JPH1036764A - エポキシ樹脂塗料、およびエポキシ樹脂塗布鉄合金体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄合金体、特にステンレス鋼に対して塗布性
の改善されたエポキシ樹脂塗料を提供すること、および
鉄合金体の所望の表面にエポキシ樹脂塗料の硬化塗膜を
有するエポキシ樹脂塗布鉄合金体を提供すること。 【解決手段】 タルク、クレーなどの無機微細体をエポ
キシ樹脂１００重量部あたり１０〜５０重量部含有する
ことを特徴とするステンレス鋼体などの鉄合金体の塗布
用エポキシ樹脂塗料、および該塗料の硬化塗膜を有する
鉄合金体。 【効果】 本発明のエポキシ樹脂塗料は、各種の鉄合金
体、特にステンレス鋼体に対して良好な塗布性を示す。
該塗料の硬化塗膜を有する鉄合金体、就中ビード部の内
側および／または外側にエポキシ樹脂塗料の硬化塗膜を
有するステンレス鋼体は、メタルガスケット用板材とし
て、就中、自動車のシリンダヘッドガスケット用材とし
て特に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼など
の鉄合金体用のエポキシ樹脂塗料、並びに該エポキシ樹
脂塗料の硬化塗膜を有する鉄合金体に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の２層型メタルガスケットは、
そのシリンダーボア周辺部の断面例を図１に示す通り、
該シリンダーボアＣＢの周囲で折り返し部１１を有する
ステンレス鋼板体１とビード部２１を有するステンレス
鋼板体２とからなっている。ビード部２１およびその近
傍において、ステンレス鋼板体１はその外側の片面にフ
ッ素ゴム層１２を有し、一方、ステンレス鋼板体２は、
フッ素ゴム層２２および２２’とその両面にフッ素ゴム
層を有する。ステンレス鋼板体２の内側のフッ素ゴム層
２２’は、ステンレス鋼板体２にではなしにステンレス
鋼板体１の内側に設けられる場合もある。なお図１の断
面例においては、ビード部２１の内部２３には硬質有機
高分子層２４が設けられている。かかる硬質有機高分子
層２４は、現用のメタルガスケットには未だ設けられて
いないが、メタルガスケットのシール機能の一層の向上
を図るべく上記の折り返し部１１の代替として、あるい
は図１のように折り返し部１１と併用の状態において最
近その設置が検討されている。いずれにせよ、シリンダ
ーボア周辺部におけるビード部２１は、該メタルガスケ
ットのシール機能を高めるために設けられているが、メ
タルガスケットの使用中における締めつけ圧力により次
第にへたりが生じるので、このへたりを防止するために
ステンレス鋼板体１に折り返し部１１を設けて、ビード
部２１の全屈を防止している。

【０００３】ビード部２１は、その高さは通常０．１〜
０．４ｍｍ程度であり、これに対してステンレス鋼板体
１の厚みは例えば０．１０〜０．１５ｍｍ程度であっ
て、一般的にビード部２１の高さの方がステンレス鋼板
体１の厚み、換言すると、上記両鋼板体１、２間の間隙
幅より大きい。従って、ビード部２１のクッション作用
が生じて、それによりシール機能が達成されるのである
が、折り返し部１１だけではへたり防止が不十分となる
場合もあり、そのような場合には、ビード部２１の内部
２３の硬質有機高分子層２４がビード部２１のへたりの
ストッパーとして機能する。該層２４のような硬質有機
高分子層をビード部２１の内部２３内以外に、ビード部
２１の近傍の外部、例えば図１のＢで示す位置辺り、即
ちビード部２１の存在する位置よりシリンダーボアＣＢ
に近い位置でのステンレス鋼板体２の内表面上あるいは
ステンレス鋼板体１の内表面上など種々の箇所に設ける
提案もある。かかる硬質有機高分子層は、該層２４も含
めて、一般的にその層厚や幅を自由に設定することがで
きるので、ビード部２１や折り返し部１１自体の設計、
さらにはそれらの近傍部の設計に大きな自由度を与える
役割を果たす。以上の理由から、ビード部２１の内外や
その近傍などに硬質有機高分子層を形成する技術が重要
となる。

