切断試料を研磨して
露出させた断面を顕微鏡観察する方法にて観察したとこ
ろ、該塗布体の表面の最大凹凸差は５μｍ以下の高度の
平滑性を有していた。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、各種金属の板の平坦部
は勿論のこと種々の曲面部に高度の均一さにて、あるい
は所望の形状にて硬化塗布体を形成することができる。
しかして、例えば自動車のシリンダーヘッドガスケット
の部品として用いられるビード付き鋼板、特にステンレ
ス鋼板の製造などに適用して極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により鋼板体のビード内に硬化塗
布体からなるリング状のストッパーを形成するための説
明図である。

【図２】本発明の方法により鋼板体のビード内に硬化塗
布体からなるリング状のストッパーを形成するための図
１に続く説明図である。

【図３】自動車用シリンダーヘッドガスケットの平面図
例である。

【図４】図３のＸ−Ｘ部の断面図例である。

【図５】図３のＸ−Ｘ部の他の断面図例である。

【符号の説明】

１ 鋼板体 Ａ ビード Ｓ’ 塗布体 Ｍ 金型 Ｐ プレス

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗布金属板の上に硬化性塗料を塗布す
   る塗布工程、硬化性塗料の塗布体を成形する成形工程、
   および成形された塗布体を硬化する硬化工程とからなる
   ことを特徴とする硬化性塗料の塗布体の形成方法。
2. 【請求項２】 硬化性塗料が架橋硬化性有機高分子塗料
   である請求項１記載の硬化性塗料の塗布体の形成方法。
3. 【請求項３】 硬化工程を常圧下で行う請求項１または
   ２記載の硬化性塗料の塗布体の形成方法。
4. 【請求項４】 被塗布金属板が自動車のシリンダーヘッ
   ドガスケット用鋼板である請求項１〜３のいずれかに記
   載の硬化性塗料の塗布体の形成方法。
5. 【請求項５】 シリンダーヘッドガスケット用鋼板がガ
   スケット孔および該ガスケット孔の周囲に設けられたビ
   ードを有するものである請求項４記載の硬化性塗料の塗
   布体の形成方法。
6. 【請求項６】 硬化性塗料が蒸発性液体を含むものであ
   り、成形工程の前に該蒸発性液体を除去して塗布体を乾
   燥する請求項１〜５のいずれかに記載の硬化性塗料の塗
   布体の形成方法。
7. 【請求項７】 硬化性塗料が架橋性ゴムを水または有機
   溶媒に溶解または分散したものである請求項１〜５のい
   ずれかに記載の硬化性塗料の塗布体の形成方法。
8. 【請求項８】 成形工程の前に塗布体を予備架橋する請
   求項２または７記載の硬化性塗料の塗布体の形成方法。
9. 【請求項９】 硬化性塗料の主成分たる架橋硬化性有機
   高分子が成形工程を行う環境温度下において液体であ
   り、予備架橋により半固化乃至固化する請求項２または
   ７記載の硬化性塗料の塗布体の形成方法。