(57)【要約】【課題】水分を吸収して硬化し、接着性を発現するシール材を、被シール材の表面に形成するシール方法に関し、従来のシール方法に対して簡易な製法改良を加えることで、被シール材とシール材の間のシール性を従来のものに比して格段に向上させることのできる、シール方法を提供する。【解決手段】水分を吸収して硬化し、接着性を発現するシール材（たとえばＦＩＰＧ）を、被シール材Ｗの表面Ｗａに形成する、シール方法であって、被シール材Ｗの表面Ｗａに、高温かつ高湿度の気体（高温水蒸気等）、もしくは高温の水または水溶液が提供される前処理を実施した後に、シール材Ｂを該表面Ｗａに形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を吸収して硬化し、接着性を発現するシール材を被シール材の表面に形成するシール方法であって、
被シール材の前記表面に、高温かつ高湿度の気体もしくは高温の水または水溶液が提供される前処理を実施した後に前記シール材を該表面に形成するシール方法。
【請求項２】
前記前処理は、高温高湿の蒸気、もしくは高温の水または水溶液を前記表面に噴射するものである請求項１に記載のシール方法。
【請求項３】
前記前処理は、少なくとも前記表面を加温し、少なくとも加温された該表面を前記水または水溶液内に浸漬させることにより、該表面の温度で該水または水溶液が高温とされるものである請求項１に記載のシール方法。
【請求項４】
前記前処理は、少なくとも前記表面を加温し、少なくとも加温された該表面に常温の水または水溶液を噴射するものである請求項１に記載のシール方法。
【請求項５】
前記前処理は、高温の前記水または水溶液内に、少なくとも前記表面を浸漬させるものである請求項１に記載のシール方法。
【請求項６】
前記シール材が、液状ガスケット（ＦＩＰＧ）からなる請求項１〜５のいずれかに記載のシール方法。
【請求項７】
前記気体が水蒸気である請求項１〜６のいずれかに記載のシール方法。
【請求項８】
前記気体または水溶液が洗浄液を含む請求項１〜６のいずれかに記載のシール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属やプラスチック等の被シール材の表面にシール材を形成してシールする、シール方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、自動車の部品ユニットである、オイルパンとエンジンブロックの間のシール、チェーンカバーとエンジンブロックの間のシール、ヘッドカバーとエンジンブロックの間のシール等においては、これらの部品表面に微細な表面粗度が存在等している場合でも、可及的速やかに、しかも高気密、高液密なシール性を付与し得るシール方法として、液状ガスケット（現場成形液状ガスケットともいい、ＦＩＰＧ：Formed In Place Gasket）を使用したシール加工が実施されている。この液状ガスケットの素材としては、たとえば、シリコーン樹脂やウレタン樹脂、アクリル樹脂などを主成分とするものであり、より厳密には、オルガノポリシロキサンを主成分とする一液性の縮合硬化型シリコーン、ビニル基などの不飽和二重結合をもつシロキサンと水素原子をもつシロキサンの付加反応による付加反応型のシリコーン、すなわち主剤と硬化剤が分かれた二液硬化型のシリコーン、などを挙げることができる。
【０００３】
そして、上記するＦＩＰＧを用いたシール方法に関する技術も多岐に亘っており、たとえば、特許文献１，２に開示の技術を挙げることができる。ここで、特許文献１には、液状ガスケット（接着剤）に水蒸気を供給して該液状ガスケットを硬化させる方法が開示されており、特許文献２には、液状ガスケットに交流電圧を直接印加して該液状ガスケットを硬化させる方法が開示されており、いずれも、液状ガスケットの硬化時間をより一層短縮させることを目的としたものである。
【０００４】
特許文献１，２等で開示されているような、液状ガスケット等にて部品間のシール構造が形成されてなる製品においては、液状ガスケットを使用しない場合に比してそのシール性は向上する一方で、被シール材とシール材間の接着性は不十分であり、接着性を向上させるための改良の余地があるのもまた事実である。