【０００４】本発明者らは、硬質有機高分子層２４など
硬質有機高分子層の構成材料の選択研究から、圧縮応力
緩和特性の優れているエポキシ樹脂が特に優れていると
の知見を先に得た。ところで本発明者らの引き続く実験
によれば、エポキシ樹脂塗料は、鉄合金に対して濡れ性
が悪いためと思われるが、鉄合金の表面、特にビード部
２１におけるような彎曲した表面に塗布すると、撥きを
生じて連続塗膜を形成し難い問題がある。室温で高粘度
のエポキシ樹脂塗料は、撥き力よりも高粘度に基づく形
状保持力が強いので室温下では均一厚さに塗布すること
は可能ではあるものの、その塗膜を硬化するために高温
度に加熱すると硬化に先立って高温度による塗料の粘度
低下によりやはり撥きにより連続塗膜が収縮して不均一
な盛り上りや多数の皺を生じるなどの問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、鉄合
金体、特にステンレス鋼体に対して塗布性の改善された
エポキシ樹脂塗料を提供することにある。本発明の他の
課題は、鉄合金体の所望の表面にエポキシ樹脂塗料の硬
化塗膜を有するエポキシ樹脂塗布鉄合金体を提供するこ
とにある。

【０００６】

【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．無機微細体を含有するエポキシ樹脂からなることを
特徴とする鉄合金体塗布用のエポキシ樹脂塗料。 ２．エポキシ樹脂１００重量部あたり１０〜５０重量部
の無機微細体を含有する上記１記載のエポキシ樹脂塗
料。 ３．無機微細体が、タルク、クレー、二硫化モリブデ
ン、シリカ、炭酸カルシウム、マイカおよびアルミナか
らなる群から選ばれた少なくとも１種である上記１また
は２記載のエポキシ樹脂塗料。 ４．鉄合金体の所望の表面に、上記１〜３のいずれかに
記載のエポキシ樹脂塗料の硬化塗膜を有することを特徴
とするエポキシ樹脂塗布鉄合金体。 ５．鉄合金体が、ステンレス鋼体である上記４記載のエ
ポキシ樹脂塗布鉄合金体。 ６．鉄合金体が、メタルガスケット用板材である上記４
または５記載のエポキシ樹脂塗布鉄合金体。 ７．鉄合金体が、ビード部を有するステンレス鋼製のガ
スケット用板材であり、該ビード部の少なくとも内側お
よび／または外側にエポキシ樹脂塗料の硬化塗膜を有す
る上記４〜６のいずれかに記載のエポキシ樹脂塗布鉄合
金体。

【０００７】

【作用】本発明のエポキシ樹脂塗料は、無機微細体を含
有することにより、鉄合金体に対する濡れ性が改善さ
れ、且つ加熱硬化時の高温度下においても高い見かけ粘
度を保持する。このために、室温においては種々の鉄合
金体の所望の表面に良好に塗布することが可能であり、
また該塗料塗膜を硬化する際の高温度に加熱しても高い
見かけ粘度を保持するので撥きを生じることがない。本
発明のエポキシ樹脂塗布鉄合金体は、上記したエポキシ
樹脂塗料の硬化塗膜を有するので、その硬化塗膜は実質
的に収縮はなく、膜厚や膜形状において良好な連続性を
具備し得る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるエポキシ樹脂塗料のベースとなるエポキ
シ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ系、ノボラッ
ク系、環状脂肪族系、長鎖脂肪族系、ヒダントイン系、
イソシアヌレート系などの各種のエポキシ樹脂を用いる
ことができる。就中、塗布性の面から室温で液状である
もの、特に２５℃における粘度が少なくとも１０００セ
ンチポアズ、更に１，２００〜５０，０００センチポア
ズのものが好ましい。硬化剤としては、ジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニル
メタン、ジアミノジフェニルスルホン、ｍ−フェニレン
ジアミン、ポリアミドアミンおよびその誘導体、ジシア
ンジアミド、メラミンなどのアミン類、イソフタロヒド
ラジンなどのヒドラジン類、３フッ化ほう素−モノエチ
ルアミン錯体などの３フッ化ほう素とアミンとのコンプ
レックス類、無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸無水
物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジ
ック酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物、２−メチ
ルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール
などのイミダゾール類など、各種のエポキシ樹脂用硬化
剤の一種または二種以上が用いられる。

