JPH01290424A - 自動車車体構成部材におけるゴム製部材とアルミニウム合金製部材の組合せ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 り聚上夏■ユ次１ 本発明は、ゴム製部材との接触関係で生じがちなアルミ
ニウム合金製部材の腐蝕が低減化される両部材の組合せ
に関するものである。

、　　−および　　が　゛しようとする・例えば異種金
属であるＡＪとＦｅとが接触し、該接触界面部に電解質
溶液が存在する場合、Ｆｅに対して卑電位なＡＪがアノ
ードとなって電解質溶液中に溶解する。この異種金属間
の接触腐蝕を防ぐには、■両者の接触界面に絶縁体を介
在させて直接接触を防ぐ、■両者の接触界面部への電解
質溶液の侵入を防ぐ、■両者に逆電位を与えて電位差を
無くす等の手法が採用される。

この接触腐蝕は異種金属の接触部で生じるのであるから
、絶縁体として扱われるゴムと金属の間で発生するはず
はないと考えるのが常識的である。

例えば、自動車用ゴム部品であるウェザ−・ストリップ
（車体の隙間塞ぎ）、ボンネットシール等の配設個所で
車体鋼板に錆が発生し易いことが知られており、その原
因は、密封材としてのゴム部品配設個所には水が溜り易
く腐蝕性環境が形成されるからであると、単純に考えら
れていた。

ところで、近年において自動車の車体軽量化。

高性能化、低燃費化を企図して、ボンネット、エンジン
等の部材を、Ｆｅに対する密度比が１／３であるアルミ
ニウム合金で形成する事例が増えつつある。この自動車
用部材のアルミニウム合金化において問題とされている
のが、Ｆｅ等の異種今風との接触関係で発生する腐蝕で
ある。本発明者等は、アルミニウム合金の腐蝕問題を追
及する過程で特にカーボンブラックを含有するゴムとア
ルミニウム合金（金属Ａ１をも含む）の接触関係におい
て電解質溶液の存在に起因するアルミニウム合金の腐蝕
が進行することを知見するに到った。

本発明は斯かる技術的背景の下に創案されたものであり
、カーボンブラックを含有するゴムとアルミニウム合金
（金属ＡＪをも含めた意味で用いる）の腐蝕を抑制する
ことをその目的とする。

・　　　゛　るた　の−　お　び− この目的は、ゴム製部材の表面抵抗率（電気抵抗率）を
１０６Ω以上にすることによって達成される。

ゴムは本来絶縁材であるが、通常では強度、耐候性の向
上を企図してカーボンブラックが添加されており、この
カーボンブラックが導電媒体となって導電性を呈する。

例えば、優れた耐候性、優れた反ばつ弾性を示すカーボ
ン含有エチレン・プロピレンゴムとしては、表面抵抗率
１０４〜１０５Ωのものが汎用されている。このように
表面抵抗率が相対的に低いゴムとアルミニウム合金の接
触部分で起るアルミニウム合金の腐蝕は主として第１図
に示す態様で行われる。図では、相互に接触するアルミ
ニウム合金製部材１とゴム製部材２が上部において離隔
し、該離隔部に電解質溶液３が溜っている。

この場合、アルミニウム合金製部材１が卑電位体として
働き、ゴム製部材２が負電位体として働いて電解質溶液
３中にＡＪイオン（Ａｌｌ”　”　”　）が溶出し、カ
ーボンブラックを１ｆｆｉ媒体として電子（ｅ）がアル
ミニウム合金製部材１からゴム製部材２へ移動し、電解
質溶液３中の水素イオン（Ｈ＋）がゴム製部材２の表面
で電子（ｅ）を受は取って水素ガス（Ｈ２）が発生して
アルミニウム合金製部材１の腐蝕が進行する（以上、試
験例１参照）Ｄ電解質溶液３中に塩化物の如きハロゲン
イオンが含まれる場合にはアルミニウム合金製部材１の
表面にＡＪ２０ｓ皮膜が生じないためＡ１イオンの溶出
速度が大きくアルミニウム合金製部材１の腐蝕反応が促
進される。

