【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックの間に挟まれてこれをシールするメタルガスケットに使用される金属板及びこの金属板を使用したメタルガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
メタルガスケットには、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックの間に挟まれてこれをシールするメタルシリンダヘッドガスケットや、シリンダヘッドと排気マニホールドの間に挟まれてこれをシールする排気マニホールド用メタルガスケットなどの各種のものがある。これらメタルガスケットは、所定の流体孔が形成され、その周囲にビードが設けられていると共に、これらのビード上やその周囲にシール性を高めるためのコーティング材が被覆されているビード板単体から形成される場合もあり、また、このビード板に厚さ調整を行う等の目的で使用される副板を重ねて形成される場合もある。これらの副板にも、所定の流体孔が形成され、必要に応じてコーティング材が被覆されている。
【０００３】
これらのコーティング材としては、通常、ゴム系や樹脂系が用いられる。ゴム系コーティング材は樹脂系よりシール性に優れるが、摩擦力や粘着力が大きいため、シリンダヘッドやブロックの運転時の振動や膨張・収縮についてゆけず、ゴム層が破壊や剥離してしまう場合がある。また粘着性のために、ゴム被覆層を有する金属板を重ね合わせたときに互いにくっついてしまい、取扱いに支障をきたすことがある。
【０００４】
このような問題点に対処するため、従来は、ゴムコーティング材の表面に無機潤滑剤（グラファイト粉末等）などの滑り剤を塗布して、摩擦力と粘着性の低減を図っている場合が多い。しかし、この方法は加工コストの上昇を招くばかりでなく、グラファイト粉末の一部がコーティング材の表面から脱落、飛散して、コーティング部の周囲を汚してしまう恐れがある。
【０００５】
また、ゴムコーティング材においては、コーティングの際、ゴム表面に気泡が発生してしまうことがある。この気泡は、意図的に発泡させたものと異なり、大きさや発生場所が不特定であるため、前記無機潤滑剤が均一に塗布できない。このため、シール性能への影響が懸念され、また外観も悪くなるため問題となる。
【０００６】
このような問題点を解決する技術の１例が、特許文献１に記載されている。この方法は、予め無機潤滑剤を含有させたゴム塗料をコーティング材として塗布し、その後に加硫してコーティング部を形成するものである。この方法によると、別途滑り剤を塗布する必要が無く、また粉末の飛散の恐れもなく、非粘着、低摩擦のコーティング層形成が可能となり、気泡の発生も抑制される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−８１１４０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１に記載の方法は、ゴム被覆層（コーティング層）の表面部分の低摩擦化、非粘着化と気泡の低減に有効であり、ほとんどの場合はこれで十分である。しかし、ガスケットは長期間高温、高面圧下で振動し、その状態でゴム被覆層と相手面とが摺動するため、長期間使用した場合には、ゴム被覆層が圧縮状態に耐え切れなくなり、一部が横方向へ広がってしまう現象（いわゆるフローの発生）が希に発生することがある。
【０００９】
このフローが生じると、コーティング材の表面積が広がってシール面の面圧が低下するだけでなく、表面の滑り層の効果が低下、消失してしまうため、ゴム材の劣化が促進され、シール性能が低下してしまう。その結果、ゴム層にへたりが発生し、場合によっては圧壊にまで至ってしまうこともある。
【００１０】
膜の厚さを薄くすればフローは低減できるが、シール性も低下してしまう。無機潤滑剤の添加量を増やせば、ゴム層がフローしても滑り性を維持させることは可能であるが、ゴムのバインダー力が低下するため、シール性能が大きく低下してしまうだけでなく、脆くなるため破壊や剥離がかえって起こり易くなる恐れもあり、添加量による調整には限界がある。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上記特許文献１に記載の方法をさらに改善し、ゴムのフローを抑制することで、高い滑り性と非粘着性を長期にわたって維持でき、破壊や剥離の恐れの少ないコーティング材を有するガスケット用金属板及びこのような金属板を使用したメタルガスケットを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、メタルガスケットに用いられる金属板であって、当該金属板の所定の箇所にシール用コーティング材が設けられたものであって、当該シール用コーティング材が、ゴムを原料とする塗料に、ゴム１００重量部あたり５０〜２００重量部の無機潤滑剤と、４〜１６重量部のシランカップリング剤とを添加したゴム混和物塗料を、金属板の所定の箇所にコーティングした後に、加硫して形成されたものであることを特徴とするメタルガスケット用金属板（請求項１）である。