【０００５】
ところで、自動車のエンジンブロックとその周辺部品は、材料コスト、加工性、軽量性等の観点から、アルミニウムやその合金から形成されている。一般に、アルミニウム素材の部品表面には、酸化アルミニウムからなる酸化層が形成されていることから、上記する液状ガスケットを適用してシールする際には、この酸化アルミニウムに液状ガスケットが直接的に接着されることとなる。したがって、アルミニウムやその合金等からなる被シール材に液状ガスケットからなるシール材を接着させるに際し、それらの接着不良を抑制するためには、双方の化学的結合態様を精緻に分析し、その上で、より高い接着性を発揮し得るシール方法を開発する必要がある。
【０００６】
本発明者等によれば、上記するアルミニウム製部品と液状ガスケットの接着性を決定づける要因は大きく２つあるとされており、その一つはＯＨ基による水素結合であり、他の一つはアンカー効果である。
【０００７】
ＯＨ基による水素結合に関して説明すると、図７ａで示すように、アルミニウム部品Ｗの表面に形成された酸化アルミニウム層Ｗ１の表面には、少なからずＯＨ基が存在しており、このＯＨ基と、シール材（液状ガスケット）の有するＯＨ基が化学結合することで、図７ｂで示すように、水素結合に依拠する高い接着構造が図られるものである。
【０００８】
一方、同図で示すように、アルミニウム部品Ｗ（酸化アルミニウム層Ｗ１）の表面は一般に表面粗度を有しており、この表面の微細な凹凸の凹溝Ｈに液状ガスケットが入り込んで硬化することにより、いわゆるアンカー効果を発揮して双方の接着性が図られるものである。
【０００９】
上記する被シール材とたとえば液状ガスケットからなるシール材の接着性、もしくはシール性に関し、本発明者等は特に双方のＯＨ基による水素結合に着目し、接着界面におけるＯＨ基による水素結合をより活性化させることで部品間のシール性、もしくは接着界面の剥離強度を一層向上させることのできる、シール方法の発案に至ったものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−５１０４７号公報
【特許文献２】特開２００８−１９０６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、水分を吸収して硬化し、接着性を発現するシール材を、被シール材の表面に形成するシール方法に関し、従来のシール方法に対して簡易な製法改良を加えることで、被シール材とシール材の間のシール性もしくは接着性を従来のものに比して格段に向上させることのできる、シール方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明によるシール方法は、水分を吸収して硬化し、接着性を発現するシール材を被シール材の表面に形成するシール方法であって、被シール材の前記表面に高温かつ高湿度の気体もしくは高温の水または水溶液が提供される前処理を実施した後に前記シール材を該表面に形成するものである。
【００１３】
本発明者等は、被シール材表面のＯＨ基を増加させることでシール材の有するＯＨ基との化学結合を活性化させ、もしくは化学結合を増加させ、もって、被シール材とシール材双方の接着界面における接着性を向上させることができるという知見に至ったものであり、そのための有効な方策として、被シール材表面のＯＨ基を増加させることのできる簡易な方法を発案している。
【００１４】
本発明者等によれば、被シール材表面のＯＨ基を増加させることで接着界面の接着性が向上する理由として、被シール材表面における液体の接触角が小さくなり、その濡れ性が向上するためであることが特定されている。
【００１５】
ここで、本発明のシール方法がその対象とする被シール材は、アルミニウム、ステンレス、鉄、鋼、などの金属部品、プラスチック部品等、その素材は多岐に亘るものである。また、適用されるシール材は、「水分を吸収して硬化し、接着性を発現する」接着剤であればその具体的な組成は特に限定されるものではないが、たとえば、一液性もしくは二液性で、シリコーン樹脂やウレタン樹脂、アクリル樹脂などを主成分とする、液状ガスケット（ＦＩＰＧ）などを挙げることができる。