【０００９】これら各種の硬化剤のうち、工場での長時
間に及ぶ連続塗布作業に耐え得るポットライフの長い潜
在性硬化剤が特に好ましい。かかる潜在性硬化剤を例示
すると、ジシアンジアミド、メラミン、イソフタロヒド
ラジン、３フッ化ほう素−モノエチルアミン錯体などの
３フッ化ほう素とアミンとのコンプレックス類、上記し
た各種の硬化剤、例えばジエチレントリアミンなどを吸
着したモレキュラーシーブ形硬化剤類、上記各種硬化剤
をマイクロカプセル化したものなどである。マイクロカ
プセル化物は、通常、使用時にマイクロカプセルを圧力
や熱にて潰して用いられる。

【００１０】本発明において用いられる無機微細体の化
学種に関しては、エポキシ樹脂に対して化学的に不活性
なもの、例えば石英ガラス、珪酸ガラスなどのガラスの
粉体、天然や合成の各種セラミックの粉体、鉄、銅、ニ
ッケル、ステンレス、真鍮などの金属や合金の粉体、ア
ルミナ、シリカ、亜鉛華、酸化鉄、酸化銅などの金属酸
化物の粉体、タルク、クレー、マイカ、バーミキュライ
ト、炭酸カルシウム、カーボンブラックなどのゴムやプ
ラスチックの充填剤、二硫化モリブデンなどのその他の
無機物が例示される。就中、タルク、クレー、二硫化モ
リブデン、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、およびア
ルミナなど一種または二種以上が好ましい。かかる無機
微細体の形状に関しては、球形、各種の角形、あるいは
それ以外の異形の粉粒体、ウィスカー、針状、繊維状、
などの長尺体、あるいはマイカ、膨張したバーミキュラ
イトの砕片などの板状体などであってもよい。粉粒体類
の無機微細体については、１００メッシュのタイラー篩
を１００％通過するもの、特に３００メッシュのタイラ
ー篩を１００％通過する粒度のものが好ましい。長尺体
や板状体の無機微細体については、アスペクト比が１．
５〜１０００程度で且つ顕微鏡観察による最長部の長さ
が０．１〜８０μｍ、特に１〜４０μｍのものが好まし
い。

【００１１】無機微細体の使用量が過少であると、その
使用によっても前記した効果が乏しく、一方、使用量が
過大であると、得られたエポキシ樹脂と無機微細体の混
合物は、流動性が乏しくなって塗布性が悪くなる。しか
して無機微細体の使用量は、エポキシ樹脂１００重量部
あたり１０〜５０重量部、特に１５〜４０重量部とする
ことが好ましい。

【００１２】本発明のエポキシ樹脂塗料は、上記したエ
ポキシ樹脂と無機微細体とを、あるいは必要に応じて添
加し得る他の成分、例えば酸化防止剤、着色剤、可塑
剤、アクリロニトリル−ブタジエンゴムなどの改質剤な
どと共に通常の混合機、例えばサンドミルを用いて混合
して製造することができる。なお、混合を一層容易とす
るため、あるいは塗布性を改善する目的などで、適当な
溶剤を必要に応じて添加し希釈することも可能である。

【００１３】本発明のエポキシ樹脂塗布鉄合金体は、鉄
合金体の所望個所に上記した本発明のエポキシ樹脂塗料
を常温または適当な温度で塗布し、次いでエポキシ樹脂
塗料の塗布層を加熱硬化することにより製造することが
できる。鉄合金体を構成する鉄合金としては、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
フェロアロイである。かかる鉄合金のうちでも、ステン
レス鋼、特にＳＵＳ３０１−ＣＳＰ、ＳＵＳ３０４−Ｃ
ＳＰ、ＳＵＳ４２０Ｊ２−ＣＳＰ、ＳＵＳ６３１−ＣＳ
Ｐ、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレス鋼が
好ましい。