【００１３】
本手段によれば、無機潤滑剤により摩擦係数及び粘着性が低減され、且つ気泡の発生も低減される。これらの作用効果は特許文献１に記載される技術と同じである。本手段においては、さらに、シランカップリング剤によりフロー発生を低減できる。これは、シランカップリング材が無機、有機の両方の反応基と結合できるため、ゴムの分子と充填剤の分子の双方と結合でき、ゴム材のバインダー力低下を抑制できるためと推測される。この配合により、必要なシール性能を有しつつ、低摩擦、非粘着で且つ耐フロー性（フローの起こりにくさ）に優れたコーティングができる。フローが起こりにくいため、膜厚も厚くでき、シール性が向上する。
本手段において用いるゴムとしては、フッ素系ゴムが耐熱性の面から最も好ましく、シリコーンゴムも好ましい材料として使用できる。
【００１４】
無機潤滑剤としては、塗布前のゴム塗料の溶剤に溶解せずに分散するものであればよく、例えばグラファイト、カーボン、二硫化モリブデンやこれらの２種以上の混合物が好適である。シランカップリング剤としては、無機、有機の両方との結合性を有するものであればよく、例えばアミノシラン系、エポキシシラン系、メルカプト系等の各種のシランカップリング剤が使用できるが、中でもアミノシラン系カップリング剤が好適である。
【００１５】
アミノシラン系カップリング剤としては、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどがある。
【００１６】
本手段においては、無機潤滑剤の量を、ゴム１００重量部に対して５０重量部以上２００重量部以下の範囲に限定している。これは、無機潤滑剤の量が５０重量部未満では粘着性低減の効果が低く、また気泡が発生し易くなる場合もあるため好ましくなく、一方２００重量部以上になると、ゴムのバインダー力低下が大きくなり過ぎて、シランカップリング剤の効果が十分には得られなくなってしまうからである。特に１００重量部以下とすると、ゴム材自体のシール性能に近いシール性能が得られるため好ましい。
【００１７】
また、シランカップリング剤については、ゴム１００重量部に対して、４重量部以上１６重量部以下に限定している。これは、４重量部より少ないと、バインダー力低下を補う効果が十分には得られないことにより、十分な耐フロー性向上が図れず、一方、１６重量部より多くなると、耐フロー性向上の効果が飽和状態となるためシランカップリング剤が無駄となるためである。４重量部以上１２重量部以下の範囲であれば、シール性能とフロー抑制が種々調整できるので好ましい。
【００１８】
なお、このコーティング材を塗布した金属板は、単層のメタルガスケットとして用いてもよいし、同様の金属板や他の副板などと一緒に積層した、積層メタルガスケットに用いてもよい。
【００１９】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記シランカップリング剤の添加量を、前記ガスケットのシールすべき領域ごとの所要特性に応じて変化させたことを特徴とするもの（請求項２）である。
【００２０】
前記の通り、シランカップリング剤の添加量を増加すれば、コーティング内の分子間の結合が増加するため、ゴム弾性は低下してしまうが、それに代わって剛性は高くなる。弾性の低下により、シール性は低下してしまうが、剛性の向上によりへたりにくくなる。すわなち、シランカップリング剤の量により、シール性と剛性のバランスを変えられるため、ガスケットの種々の領域に応じて特性を調整すれば、よりエンジンに適合したガスケットを得ることができる。
【００２１】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段であって、前記シランカップリング剤の添加量を、高いシール性を要する領域では８重量部以下、高い剛性を有する箇所では８重量部より多くなるようにしたことを特徴とするもの（請求項３）である。
【００２２】
前記第２の手段において、シランカップリング剤を、ゴム１００重量部に対して８重量部までに留めれば、剛性は低下するが、シール性を向上させることができる。よって、シール用コーティング材として十分なシール性を維持できる。一方、このシラン系カップリング剤を８重量部より多く添加すると、添加量の増加に伴いシール性は低下するが、剛性は増大し、例えば１２重量部以上にするとストッパー用の硬質合成樹脂材料の代替が可能な程度まで剛性を高めることも可能となる。