【００１６】
そして、本発明のシール方法は、被シール材の表面にシール材を形成するに先んじて、該被シール材の表面（被シール面）に、高温かつ高湿度の気体、もしくは高温の水または水溶液が提供される前処理を実施することをその特徴構成とするものであり、この前処理により、被シール材表面のＯＨ基を効果的に増加させることができるものである。
【００１７】
ここで、本明細書における「高温」とは、広義には、２０℃程度の「常温」よりも高い温度のことを示し（狭義には、液体においては、使用される液体の沸点近傍の温度のことを意味しており）、たとえば液体に水を使用する場合には、好ましくは６０〜１００℃、より好ましくは８０〜１００℃であり、使用される液体によって変化するものである。また、気体においては、沸点以上の温度を示し、気体に水蒸気を使用する場合には１００℃以上であり、これも使用される気体によって変化するものである。
【００１８】
上記する「被シール材の表面に、高温かつ高湿度の気体、もしくは高温の水または水溶液が提供される前処理を実施」する実施の形態として、以下で示す種々の態様を挙げることができる。
【００１９】
その一つの態様は、前記前処理として、高温高湿の蒸気、もしくは高温の水または水溶液を前記表面に噴射する方法、もしくは、高温高湿の蒸気下に被シール材の少なくとも表面を置く方法である。
【００２０】
ここで、高温高湿の蒸気とは、少なくとも高温雰囲気の水蒸気を含んでいればよく、たとえば純水、水道水などの蒸気が使用でき、洗浄液を含んだ水溶液を蒸気にしたものも使用できる。同様に、高温の水または水溶液としては、高温の純水、水道水、洗浄液を含んだ水溶液などを使用でき、洗浄液としては、たとえば苛性ソーダ洗浄液、カリウム系洗浄液、アルミ対応型の水系洗浄液などを使用できる。このような蒸気もしくは水または水溶液を噴射ノズル等から被シール材表面に噴射することで、もしくは、このような蒸気下に被シール材表面を置くことで、被シール材表面へのＯＨ基の付与が促進される。特に、洗浄液を含んだ蒸気や水溶液を使用する場合には、たとえばアルミニウム製の被シール材表面の洗浄が図られることで、該表面へのＯＨ基の付加が一層促進される。
【００２１】
また、前処理の他の態様は、被シール材の少なくとも前記表面を加温し、少なくとも加温された該表面を前記水または水溶液内に浸漬させる方法であり、このことにより、該表面の温度で該水または水溶液が高温とされるものである。
【００２２】
すなわち、この実施の形態の前処理では、予め高温にした蒸気、もしくは高温の水や水溶液を被シール材表面に提供するのではなく、被シール材表面を加温し（この加温によって該表面が高温となる）、この加温された被シール材表面をたとえば常温の水や洗浄液内に浸漬することで、水や洗浄液が温められ、場合によっては沸騰にまで至り、結果として被シール材表面には「高温かつ高湿度の気体、もしくは高温の水または水溶液」が提供されることとなる。
【００２３】
また、前処理のさらに他の態様は、被シール材の少なくとも前記表面を加温し、少なくとも加温された該表面に常温の水または水溶液を噴射するものである。
【００２４】
加温された被シール材表面に常温の水または水溶液を提供することにより、提供された水や水溶液が温められ、結果として、被シール材表面には、「高温かつ高湿度の気体、もしくは高温の水または水溶液」が提供されることとなる。
【００２５】
また、前処理のさらに他の態様は、高温の前記水または水溶液内に、被シール材の少なくとも前記表面を浸漬させる方法である。
【００２６】
予め高温、たとえば沸騰状態に調整された水や洗浄液等を含んだ水溶液内に被シール材表面を浸漬することで、結果として、被シール材表面には、「高温かつ高湿度の気体、もしくは高温の水または水溶液」が提供されることとなる。
【００２７】