【００１４】種々の形状や寸法の鉄合金体が、本発明の
エポキシ樹脂塗布鉄合金体の素材となり得る。例えば平
板、波板、丸棒、角材、ブロックなどである。それらの
うちでも、メタルガスケット用板材のような前記したビ
ード部の如き凹凸加工部を有する打ち抜き板、就中ステ
ンレス鋼製のものは、従来のエポキシ樹脂塗料では塗布
が困難であって本発明のエポキシ樹脂塗料にて初めて良
好な硬化塗布層が形成され得るので特に好ましい。上記
した凹凸加工部の大きさは、例えば図１のステンレス鋼
板体２に形成されたビード部２１のように、板体の一方
の側に隆起したた凸加工部についていえば、凸部の高さ
が０．１〜０．４ｍｍ程度、幅は１．０〜４．０ｍｍ程
度である。図１のステンレス鋼板体２に形成されたビー
ド部２１内の硬質有機高分子層２４を本発明のエポキシ
樹脂硬化物にて構成したものは、本発明のエポキシ樹脂
塗布鉄合金体の一実施例となる。

【００１５】上記した寸法のビード部を少なくとも１個
所有するステンレス鋼板体であって、且つ該ビード部の
内側および／または外側にエポキシ樹脂塗料の硬化塗膜
を有する本発明のエポキシ樹脂塗布鉄合金体は、メタル
ガスケット用板材として、就中、自動車のシリンダヘッ
ドガスケット用材として特に好適である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により一
層詳細に説明する。

【００１７】実施例１ ビスフェノールＡ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８２８、２５℃における粘度：
約１，３５０ｃｐ）１００重量部、２−エチル−４−メ
チルイミダゾール（油化シェルエポキシ社製の商品名エ
ピキュアＥＭＩ−２４）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 ＨＯＭ
ＯＧＥＮＩＺＥＲ ＡＭ−１０）にて室温で均一に混合
して製造したエポキシ樹脂塗料。

【００１８】実施例２ タルクの配合量をエポキシ樹脂１００重量部に対して２
５重量部とした点のみ実施例１と異なるエポキシ樹脂塗
料。

【００１９】実施例３ タルクの配合量をエポキシ樹脂１００重量部に対して３
５重量部とした点のみ実施例１と異なるエポキシ樹脂塗
料。

【００２０】実施例４ 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、およびクレー（浅田製粉社製の商品
名ネオキャリアＫ、粒度：タイラー篩の３２５メッシュ
を９７％以上通過）２０重量部とを実施例１と同様の方
法で室温下で均一に混合して製造したエポキシ樹脂塗
料。

【００２１】実施例５ 市販の１液性エポキシ樹脂（スリーボンド社製の商品名
２２１２Ｂ、２５℃における粘度：約２５，０００ｃ
ｐ）１００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）２０重量部とを実施例１と同様
の方法で室温下で均一に混合して製造したエポキシ樹脂
塗料。