【００２３】
従来はシール用コーティングとストッパ用コーティングについて、異なる材料を用意しなければならなかったが、本手段によれば、これらを同一のべース材料で形成できるため、材料コストの低減にもつながる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図を用いて説明する。図１に、ゴム１００重量部とグラファイト１００重量部をべースとするゴム塗料に対し、アミノシラン系カップリング剤を添加したコーティングについて、アミノシラン系カップリング剤の量と応力緩和率及びへたりとの関係を示す。
【００２５】
図１において、アミノシラン系カップリング剤の添加量は０、４、８、１２、１６、２０重量部である。へたりはアミノシラン系カップリング剤の増加と共に低下し、特に８重量部を超えると急激に低下し、１６重量部で飽和する。応力緩和率は、８重量部までは、アミノシラン系カップリング剤の増加と共に低下するが、８重量部以上となると低下の程度は飽和する。
【００２６】
コーティングの方法は下記の通りである。まず、ゴムに加硫剤、加硫促進剤、受酸剤、グラファイトを主とする充填剤を配合し、例えば練りロールニーダーにより常法に従って混練りされたゴム組成物を形成した。そして、このゴム組成物を溶剤により溶解してゴム塗料を調整した。このゴム塗料にアミノシラン系カップリング剤を添加し、必要に応じて更に溶剤を加えた。なお、ゴム塗料に必要に応じて更にグラファイトを混合分散させた後、アミノシラン系カップリング剤を添加するようにしてもよい。また、アミノシラン系カップリング剤を添加後、必要に応じて更に溶剤を加えてもよい。
【００２７】
こうして得られたゴム塗料を積層前のメタルガスケット用金属板に、所定パターンが得られるようにスクリーンコーティングによって塗装した。塗装された塗膜を７０〜１００℃で加熱乾燥した後、２２０℃で１５分間加熱しながら加硫した。ゴム被膜層の厚さは通常３〜５０μｍの範囲としたが、それ以上の厚さ（〜１００μｍ）にも形成可能である。以上のようなコーティングにおいて、問題となるような気泡の発生は見られなかった。
【００２８】
応力緩和率は、このコーティングを施した試料を治具の間に挟み、ボルトにより所定の締付け力で締め付けたものを、２００℃で２２時間保持した後、締付け力の低下の程度を調べたものであり、その値が小さいほど耐フロー性が高いことを示す。
【００２９】
へたりは、同仕様の試料について、３００℃の温度下で荷重を０．５ｋＮと４０ｋＮの間で繰り返し変化させ、これを１０６回繰り返して加振した後の、試験前に対するコーティング厚さの減少率を調べたものであり、この値も小さいほど耐フロー性が高いことを示す。図１より、アミノシラン系カップリング剤の添加が応力緩和率の低下に大きく寄与していることがわかる。特に８重量部以上では、４％以下にまで低下し、耐フロー性の改善効果が高いことを示している。前述のように、へたりについては、アミノシラン系カップリング剤の増加とともに減少し、特に８重量部と１２重量部の間での低減が顕著である。
【００３０】
記載は省略したが、摩擦係数および粘着性は、アミノシラン系カップリング剤の量によらず概ね同等であり、いずれも従来のグラファイトを含まないフッ素ゴムよりは著しく低減した。シール性は、アミノシラン系カップリング剤の量により変化した。アミノシラン系カップリング剤が４重量部の場合は、低面圧でも良好なシール性を有し、ボア孔周り、冷却水孔及び潤滑油孔のいずれにも問題なく適用できるレベルであった。アミノシラン系カップリング剤が８重量部では、剛性が高くなり、それに伴いシール性は低下したが、それでもボア孔周りは無論のこと、ボア孔周りに比べ低面圧となる冷却水孔や潤滑油孔周りに対しても適用可能なレベルであった。アミノシラン系カップリング剤が１２重量部以上となると、シール材としては下限ぎりぎりのレベルまでシール性が低下したが、剛性はエポキシ樹脂等の硬質剛性樹脂に匹敵するところまで向上し、ストッパ用用途として適用しうる特性を示した。アミノシラン系カップリング剤が１６重量部となるまでは剛性は更に上がったが、それ以上では剛性に大きな変化は見られなかった。
【００３１】
図２、図３は、このコーティング材を実際にメタルガスケット用ビード板に塗布した例を示すものである。図２はビード板の平面図、図３は図２のＡ−Ａ端面図である。シリンダヘッドガスケットを構成するビード板１１には、シリンタボア孔１２などの流体孔やボルト孔１４などが所定の位置に設けられている。ボア孔１２の周りには、ボア孔を囲みこれをシールするビード１３が、ガスケットの外周には、冷却水をシールするための外周ビード１５が形成されている。実際のビード板には、この他、油孔やそれを囲むビードも設けられているが、図においては図示を省略している。また、ビード上及びその近傍には、コーティング材が塗布されるが、図２においては、図示を省略している。