上記するいずれの形態の前処理を実施した場合でも、被シール材の表面（被シール面）には、ＯＨ基の付加が図られて表面の濡れ性が良好となることで、液状ガスケット等からなるシール材との接着性が向上される。そして、本発明者等による検証によれば、これら前処理を経た後に被シール材表面へのシール材が形成されることで、接着界面の接着性能が格段に向上され、高いせん断剥離耐力を有するシール構造（被シール材とシール材の間の接着構造）が得られることが実証されている。
【発明の効果】
【００２８】
以上の説明から理解できるように、本発明のシール方法によれば、被シール材の表面にＯＨ基を付与する適宜の前処理を実施するだけの極めて簡易な製法改良により、水分を吸収して硬化し、接着性を発現するシール材と被シール材との接着性を従来の製法に比して格段に高めることができ、優れたシール性を有する部品ユニットの製造に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）、（ｂ）ともに、本発明のシール方法のうち、前処理の一実施の形態を説明した模式図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）ともに、本発明のシール方法のうち、前処理の他の実施の形態を説明した模式図である。
【図３】前処理された被シール材の表面に液状ガスケットを提供している状況を説明した模式図である。
【図４】前処理を実施する本発明のシール方法にてシールされたアルミニウム部品と液状ガスケット（ＦＩＰＧ）のシール構造（実施例）と、前処理を実施しない従来のシール方法にてシールされたアルミニウム部品とＦＩＰＧのシール構造（比較例）に関し、接着界面の剥離率とせん断剥離荷重の関係を示した実験結果である。
【図５】スチームを被シール面に直接噴射する前処理をおこなった実験の結果を示す図である。
【図６】スチーム内に被シール面を浸す前処理をおこなった実験の結果を示す写真図である。
【図７】アルミニウム部品表面と、ＦＩＰＧとの水素結合とアンカー効果を説明した模式図であり、（ａ）は結合前の状態を、（ｂ）は結合後の状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、被シール材は特に限定されるものではないが、高いシール性（高気密性、高液密性）がその界面に付与される必要のある部材、たとえば、シールされるオイルパンとエンジンブロックの双方もしくはいずれか一方、チェーンカバーとエンジンブロックの双方もしくはいずれか一方、ヘッドカバーとエンジンブロックの双方もしくはいずれか一方を挙げることができる。ここで、シールされる部材双方の被シール面を前処理した後に該前処理された被シール面に液状ガスケットを塗布等してもよいし、いずれか一方の被シール面のみを前処理してもよい。
【００３１】
図１ａ、ｂ、図２ａ、ｂはともに、被シール材Ｗの被シール面Ｗａに液状ガスケットを塗工するに際し、前処理として、該被シール面Ｗａに高温かつ高湿度の気体、もしくは高温の水または水溶液を提供する種々の実施の形態を示したものである。
【００３２】
図１ａで示す前処理方法は、アルミニウム製の被シール材Ｗの被シール面Ｗａに対して、噴射ノズルＮ１を該被シール面Ｗａ表面上で走査させながら（Ｘ１方向）、高温かつ高湿度の気体、もしくは高温の水または水溶液ｍを噴射ノズルＮ１から提供する方法である。なお、より具体的には、被シール材Ｗがアルミニウムやその合金からなる場合には、その表面が酸化してなる酸化アルミニウム層（図示略）が形成されており、この酸化アルミニウム層の表面に高温水蒸気または高温の水等が提供されることとなる。
【００３３】
この酸化アルミニウム層に高温水蒸気を噴射した際には、以下の化学式で示す化学反応が促進され、酸化アルミニウム層の表面にＯＨ基が形成されることとなる。
Ａｌ２Ｏ３  +  Ｈ２Ｏ  →  ２ＡｌＯ（ＯＨ）  ・・・・・・・（化１）
【００３４】
本発明者等によれば、高温かつ高湿の気体（水蒸気など）、もしくは高温の水または水溶液が上記酸化アルミニウム層をはじめとする金属表面、金属酸化物表面、プラスチック表面に提供されることにより、たとえば上記化学式のごとき化学反応が促進されて、被シール面に可及的に多くのＯＨ基が形成され、これと液状ガスケットの有するＯＨ基との間の水素結合により、シール界面のシール性能が格段に向上するというものである。