したがって、ゴム製部材２と接触するアルミニウム合金
製部材１の発錆を防ぐには、カーボンブラックの配合量
を少なくしてゴム製部材２の導電性を低下させるのが有
効であろうことが推論され、その正しさが試験によって
確認された（試験例２参照）。ゴム製部材２の表面抵抗
率を１０６Ω以上にするとアルミニウム合金製部材１の
発錆をほぼ防ぐことができ、表面抵抗率を１０７Ω以上
にするとあらゆる種類のゴムについてアルミニウム合金
製部材１の発錆を阻止できる。

ゴム製部材２と接触するアルミニウム合金製部材１の腐
蝕特性に影響を与える要因としては、前述したカーボン
ブラックＯの他に二つ挙げることができる。その第一は
ゴム中に配合された薬品が電解質溶液３中に溶出して示
す水素指数（ＰＨ）であり、第二はゴム中にＡＪに比し
てイオン化傾向の大なる金属元素の化合物が含まれるか
否かである。

ゴム中に配合された薬品が溶出して電解質溶液３のＰＩ
−１が上昇すると、電解質溶液３自体がアルミニウム合
金製部材１の腐蝕を進行させる。

例えば成る種のエチレン・プロピレンゴムには脱水剤と
してＣａＯが添加されるが、このＣａＯが電解質溶液３
中に溶出すると電解質溶液３のＰＨが上がする。カーボ
ンブラックと共に充填材として配合されるＣａ　ＣＯｓ
も電解質溶液３中に溶出してＰＨを上昇させる。それ故
、ｃａｏ　、　ｃａｃｏ、のいずれもその使用量を少な
くするのが望ましく、等ｍであればＣａＯに比して低い
塩基度（ＰＨ小）を示すものの配合量の多いＣａ　ＣＯ
ｓは、これを使用しないのが望ましい（試験例３参照）
。

ゴム中に配合されるＡｊに比してイオン化傾向の大なる
金属元素の化合物の例は、加硫促進剤として用いられる てイオン化傾向の大なる金属元素であるＴｅが第２図図
示の如くゴム製部材２の表面に存在すると、アルミニウ
ム合金製部材１がアノードとなり、Ｔｅがカソードとな
ってＡＪ！がイオンとして溶出する。この意味で金属有
機化合物系加硫促進剤を使用しないのが望ましい（試験
例４参照）。

なお、アルミニウム合金とゴムの接触関係に限らず、他
の金属とゴムとの接触関係においても腐蝕発生が認めら
れ、アルミニウム合金の場合と同様な対策を講すること
が望ましい。ゴムと接触する金属としては、被覆（例、
メツキ皮膜、Ｚｎ粒子をｎＣｒＯ３・ｍＣｒ２ｏ１で結
合した塗膜）も含まれることに留意すべきである。

隨旌璽ユ ■第３図図示の如くＡＮ製の矩形板４，４．樹脂製ボル
ト・ナツト５を用い、板４．４の間に正方形断面のゴム
塊６．６を挟み込んだ。

■このＡｊ−ゴム組立体に対して塩水噴霧、熱風乾燥、
湿潤雰囲気放＠等の処理を反復して施した。

■その侵、Ａｊ−ゴム組立体を分解したところ、第４図
図示の如く、板４の表面のゴム塊６．６との接触部分に
白色調７が生じていた。

この白色調７をＸ線回折法によって調べた結果、ＮａＡ
ｆＣＯ，（Ｏ旧、　、ＡＪ０・０１１、ＡＮ（叶）Ｓの
混合物であることが判った。この腐蝕生成物はゴム中に
配合された薬品とＡＪとの反応で生じたものではないこ
とが明らかである。

仄鼓■１ ■カーボンブラック含有量の異なる各種ゴムおよびポリ
塩化ビニルの表面抵抗率（Ω）を調べるとともに、それ
等を第３図図示の如＜ＡＪ板４゜４間に挟み込み、試験
例１と同様な腐蝕試験を行なっ゛た。その結果を第５図
に示す。