【００３２】
図３に示すように、ビード板１１の表面には、ビード１３、外周ビード１５上とその近傍の他、所定の位置にコーティング１６ａ、１６ｂが施されている。なお、図３では上下両面に施されているが、片面にのみ施される場合もある。このことは図４においても同じである。
【００３３】
このコーティング１６ａ、１６ｂとして、本発明のコーティングを適用している。例えば、ゴム１００重量部に対して、アミノシラン系カップリング剤を４〜８重量部の範囲で調整すれば、シール性と耐フロー性ともに良好で、ボアビード１３周りのコーティング１６ａにも、外周ビード１５上のコーティング１６ｂにも適用可能なコーティング材が得られる。
【００３４】
ゴム１００重量部に対して、アミノシラン系カップリング剤を８〜１２重量部の範囲で調整すれば、ボア周りへの適用は勿論のこと、それより低面圧となる冷却水・潤滑油用孔周りのシールにも十分適用できる。この場合、コーティングの剛性を４〜８重量部の場合より高くできるため、例えばたわみの大きいエンジンのように、外周部に過剰な締付けカが作用する場合に、外周部のコーティング１６ｂとして用いれば、十分なシール面圧が得られ、なおかつ、コーティングが潰されにくくなり、安定してシール性を発揮できる。
【００３５】
ゴム１００重量部に対して、アミノシラン系カップリング剤を１２重量部以上にした場合、例えば図２のＡ−Ａ端面図である図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ビードの凹部内やビード近傍の隣接位置へのストッパ部材１７ａ、１７ｂとして用いることができる。ストッパとは、ビード部が所定以上変形しないようにする部材のことであり、アミノシラン系カップリング剤を１２重量部以上とすることにより、高い剛性が得られるので、ストッパとしての役割を十分に果たすようになる。
【００３６】
すなわち、図４（ａ）において、ビード１３が圧縮されて変形し、コーティング材１６ａの凹部（図の上面）が相手の面に当たるようになると、ストッパ材１７ａが応力を受けるようになり、その剛性で圧力を支えるため、ビード１３の変形はそれ以上進みにくくなる（厳密に言えばコーティング材１６ａの変形量だけは変形するが、その値は小さい）。また、図４（ｂ）において、ボア孔１２に面するビード板１３が変形し、ストッパ材１７ｂ上のコーティング材１６ａ（図の下面）が相手の面に当たるようになると、ストッパ材１７ｂが応力を受けるようになり、その剛性で圧力を支えるため、ビード１３の変形はそれ以上進みにくくなる（ビード１３とストッパ材１７ｂとで受け持つ圧力が分散されるため）。
【００３７】
この場合、これらのコーティング１７ａ、１７ｂ上に別途シール用コーティング材を設けることが望ましいが、同一ベースの材料で良いため、アミノシラン系カップリング剤の量を調整するだけで、シール用コーティングとストッパ用コーティングの両方を形成可能となり、材料コストを低減できる。
【００３８】
以上のガスケットを用いて運転試験を行った結果、いずれの例でも問題なく試験をクリアできたのは無論のこと、外観的にも従来のコーティング材に比べ非常に良好であり、長期の使用に対する安定性が確認できた。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上記特許文献１に記載の方法をさらに改善し、ゴムのフローを抑制することで、高い滑り性と非粘着性を長期にわたって維持でき、破壊や剥離の恐れの少ないコーティング材を有するガスケット用金属板及びこのような金属板を使用したメタルガスケットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アミノシラン系カップリング剤の添加量と応力緩和率、へたりの程度の関係を示す図である。
【図２】メタルガスケット用ビード板の例を示す図である。
【図３】メタルガスケット用ビード板にコーティング材を設けた様子を示す図（端面図）である。
【図４】メタルガスケット用ビード板にコーティング材を設けた様子を示す図（端面図）である。
【符号の説明】
１１：ビード板、１２：ボア穴、１３：ビード、１４：ボルト孔、１５：外周ビード、１６ａ，１６ｂ：コーティング、１７ａ，１７ｂ：ストッパ部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal plate used for a metal gasket sandwiched between and sealed between a cylinder head and a cylinder block of an engine, and a metal gasket using the metal plate.