【００３５】
ここで、被シール面Ｗａに提供される高温高湿の気体は水蒸気に限定されるものでなく、苛性ソーダ洗浄液、カリウム系洗浄液、アルミ対応型の水系洗浄液などを含んでいてもよい。また、高温高湿の気体の代わりに、高温の水または洗浄液等を含んだ水溶液を用いてもよい。特に、液体に洗浄液を使用する場合には、たとえばアルミニウム製の被シール面Ｗａの洗浄が図られることで、該表面へのＯＨ基の付加が一層促進される。
【００３６】
この前処理方法では、可及的に多くのＯＨ基を被シール面Ｗａへ付与するに当たり、蒸気を提供する際の圧力や提供時間をどの程度とするのが好ましいか、に関しては、研究開発の余地がある。しかし、現時点において、本発明者等によれば、１００℃程度の高温水蒸気を、吐出圧：０．３ＭＰａ程度で１分間、被シール面Ｗａに噴射することで、従来のシール構造に比してシール性が格段に高められたシール面が形成できることが特定されている。
【００３７】
一方、図１ｂで示す前処理方法は、噴射ノズルＮ１を被シール面Ｗａに対して９０度以外の所定の傾角姿勢として高温かつ高湿の気体、もしくは高温の水または水溶液ｍを噴射するものであり、これに加えて、吸引ノズルＫを同様に傾角姿勢で配設しておき、被シール面Ｗａに噴射されて反射した水蒸気や水とともに、この水蒸気噴射の際に生じた水滴や表面に浮いた汚れなどを吸引する方法である。
【００３８】
なお、図１ａ，ｂで示す前処理方法は、被シール面Ｗａに提供される気体もしくは水または水溶液が高温のものを適用する方法であるが、これに代えて、被シール材Ｗの少なくとも被シール面Ｗａを加温しておき、これに常温の水または水溶液を噴射することで、提供された水または水溶液を高温とし、上記化学反応を促進させる方法であってもよい。なお、加温された際の被シール材Ｗの温度は、たとえば１００℃程度、もしくは、その融点に達しない程度の高温雰囲気（たとえば被シール材Ｗがアルミニウムからなる場合は、その融点が６６０℃程度であるので、それ以下の温度など）に加温されているのが望ましい。
【００３９】
また、図２ａで示す前処理方法は、容器Ｒ内に収容された高温の水または水溶液ＦＷ（たとえば、沸騰水）内に、被シール材Ｗの少なくとも被シール面Ｗａを浸漬させる方法であり、この方法によっても、被シール面Ｗａに高温高湿な気体、もしくは高温の水または水溶液が提供されることになる。
【００４０】
さらに、図２ｂで示す前処理方法は、容器Ｒ内には常温の水または水溶液ＮＷを収容しておき、これに、少なくとも被シール面Ｗａが加温された被シール材Ｗの該被シール面Ｗａを浸漬させる方法である。
【００４１】
上記図１ａ〜図２ｂで示すいずれの前処理方法を適用した場合であっても、たとえば酸化アルミニウム層が表面に形成されたアルミニウム製の被シール材Ｗの被シール面Ｗａには、提供された高温の水蒸気または水（常温の水または水溶液が提供された場合でも、高温姿勢の被シール面によって結果的に高温となり、これが提供されたことと同義）によってＯＨ基が形成され、ＯＨ基を有する液状ガスケット等との間で多数の水素結合が促進され、接着界面でのシール性能が向上される。
【００４２】
なお、被シール材とシール材の接着界面におけるＯＨ基が多いことにより、界面の濡れ性が良好となることもまた、本発明者等によって特定されている。このことに関し、本発明者等は、被シール面に前処理を実施したものと、従来製法のごとく前処理を実施していないものを用意し、双方に水滴を滴下して接触角を測定している。その結果、前処理を実施した被シール面の接触角は、前処理を実施していないものに比して格段に小さくなることが特定されており、このことはすなわち、水素結合の多少と表面濡れ性の間に、接着性能に関連する相間があることを示すものである。なお、この実験結果は後述する。
【００４３】
図１ａ〜図２ｂで示すいずれかの前処理方法を経た後に、前処理された被シール面Ｗａに対して、水分を吸収して硬化し、接着性を発現するシール材、たとえば、液状ガスケット（ＦＩＰＧ）が提供される。
【００４４】