■第５図によると、表面抵抗率が１０６Ω以上のゴムで
あればＡ１の発情に与える影響は少なく、１０７Ω以上
であればＡ１の発錆は皆無であることが判る。グラフ中
の直線は同一ゴム材につきカーボンブラック（種類９粒
径同一）の添加母が異なるものの表面抵抗率の変化を示
す。また、ＥＰＤＭゴムにおいてカーボンブラック含有
量が同じであっても表面抵抗率に差異があるのは、含有
沿以外の要因（分布度２粒子径、カーボン種別等）によ
る。また、カーボンをほとんど含まないポリ塩化ビニル
（カーボン含有ｆｆ１Ｏ，８ＰＨＲ）の表面抵抗率（Ω
）が極めて高い（７Ｘ　１０１Ω）ことに留意すべきで
ある。

人腹拠ユ ■ゴム中に配合される各薬品〈表１）の２．５．　ｒを
、それぞれ容器８中の蒸溜水に加え（第６図）、該水溶
液９を温度５０°Ｃで１時間保持した後冷却し、水溶液
９のＰＨを調べた。その結果を表１に示す。

■名水溶液９中に試験片としてのＩｌ棒１０を浸漬し、
温度５０°Ｃで８時間保した後、各Ａ１棒１０の腐蝕状
態を調べた。その結果を表１に示す。

０表１から、水中に溶出してアルカリ性を示す薬品の使
用は好ましくないことが判る。特に充填材として多量に
配合されるＣ＠Ｇｏｓの使用は避けた方がよい。

（以下余白） 表１ ＊注１−・−表中、ＤＭはチアゾール系加硫促進剤、Ｔ
Ｅはジチオ酸塩系加硫促進剤、ＴＴはチウラム系加硫促
進剤、Ｍはチアゾール系加硫促進剤であることを示す。

ＤＭ、Ｍの構造式を以下に示す。

＊注２−ＰＨ８，５以上、ＰＨ４，０以下はＡＩ！、の
理論腐食領域である。

＊注３・−〇＝発錆なし、Δ＝若干発錆あり。

Ｘ−発請多し。

鼠】目４Ａ ■ゴム中に配合される各薬品（表２）が、電解質溶液の
存在下でＡＪに与える影響を調べた。第７図にその試験
態様を示す。図中、１１はＡＪ板であり、その凹み１２
内に薬品１３を入れ、凹み１２を覆ってＡＪＩ板１１に
透過１１４を貼着し、全体を図示のように傾斜させた状
態で塩水噴霧試験機中に設定してＡ１板１１の腐蝕試験
を行なった。試験結果を表２に示す。

■表２から以下のことが判る。

（ａ）カーボンブラックの存在はＡｆｌの発錆を促進さ
ける（カーボンブラックが導電媒体として働き、ＡＩイ
オンの溶出を促すため）。

（ｂ）金属有機化合物系加硫促進剤の存在はＡＪの発錆
を促進させる（加硫促進剤中の金属に比してＡ１が卑電
位であるため）。

（Ｃ）　ＪＢ２水剤としてのＣａＯの存在はへ１の発錆
を促進させる（電解質溶液をアルカリ性にするため）。

（ｄ）充填材としてのＣａ　ＣＯｓはＡＪ）の発錆にさ
ほど寄与しない。しかしながら、ＣａＣＯ３は通常Ｃａ
Ｏの７〜８倍量使用されるため影響は大きいと考えられ
る（電解質溶液をアルカリ性にするため）。

（以下余白） 表２ ＊注−・Ｏ＝発請なし、△＝若干発錆あり、×＝発錆多
し。

試１目引互 第８図、第９図はそれぞれドア用ウェザ−・ストリップ
１５．トランクリッド用ウェザ−・ストリップ１８を示
している。

ウェザ−・ストリップ１５はＥＰＤＭゴム製（ＥＰＤＭ
はジエン化合物を第三成分とするターポリマーである）
であって芯金の入ったＡ部分で車体側部材１６に固定さ
れている。ウェザ−・ストリップ１５を形成するＥＰＤ
Ｍゴムには、クレー系充填材を使用しくＣａ　ＣＯｓ不
使用）、チアゾール系。

ヂオウレア系等の有機化合物系加硫促進剤を使用してい
る。その表面抵抗率は５×１０−Ωである。

アルミニウム合金製ドア板１１を閉じてウェザ−・スト
リップ１５に接触させた状態で試験例１と同様な塩水噴
霧試験を行なったところ、ドア板１７の発錆は認められ
なかった。