[0002]
[Prior art]
Metal gaskets include a metal cylinder head gasket that is sandwiched between the cylinder head and cylinder block of the engine to seal it, and a metal gasket for the exhaust manifold that is sandwiched between the cylinder head and the exhaust manifold to seal it There are various types. These metal gaskets are formed from a single bead plate in which a predetermined fluid hole is formed, a bead is provided around the bead, and a coating material for improving sealing properties is coated on and around the bead. In some cases, the bead plate may be formed by stacking a sub-plate used for the purpose of adjusting the thickness or the like. Predetermined fluid holes are also formed in these sub-plates, and coated with a coating material as necessary.
[0003]
As these coating materials, rubber-based or resin-based materials are usually used. Rubber-based coating materials have better sealing properties than resin-based materials, but due to their high frictional and adhesive strength, the rubber layer breaks or separates due to vibration, expansion and contraction during cylinder head and block operation There is. In addition, due to the adhesiveness, when the metal plates having the rubber coating layer are overlapped, they adhere to each other, which may hinder handling.
[0004]
Conventionally, in order to cope with such problems, a sliding agent such as an inorganic lubricant (such as graphite powder) is applied to the surface of a rubber coating material to reduce frictional force and adhesiveness in many cases. . However, this method not only causes an increase in processing cost, but also may cause a part of the graphite powder to fall off and scatter from the surface of the coating material and stain the periphery of the coating portion.
[0005]
In the case of a rubber coating material, bubbles may be generated on the rubber surface during coating. These bubbles are different from those intentionally foamed, and their sizes and locations are unspecified, so that the inorganic lubricant cannot be applied uniformly. For this reason, there is a concern about the influence on the sealing performance, and the appearance is deteriorated, which is a problem.
[0006]
One example of a technique for solving such a problem is described in Patent Document 1. In this method, a rubber coating containing an inorganic lubricant in advance is applied as a coating material and then vulcanized to form a coating portion. According to this method, it is not necessary to separately apply a slipping agent, and there is no fear of scattering of powder, a non-adhesive, low-friction coating layer can be formed, and generation of bubbles is suppressed.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-81140
[Problems to be solved by the invention]
The method described in Patent Literature 1 is effective for lowering the friction and detackification of the surface portion of the rubber coating layer (coating layer) and reducing bubbles, and is sufficient in most cases. However, the gasket vibrates under high temperature and high surface pressure for a long time, and the rubber coating layer and the mating surface slide in that state, so that when used for a long time, the rubber coating layer cannot withstand the compressed state, A phenomenon (a so-called occurrence of a flow) in which a part is spread in the lateral direction may rarely occur.
[0009]
When this flow occurs, not only does the surface area of the coating material increase and the surface pressure of the sealing surface decreases, but also the effect of the sliding layer on the surface decreases and disappears. Will decrease. As a result, settling occurs in the rubber layer, which may lead to crushing in some cases.
[0010]
If the thickness of the film is reduced, the flow can be reduced, but the sealing property also decreases. By increasing the amount of the inorganic lubricant added, it is possible to maintain the slipperiness even when the rubber layer flows, but since the binder force of the rubber is reduced, not only the sealing performance is significantly reduced, but also Because of the brittleness, there is a possibility that destruction or peeling may occur rather easily, and there is a limit in adjustment by the amount of addition.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and by further improving the method described in Patent Document 1 described above, by suppressing the flow of rubber, high lubricity and non-adhesiveness can be maintained for a long time, An object of the present invention is to provide a metal plate for a gasket having a coating material that is less likely to be broken or peeled, and a metal gasket using such a metal plate.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A first means for solving the above problem is a metal plate used for a metal gasket, wherein a sealing coating material is provided at a predetermined position of the metal plate, and the sealing coating material is provided. A rubber-based paint obtained by adding 50 to 200 parts by weight of an inorganic lubricant and 4 to 16 parts by weight of a silane coupling agent per 100 parts by weight of rubber to a rubber-based paint, A metal plate for a metal gasket, wherein the metal plate is formed by coating and vulcanizing after coating.