ここで、この液状ガスケットは、水分を吸収して硬化し、接着性を発現する接着剤であればその具体的な組成は特に限定されるものではないが、たとえば、一液性もしくは二液性で、シリコーン樹脂やウレタン樹脂、アクリル樹脂などを主成分とする、液状ガスケットを使用することができる。
【００４５】
図３は、液状ガスケットＢが、不図示の材料吐出装置に装着された吐出ノズルＮ２を介して、被シール面Ｗａに連続供給（Ｘ２方向）されている状況を説明したものである。
【００４６】
なお、部材間にシール材を形成する具体的な方法は、図３のようにして一方の被シール材Ｗの被シール面Ｗａに液状ガスケットＢが提供された後に、他方の被シール材（不図示）の被シール面が液状ガスケットＢを挟むようにしてシール構造が形成される方法、前処理された２つの被シール材が所定のシール材形成用の間隔を置いて位置決めされ、この隙間に液状ガスケットが注入されてシール構造が形成される方法など、その具体的な方法は多岐に亘る。
【００４７】
[前処理を実施する本発明のシール方法にてシールされたアルミニウム部品とＦＩＰＧのシール構造（実施例）と、前処理を実施しない従来のシール方法にてシールされたアルミニウム部品とＦＩＰＧのシール構造（比較例）に関し、接着界面の剥離率とせん断剥離荷重の関係を示した実験と結果]
被シール材とシール材の間の接着強度を検証する方法には、接着された部材にせん断力を付与して、接着界面が剥離した際の強度をもって、これを接着界面のせん断剥離強度に同定する方法がある。また、他の検証方法として、シール材自体の凝集破壊（ＣＦともいう）等を測定し、もって、この凝集破壊時のせん断荷重に対して接着界面には界面破壊が完全に、もしくはほとんど生じていないことを確認する方法がある。この後者の方法では、あるせん断剥離荷重に対してシール材自体が破壊等するＣＦ率を測定することで、たとえば、高いせん断剥離荷重に対してＣＦ率が１００％に近い場合には、そのせん断剥離荷重載荷時において、接着界面の剥離の割合が０％であることを保障することができる。したがって、せん断剥離荷重が大きいことに加えて、そのＣＦ率が高いことは、界面剥離が生じ難く、しかも、シール材と被シール材からなるシール構造において、高いシール性能を有するシール構造であることを示すに他ならない。
【００４８】
本発明者等は、前処理を実施しない従来のシール方法にてシールされたアルミニウム部品とＦＩＰＧのシール構造を５つ製作し（比較例）、同様に、前処理を実施する本発明のシール方法にてシールされたアルミニウム部品とＦＩＰＧのシール構造を製作して（実施例）、それぞれのＣＦ率とせん断剥離強度荷重の関係を測定した。その結果を図４に示している。
【００４９】
同図より、比較例のシール構造では、せん断剥離強度が極めて小さく（０．１５ＭＰａ）、しかもＣＦ率が０％であるテストピース、すなわち、その剥離強度が完全に界面剥離で決定されている、シール性の極めて低いシール構造を有するものや、せん断剥離荷重は０．６ＭＰａ以上となっているものの、ＣＦ率が３０％程度であり、したがって、界面剥離でせん断剥離強度が決定されているシール構造のものなどが存在しており、さらには、テストピースごとの結果のばらつきも顕著である。
【００５０】
それに対して、５つの実施例はいずれも、ＣＦ率が７０％以上でせん断剥離荷重もおよそ０．６ＭＰａ以上であり、特に、４つのテストピースに関しては、せん断剥離荷重が０．７〜０．８ＭＰａ以上と極めて高く、しかも、ＣＦ率はおよそ９０％以上の結果となっており、シール構造におけるせん断剥離のほとんどは凝集破壊によるものであって、界面剥離の割合は極めて低いものとなっている。
【００５１】
このことはすなわち、被シール面を前処理したことにより、該被シール面に形成されたＯＨ基と液状ガスケットのＯＨ基との間の水素結合が促進された結果によるものであり、この水素結合が促進された結果、被シール面と液状ガスケットとの間の界面の剥離強度が高められ、界面シール性および接着性に優れたシール構造が形成されていることを意味するものである。
【００５２】
[スチームを被シール面に直接噴射する前処理をおこなった実験とその結果]
