CN101041895A - 带有配件的橡胶部件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在配件表面形成的防腐蚀化学膜对人体以及环境没有坏影响,而且,对配件的变形跟随性好的带有配件的橡胶部件以及它的制造方法。具体地是在内筒配件2的外圆周面上,经过脱脂、喷丸处理、再次脱脂以及水洗的顺序,接触形成锆系化学膜A,在该锆系化学膜A的外圆周面上,经过水洗以及干燥的顺序,接触形成粘结剂层B,在该粘结剂层B的外圆周面上,接触形成上述防振橡胶1。
Description
技术领域
本发明涉及汽车用的绝缘管、发动机座、产业机械用的防振部件等的带有配件的橡胶部件及其制造方法。
背景技术
一般,汽车用的绝缘管、发动机座、产业机械用的防振部件等是配件和橡胶材料一体化形成的带有配件的橡胶部件,作为车架、发动机等各种构成物之间的连接部件使用。
上述防振部件等带有配件的橡胶部件,在配件和橡胶材料的界面上如果配件表面腐蚀,配件和橡胶材料的粘结就会剥离,担心其功能变得不能得到发挥。因此,通常作为防腐蚀的目的,在配件表面要进行通过铬酸盐处理来形成铬酸盐系化学膜(例如,参照专利文献1)。
专利文献1:特开平6-179978号公报
发明内容
但是,在铬酸盐处理中所使用的化学处理液中,含有对人体和环境有坏影响的6价铬,这成为问题。
而且,铬酸盐系化学膜的膜结构内存在的结晶水由于橡胶硫化时的热容易脱水,所以容易产生膜缩合所引起的裂纹,或密合性也容易降低。在这样的状态下,如果对配件实施缩径加工,不能跟随其加工所引起的变形,有时发生裂纹。而且,由于该裂纹使防腐蚀变得不充分。
本发明鉴于这样的情况,其目的是提供在配件表面上形成的防腐蚀化学膜不对人体或环境带来坏的影响,而且对配件的变形的跟随性优良的带有配件的橡胶部件及其制造方法。
为了达到上述目的,本发明的第1要点是带有配件的橡胶部件,配件和橡胶材料通过配件表面的防腐蚀化学膜形成一体的带有配件的橡胶部件,并且是上述防腐蚀化学膜为锆系化学膜。
再有,本发明的第2要点是在配件表面形成防腐蚀用的锆系化学膜后,通过该锆系化学膜使配件和橡胶材料形成一体的带有配件的橡胶部件的制造方法,包括在形成上述锆系化学膜之前,对配件表面脱脂后,进行喷丸处理,该喷丸处理面脱脂后,进行水洗的工序和上述锆系化学膜形成后,经过水洗后使其干燥的工序。
本发明人着眼于以锆系化学膜对配件等金属可以实现优良的密合性、即使是薄的厚度也可以实现防腐蚀性以及可以实现对橡胶硫化时的热也稳定的耐热性,进行重复研究的结果,发现锆系化学膜除上述特性外,由于是非结晶性的,即使对于配件进行缩径加工等也可以实现良好的跟随性,从而实现了本发明。这样的锆系化学膜的形成,在顺序地进行配件表面的脱脂、喷丸处理、再次的脱脂以及水洗后进行。然后,上述锆系化学膜形成后,实施水洗以及干燥。
本发明的带有配件的橡胶部件先在配件表面上形成锆系化学膜作为防腐蚀化学膜,该锆系化学膜在对配件可以实现良好的密合性的同时,对于配件的变形也可以实现良好的跟随性。因此,尽管配件由于缩径加工等变形,锆系化学膜上也不产生裂纹,本发明的带有配件的橡胶部件可以实现良好的防腐蚀性。
另外,本发明的带有配件的橡胶部件的制造方法中,在配件表面上形成锆系化学膜,由于该锆系化学膜形成之前,在配件表面脱脂后进行喷丸处理,该喷丸处理面脱脂后,进行水洗,所以锆系化学膜在对配件可以实现良好的密合性的同时,对于配件的变形也可以实现良好的跟随性。进一步,由于随后上述锆系化学膜形成后,经过水洗进行干燥,所以和橡胶材料牢固地进行一体化。
附图简单说明
图1是显示本发明的带有配件的橡胶部件的一个实施方式的圆筒状的绝缘管的纵断面图。
图2是显示上述圆筒状绝缘管的重要部分的扩大断面图。
图3是显示盐水喷雾试验中所使用的试验样品的正面图。
符号说明
1防振橡胶
2内筒配件
A锆系化学膜
B粘结剂层
具体实施方式
下面,根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1所示的纵断面图显示本发明的带有配件的橡胶部件的一种实施方式。该实施方式中,作为本发明的带有配件的橡胶部件的一个例子,对汽车用的圆筒状绝缘管进行了说明。该圆筒状绝缘管,是在圆筒状的防振橡胶(橡胶材料)1的内圆周面上,圆筒状的内筒配件(配件)2同轴地粘结一体化的同时,在上述圆筒状的防振橡胶1的外圆周面上,圆筒状的外筒配件(配件)3同轴地粘结一体化。