[0013]
According to this means, the coefficient of friction and the tackiness are reduced by the inorganic lubricant, and the generation of bubbles is also reduced. These functions and effects are the same as the technology described in Patent Document 1. In this means, the flow generation can be further reduced by the silane coupling agent. This is presumed to be because the silane coupling material can bond to both inorganic and organic reactive groups, so that it can bond to both rubber molecules and filler molecules, and can suppress a decrease in the binder strength of the rubber material. By this blending, a coating having low friction, non-adhesion, and excellent flow resistance (hardness of occurrence of flow) can be obtained while having necessary sealing performance. Since the flow does not easily occur, the film thickness can be increased, and the sealing property is improved.
As the rubber used in this means, fluorine-based rubber is most preferable from the viewpoint of heat resistance, and silicone rubber can also be used as a preferable material.
[0014]
Any inorganic lubricant may be used as long as it disperses without dissolving in the solvent of the rubber coating before application, and examples thereof include graphite, carbon, molybdenum disulfide, and a mixture of two or more of these. The silane coupling agent may be any one that has both inorganic and organic binding properties.For example, various types of silane coupling agents such as aminosilane, epoxysilane, and mercapto can be used. Coupling agents are preferred.
[0015]
Examples of the aminosilane-based coupling agent include N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and the like. There is.
[0016]
In this means, the amount of the inorganic lubricant is limited to a range of 50 parts by weight or more and 200 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the rubber. If the amount of the inorganic lubricant is less than 50 parts by weight, the effect of reducing the adhesiveness is low, and bubbles may easily be generated. This is not preferable. This is because the silane coupling agent becomes too large and the effect of the silane coupling agent cannot be sufficiently obtained. In particular, it is preferable that the content be 100 parts by weight or less, since sealing performance close to that of the rubber material itself can be obtained.
[0017]
The silane coupling agent is limited to 4 parts by weight or more and 16 parts by weight or less based on 100 parts by weight of rubber. If the amount is less than 4 parts by weight, the effect of compensating for the decrease in the binder strength cannot be sufficiently obtained, so that the flow resistance cannot be sufficiently improved. This is because the effect is saturated and the silane coupling agent is wasted. A range of 4 parts by weight or more and 12 parts by weight or less is preferable because the sealing performance and flow suppression can be variously adjusted.
[0018]
The metal plate coated with the coating material may be used as a single-layer metal gasket, or may be used as a laminated metal gasket laminated together with a similar metal plate or another sub-plate.
[0019]
A second means for solving the above-mentioned problem is the first means, wherein an addition amount of the silane coupling agent is changed according to a required characteristic of each region of the gasket to be sealed. (Claim 2).
[0020]
As described above, when the added amount of the silane coupling agent is increased, the bonding between molecules in the coating increases, so that the rubber elasticity decreases, but the rigidity increases instead. Although the sealing property is reduced due to the decrease in the elasticity, it is difficult to set due to the improvement in the rigidity. That is, since the balance between the sealing property and the rigidity can be changed by the amount of the silane coupling agent, a gasket more suitable for the engine can be obtained by adjusting the characteristics according to various regions of the gasket.
[0021]
A third means for solving the above-mentioned problem is the second means, wherein the addition amount of the silane coupling agent is 8 parts by weight or less in a region where high sealing properties are required, and in a region having high rigidity. The present invention is characterized in that the amount is more than 8 parts by weight.
[0022]
In the second means, if the silane coupling agent is limited to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of rubber, the rigidity is reduced, but the sealing property can be improved. Therefore, sufficient sealing properties can be maintained as a sealing coating material. On the other hand, when the silane coupling agent is added in an amount of more than 8 parts by weight, the sealing property decreases with an increase in the amount of addition, but the rigidity increases. It is also possible to increase the rigidity to the extent that substitution is possible.