本発明者等は、エンジンを構成するアルミニウム製部品の表面（被シール面）を高温高湿の蒸気（スチーム）下に置く前処理をおこない、被シール面の接着性を評価する指標である接触角を測定する実験をおこなった。この実験では、前処理におけるスチーム温度、ノズルからスチームを吐出する際の吐出圧力、スチーム処理時間、およびノズルと被シール面の距離の各要素を３パターンの異なる条件で前処理をおこない、各要素がいずれの条件の際に接触角が小さくなるのかを検証した。実験結果を図５に示す。
【００５３】
同図より、各要素がいずれの条件であっても前処理をおこなわない場合の接触角９０度よりも接触角は低減し、その効果が実証されている。
【００５４】
まず、スチーム温度に関しては、１５０℃、１２５℃、１００℃と温度低下にともなって接触角が低下し、スチーム温度が１００℃の場合には接触角１５度程度の極めて良好な結果が得られている。
【００５５】
スチームの吐出圧力に関しては、０．１ＭＰａ、０．３ＭＰａ、０．５ＭＰａと圧力増加に伴って接触角が低下することが実証されており、０．１ＭＰａ程度のスチームの吐出圧力にて６０度程度の接触角となっている。
【００５６】
スチーム処理時間に関しても３０秒、６０秒、９０秒と処理時間が長くなるに伴って触角が低下することが実証されており、０．１ＭＰａ程度の吐出圧力にて６０度程度の接触角となっている。
【００５７】
ノズルと被シール面の距離に関しては、５ｍｍで５０度程度の接触角となり、１０ｍｍ、１５ｍｍでともに６０度程度の接触角となる。
【００５８】
なお、スチーム処理時間を６０秒とし、被シール面上のスチーム雰囲気におけるスチーム圧力を０．０１ＭＰａと０．００４ＭＰａの２種類の条件で前処理をおこなう別の実験において、接触角がともに２０度程度となる結果も得られている。
【００５９】
上記実験結果と本発明者等の経験則より、被シール面をスチーム雰囲気下に置く前処理において、被シール面の接着性を向上させる条件として、スチーム温度を７０〜１２５℃、好ましくは７０〜１１０℃、さらに望ましくは９０〜１１０℃に設定するのがよく、ステータチーム雰囲気下におけるスチーム圧力は０．００４ＭＰａ以上に設定するのがよく、スチーム処理時間は３０秒以上に設定するのがよく、スチームが吐出されるノズルと被シール面の距離は１０ｍｍ以下に設定するのがよいと結論付けることができ、たとえば４０度以下の接触角を実現することが可能となる。
【００６０】
[スチーム内に被シール面を浸す前処理をおこなった実験とその結果]
本発明者等はさらに、温度の異なる複数のスチーム内にそれぞれ被シール面を浸す前処理をおこない、各温度条件のスチームの場合における被シール面の水滴の接触角を測定する実験をおこなった。実験結果を示す写真図を図６に示す。
【００６１】
同図において、実験前とは、スチーム雰囲気でない温度７０℃の室内で接触角を測定したものであり、およそ７０度との結果が得られている。これに対して、７０℃、８０℃、９０℃、１００℃、および１１０℃の各温度のスチーム雰囲気内に被シール面を４０秒浸したものである。なお、８０℃で処理時間１２０秒の条件下での実験も同様におこない、その結果を同図に示している。
【００６２】
同図より、スチーム温度の上昇に伴って接触角が低下し、１１０℃で２０度程度の極めて低い接触角となることが実証されている。
【００６３】
また、処理時間を長くすることで接触角が低下することが実証されており、本実験では、温度８０℃のスチーム内に被シール面を４０秒浸す場合から１２０秒浸す場合に処理時間を変更することで、２０度程度も接触角を低下できることが実証されている。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６５】
Ｗ…被シール材、Ｗａ…被シール面（表面）、ｍ…高温かつ高湿度の気体、もしくは高温の水または水溶液、ＦＷ…高温の水または水溶液、ＮＷ…常温の水または水溶液、Ｂ…液状ガスケット（ＦＩＰＧ、接着剤）
【図１】
2011099557.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011099557.tif 000009