ウェザ−・ストリップ１８はＥＰＤＭゴム製であって芯
金の入ったＡ部分で車体側部材２０に固定され、アルミ
ニウム合金製トランクリッド１９に接する先端側半部１
８ａが発泡体として形成されている。

ウェザ−・ストリップ１８を形成するＥＰＤＭゴムには
、クレー系充填材を使用しくＣａ　ＣＯｓ不使用）、チ
アゾール系、チラウム系等の有機化合物系加硫促進剤を
使用している。その表面抵抗率は５　Ｘ　１０１Ωであ
る。アルミニウム合金製トランクリッド１９を閉じてウ
ェザ−・ストリップ１８に接触させた状態で試験例１と
同様な塩水噴霧試験を行なったところ、トランクリッド
１９の発錆は認められなかった。

１更匹廟浬 以−Ｆの説明から明らかなように、本発明ではアルミニ
ウム合金製部材と接触して用いられるゴム製部材の表面
抵抗率を１０８Ω以上としたため、電解質溶液の存在下
でアルミニウム合金製部材とゴム製部材との間の導電性
が十分低く、したがって電位差によるアルミニウム台金
−ゴム間の電池が形成され難く、アルミニウム合金の発
錆が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれＡ、Ｑ−ゴム間に電解質溶液
が存在する場合のＡＮｉの腐蝕原理を示す図、　　１９
第３図は二枚のＡＩ根板間ゴムを挟み込んでなる塩水噴
霧試験用組立体の断面図、第４図は試験後の前記ＡＮ板
の発錆状態を示す図、第５図はカーボンブラック含有命
の異なる各種ゴムの表面抵抗率（Ω）および第３図と同
様なＡｊ−ゴム組立体を用いて塩水噴霧試験を行なった
結果を示すグラフ、第６図、第７図はそれぞれＡＮの腐
蝕試験態様を示す図、第８図は本発明の一実施例に係る
組合せ（自動車のアルミニウム合金製ドアおよびＥＰＤ
Ｍゴム製ウニデーストリップ）を示す断面図、第９図は
他の実施例に係る組合せ（自動車のアルミニウム合金製
トランクリッドおよびＥＰＤＭゴム製ウェザ−ストリッ
プ）を示す断面図である。 １・・・アルミニウム合金製部材、２・・・ゴム製部材
、３・・・電解質溶液、４・・・板、５・・・ボルト・
ナツト、６・・・ゴム間、７・・・錆、８・・・容器、
９・・・水溶液、１０・・・ＡＪ！棒、１１・・・ＡＮ
板、１２・・・凹み、１３・・・薬品、１４・・・透過
膜、１５・・・ウェザ−・ストリップ、１６・・・車体
側部材、１７・・・ドア板、１８・・・ウェザ−・スト
リップ、・・・トランクリッド、２０：・・車体側部材
。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）カーボンブラックを含有するゴム製部材と、これ
   に接触するアルミニウム合金製部材との組合せにおいて
   、前記ゴム製部材の表面抵抗率（電気抵抗率）が１０＾
   ６Ω以上であることを特徴とするゴム製部材とアルミニ
   ウム合金製部材の組合せ。
2. （２）前記ゴム製部材の体積抵抗率が１０＾７Ω以上で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載され
   たゴム製部材とアルミニウム合金製部材の組合せ。
3. （３）前記ゴム製部材およびアルミニウム合金製部材が
   自動車の構成部材であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載されたゴム製部材とアルミニウム合金製
   部材の組合せ。
4. （４）前記ゴム製部材がエチレン・プロピレンゴム製部
   材であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   されたゴム製部材とアルミニウム合金製部材の組合せ。
5. （５）前記エチレン・プロピレンゴム中に金属有機化合
   物系加硫促進剤が配合されていないことを特徴とする特
   許請求の範囲第４項に記載されたゴム製部材とアルミニ
   ウム合金製部材の組合せ。
6. （６）前記エチレン・プロピレンゴム中にクレー系また
   はシリカ系の充填材が配合されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項に記載されたゴム製部材とアルミ
   ニウム合金製部材の組合せ。