[0023]
Conventionally, different materials have to be prepared for the coating for the seal and the coating for the stopper. However, according to this means, since these can be formed of the same base material, the material cost can be reduced.
[0024]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the amount of the aminosilane-based coupling agent, the stress relaxation rate, and the sagging of a coating obtained by adding an aminosilane-based coupling agent to a rubber paint based on 100 parts by weight of rubber and 100 parts by weight of graphite. Shows the relationship.
[0025]
In FIG. 1, the added amounts of the aminosilane-based coupling agent are 0, 4, 8, 12, 16, and 20 parts by weight. Settling decreases with an increase in the amount of the aminosilane-based coupling agent. Particularly, when the amount exceeds 8 parts by weight, the amount sharply decreases and reaches 16 parts by weight. The stress relaxation rate decreases with an increase in the amount of the aminosilane-based coupling agent up to 8 parts by weight, but when it exceeds 8 parts by weight, the degree of the decrease is saturated.
[0026]
The coating method is as follows. First, a rubber was mixed with a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an acid acceptor, and a filler mainly composed of graphite to form a rubber composition kneaded, for example, by a kneading roll kneader according to a conventional method. The rubber composition was dissolved in a solvent to prepare a rubber coating. An aminosilane coupling agent was added to the rubber coating, and a solvent was further added as necessary. If necessary, graphite may be further mixed and dispersed in the rubber coating, and then the aminosilane-based coupling agent may be added. After the addition of the aminosilane-based coupling agent, a solvent may be further added as necessary.
[0027]
The rubber coating thus obtained was applied to a metal plate for a metal gasket before lamination by screen coating so as to obtain a predetermined pattern. The coated film was dried by heating at 70 to 100 ° C, and then vulcanized while heating at 220 ° C for 15 minutes. The thickness of the rubber coating layer is usually in the range of 3 to 50 μm, but it can also be formed to a larger thickness (（100 μm). In the above-described coating, generation of a bubble that causes a problem was not observed.
[0028]
The stress relaxation rate is obtained by sandwiching the coated sample between jigs, tightening the sample with a predetermined tightening force with a bolt, holding the sample at 200 ° C. for 22 hours, and examining the degree of decrease in the tightening force. The smaller the value, the higher the flow resistance.
[0029]
Sag, for samples of the same specifications, 300 ° C. is varied repeatedly load between 0.5kN and 40kN at a temperature of, after excitation by repeating this 10 6 times, the coating thickness for the previous test The reduction rate was examined, and the smaller the value, the higher the flow resistance. FIG. 1 shows that the addition of the aminosilane-based coupling agent greatly contributes to the reduction of the stress relaxation rate. In particular, when the content is 8 parts by weight or more, the content is reduced to 4% or less, indicating that the effect of improving the flow resistance is high. As described above, sag decreases with an increase in the amount of the aminosilane-based coupling agent, and in particular, the decrease between 8 parts by weight and 12 parts by weight is remarkable.
[0030]
Although not shown, the coefficient of friction and the tackiness were substantially the same regardless of the amount of the aminosilane-based coupling agent, and both were significantly reduced as compared with the conventional graphite-free fluororubber. The sealability changed depending on the amount of the aminosilane-based coupling agent. When the amount of the aminosilane-based coupling agent was 4 parts by weight, the sealability was good even at a low surface pressure, and the level could be applied without problems to the periphery of the bore hole, the cooling water hole and the lubricating oil hole. When the aminosilane-based coupling agent is 8 parts by weight, the rigidity is increased, and the sealing performance is reduced accordingly. However, it is needless to say that the cooling water holes and the lubricating oil have lower surface pressure than around the bore holes. The level was applicable to the area around the hole. When the amount of the aminosilane-based coupling agent is 12 parts by weight or more, the sealing property of the sealing material is reduced to a level just below the lower limit. Applicable properties are shown. The rigidity further increased until the amount of the aminosilane-based coupling agent became 16 parts by weight, but no significant change was observed in the rigidity above that.