【００２２】比較例１ 実施例１とは、タルクを加えなかった点のみ異なるエポ
キシ樹脂塗料。

【００２３】比較例２ タルクの配合量をエポキシ樹脂１００重量部に対して３
重量部とした点のみ実施例１と異なるエポキシ樹脂塗
料。

【００２４】比較例３ 実施例５とは、タルクを加えなかった点のみ異なるエポ
キシ樹脂塗料。

【００２５】実施例６〜１０、比較例４〜６ 厚さ０．２５ｍｍのＳＵＳ３０１−ＣＳＰ３／４Ｈから
なるメタルガスケット用板材より内径５５ｍｍ、外径７
５ｍｍ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３．４ｍｍ、高さ０．３０
ｍｍのビードを設けた。このビード付き試料の全面をブ
ラスト処理により清浄とした。次いで実施例１〜５、お
よび比較例１〜３の各エポキシ樹脂塗料を２５℃におい
て、該ビードの凹側面より凹部内にスクリーン印刷によ
り塗布幅１．０ｍｍとなるように塗布した。また別のリ
ング状試料の該ビードの凸側面より凸部近傍の平坦部に
スクリーン印刷により塗布幅１．５ｍｍとなるように塗
布した。ついで加熱硬化のために各塗布面を上にして恒
温槽内で加熱しエポキシ樹脂塗料を硬化し、かくしてそ
れぞれ実施例６〜１０、比較例４〜６のエポキシ樹脂塗
布鉄合金体を得た。なお、実施例６、７、８、および比
較例４、５の加熱条件は、１５０℃で３０分であり、実
施例９は１６０℃で６０分であり、実施例１０と比較例
６とは１００℃で２０分である。

【００２６】実施例１〜５のエポキシ樹脂塗料を用いて
なる実施例６〜１０の各エポキシ樹脂塗布鉄合金体にお
いては、ビード部の凹部内に塗布した場合も凸部近傍平
坦部に塗布した場合も幅、厚さともに均一性が良好な硬
化エポキシ樹脂層が形成されていた。これに対して、比
較例１〜３のエポキシ樹脂塗料を用いてなる比較例４〜
６の各エポキシ樹脂塗布鉄合金体においては、エポキシ
樹脂塗料の撥きが生じて、その硬化エポキシ樹脂層は、
幅、厚さともに極めて不均一となった。

【００２７】

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂塗料は、各種の鉄
合金体、特にステンレス鋼体に対して良好な塗布性を示
し、しかも塗布後の加熱硬化時の高温度下においても撥
きを生じることなく硬化する。従って、平板、波板、丸
棒、角材、ブロックなどの各種形状の鉄合金体の塗布に
好適である。また、本発明のエポキシ樹脂塗布鉄合金体
は、そのエポキシ樹脂塗料の硬化層は撥き部のない一様
な層を有する。該エポキシ樹脂塗布鉄合金体のうち、ビ
ード部の内側および／または外側にエポキシ樹脂塗料の
硬化塗膜を有するステンレス鋼体は、メタルガスケット
用板材として、就中自動車のシリンダヘッドガスケット
用材として特に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車用２層型メタルガスケットの断面図例で
ある。

【符号の説明】

１ ステンレス鋼板体 １１ 折り返し部 ２ ステンレス鋼板体 ２１ ビード部 ２４ 硬質有機高分子層

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機微細体を含有するエポキシ樹脂から
   なることを特徴とする鉄合金体塗布用のエポキシ樹脂塗
   料。
2. 【請求項２】 エポキシ樹脂１００重量部あたり１０〜
   ５０重量部の無機微細体を含有する請求項１記載のエポ
   キシ樹脂塗料。
3. 【請求項３】 無機微細体が、タルク、クレー、二硫化
   モリブデン、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、および
   アルミナからなる群から選ばれた少なくとも１種である
   請求項１または２記載のエポキシ樹脂塗料。
4. 【請求項４】 鉄合金体の所望の表面に、請求項１〜３
   のいずれかに記載のエポキシ樹脂塗料の硬化塗膜を有す
   ることを特徴とするエポキシ樹脂塗布鉄合金体。
5. 【請求項５】 鉄合金体が、ステンレス鋼体である請求
   項４記載のエポキシ樹脂塗布鉄合金体。
6. 【請求項６】 鉄合金体が、メタルガスケット用板材で
   ある請求項４または５記載のエポキシ樹脂塗布鉄合金
   体。
7. 【請求項７】 鉄合金体が、ビード部を有するステンレ
   ス鋼製のガスケット用板材であり、該ビード部の少なく
   とも内側および／または外側にエポキシ樹脂塗料の硬化
   塗膜を有する請求項４〜６のいずれかに記載のエポキシ
   樹脂塗布鉄合金体。