[0031]
2 and 3 show examples in which this coating material was actually applied to a metal gasket bead plate. FIG. 2 is a plan view of the bead plate, and FIG. 3 is an AA end view of FIG. The bead plate 11 constituting the cylinder head gasket is provided with a fluid hole such as a syringe bore hole 12 and a bolt hole 14 at predetermined positions. A bead 13 that surrounds and seals the bore hole is formed around the bore hole 12, and an outer bead 15 that seals the cooling water is formed around the gasket. In addition to the oil holes and beads surrounding the oil holes, the actual bead plate is not shown in the drawings. A coating material is applied on the bead and its vicinity, but is not shown in FIG.
[0032]
As shown in FIG. 3, the surface of the bead plate 11 is coated with coatings 16a and 16b at predetermined positions in addition to the beads 13, the outer peripheral beads 15 and the vicinity thereof. In FIG. 3, it is applied to both upper and lower surfaces, but may be applied to only one surface. This is the same in FIG.
[0033]
The coating of the present invention is applied as the coatings 16a and 16b. For example, when the aminosilane-based coupling agent is adjusted within a range of 4 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of rubber, both the sealing property and the flow resistance are good, and the coating 16 a around the bore bead 13 is applied to the outer bead 15. A coating material that can be applied to the upper coating 16b is obtained.
[0034]
If the aminosilane-based coupling agent is adjusted in the range of 8 to 12 parts by weight with respect to 100 parts by weight of rubber, not only the application around the bore, but also the hole for cooling water / lubricating oil, which has a lower surface pressure than that. Applicable to surrounding seals. In this case, since the rigidity of the coating can be made higher than that of the case of 4 to 8 parts by weight, when an excessive tightening force acts on the outer peripheral portion such as an engine having a large deflection, if it is used as the outer peripheral coating 16b, A sufficient sealing surface pressure is obtained, and the coating is hardly crushed, so that the sealing performance can be stably exhibited.
[0035]
When the aminosilane-based coupling agent is used in an amount of 12 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the rubber, for example, as shown in FIGS. 4A and 4B which are AA end views of FIG. It can be used as a stopper member 17a, 17b to an adjacent position inside or near the bead. The stopper is a member that prevents the bead portion from being deformed more than a predetermined amount. Since the aminosilane-based coupling agent is used in an amount of 12 parts by weight or more, high rigidity is obtained, and thus the stopper sufficiently plays a role as a stopper. Become like
[0036]
That is, in FIG. 4A, when the bead 13 is compressed and deformed and the concave portion (upper surface in the figure) of the coating material 16a comes into contact with the mating surface, the stopper material 17a receives stress and its rigidity is increased. In order to support the pressure, the deformation of the bead 13 hardly proceeds further (strictly speaking, only the deformation amount of the coating material 16a is deformed, but its value is small). In FIG. 4B, when the bead plate 13 facing the bore hole 12 is deformed and the coating material 16a (the lower surface in the figure) on the stopper material 17b comes into contact with the mating surface, the stopper material 17b applies stress. As a result, the pressure is supported by the rigidity, so that the deformation of the bead 13 does not easily progress further (because the pressure held by the bead 13 and the stopper member 17b is dispersed).
[0037]
In this case, it is desirable to separately provide a sealing coating material on these coatings 17a and 17b. However, since the same base material can be used, only adjusting the amount of the aminosilane-based coupling agent can be used. Both coatings can be formed, and material costs can be reduced.
[0038]
As a result of running tests using the above gaskets, it was obvious that the tests could be cleared without any problem in any of the examples, and the appearance was much better than that of the conventional coating material. The stability was confirmed.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the method described in Patent Document 1 is further improved, and by suppressing the flow of rubber, high slipperiness and non-adhesiveness can be maintained for a long time, and destruction and peeling It is possible to provide a metal plate for a gasket having a coating material that is less likely to cause a problem and a metal gasket using such a metal plate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the amount of aminosilane-based coupling agent added, the stress relaxation rate, and the degree of sag.
FIG. 2 is a view showing an example of a metal gasket bead plate.
FIG. 3 is a view (end view) showing a state in which a coating material is provided on a metal gasket bead plate.
FIG. 4 is a view (end view) showing a state in which a coating material is provided on a metal gasket bead plate.
[Explanation of symbols]
11: Bead plate, 12: Bore hole, 13: Bead, 14: Bolt hole, 15: Peripheral bead, 16a, 16b: Coating, 17a, 17b: Stopper member