然后,在上述内筒配件2和防振橡胶1的界面部分,如图2所示的扩大图那样,在内筒配件2的整个表面上,连接形成有锆系化学膜A,在该锆系化学膜A的外圆周面上,连接形成有粘结剂层B,在该粘结剂层B的外圆周面上,连接形成有上述防振橡胶1。对于外筒配件3和防振橡胶1的界面部分,也和上述同样。这样,带有配件的橡胶部件(圆筒状绝缘管等),在橡胶材料(防振橡胶1等)和配件(内筒配件2以及外筒配件3等)的界面的配件的表面部分上形成了锆系化学膜A,这是本申请发明的特征。
这样的圆筒状绝缘管,例如,可以如下述那样制作,即,首先,准备内筒配件2和外筒配件3,通过将内筒配件2以及外筒配件3浸渍在加热的碱脱脂液中,对各自的整个表面进行脱脂。接着,对内筒配件2以及外筒配件3的整个表面进行喷丸处理使其表面粗糙化(十点平均粗糙度(Rz)为10-30μm左右)。然后,在进行和上述一样的脱脂后,在水洗槽中进行水洗。接着,将这些内筒配件2以及外筒配件3浸渍在化学处理液中(45-70℃×1-10分钟左右),在内筒配件2以及外筒配件3的整个表面上形成锆系化学膜A(以锆原子量换算,膜质量为10-100mg/m2左右)。然后,将这些内筒配件2以及外筒配件3从上述化学处理液中取出,在水洗槽中进行水洗后,使其干燥(80-100℃×3-20分钟左右)。接下来,在内筒配件2的外圆周面以及外筒配件3的内圆周面上,通过喷涂等涂布粘结剂,形成粘结剂层B(厚度5-20μm左右)。然后,在成型用的模具中同轴配置这些内筒配件2以及外筒配件3,在内筒配件2和外筒配件3和模具所围成的成形空间内填充形成上述防振橡胶1用的未硫化的橡胶,其后,硫化(140-200℃×5-60分钟左右)。然后,脱模后,从外筒配件3的外圆周面加压,对外筒配件3进行缩径加工(缩径至外筒配件3的外径的10%左右)。这样就可以制作出上述圆筒状的绝缘管。
这样得到的圆筒形绝缘管,锆系化学膜A与内筒配件2以及外筒配件3牢固地密合。而且,锆系化学膜A即使厚度薄(如上所述那样以锆原子量换算,膜质量为10-100mg/m2左右的厚度),也可以发挥优良的防腐蚀性。另外,锆系化学膜A是非结晶性的,所以在上述圆筒状绝缘管的制作中,如上所述的那样,即使对外筒配件3进行缩径加工,也可以跟随它的变形,在锆系化学膜A上不会生成裂纹。因此,上述圆筒状绝缘管可实现优良的防腐蚀性。其结果,内筒配件2和以及外筒配件3和防振橡胶1之间的粘结性可以长时间得到维持,进而上述圆筒状绝缘管的防振功能可以长时间得到维持。
下面,对上述制造方法中所使用的防振橡胶1、内筒配件2以及外筒配件3的形成材料、以及为形成锆系化学膜A所使用的上述化学处理液及粘结剂层B的材料等进行说明。
作为上述防振橡胶1的形成材料,通常可使用下述材料。例如,可举出天然橡胶(NR)、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、羧基改性NBR、氯丁二烯橡胶(CR)、乙烯丙烯橡胶(EPM、EPDM)、马来酸改性EPM、丁基橡胶(IIR)、卤化IIR、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氟橡胶(FKM)、丙烯酸类橡胶、表氯醇橡胶等。这些可以单独使用,也可以2种以上并用。再有,根据需要的性能,在上述材料中可适当添加炭黑等补强剂、硫化剂、硫化促进剂、润滑剂、助剂、增塑剂、防老化剂等。
上述内筒配件2以及外筒配件3的金属材料没有特别限定,例如,可举出铝、铁、不锈钢等。
在形成上述锆系化学膜A中所使用的化学处理液是含有氟化氢和锆化合物的pH为3-5的水溶液。该化学处理液中的锆的浓度通常设定为1-10重量%的范围内。
在形成上述粘结剂层B中所使用的粘结剂没有特别的限定,通常可使用市售品。例如,可举出ケムロツク205(LORD社制造),ケムロツク6108(LORD社制造)等。这些可单独使用,也可以2种以上并用。
再有,上述实施方式中,作为本发明的带有配件的橡胶部件,对汽车用的圆筒状绝缘管进行了说明,但并不限定于此,可举出可用于汽车或运输机械(飞机、叉式起重机、汽车挖土机、吊车等产业用运送车辆、铁路车辆等)等的圆筒状以外形状的绝缘管、发动机座、马达座等、或者产业机械等的各种各样的机械中所使用的防振部件等。即,配件的形状不限定于圆筒状,有平板状、波形状等各种形状。这些形状的配件中,常用在上下的配件之间夹着橡胶材料的三明治形状,但只在上下的任何一方上设置配件也可以。
下面,对于实施例和以往例及比较例一起进行说明,但是,本发明并不限定于下述的实施例。
实施例1
为了制作图3所示的试验样品,准备了下述的配件,防振橡胶11形成用的未硫化橡胶等。
[配件]
准备由铝材ADC12制成的圆板(直径35.7mm)12两枚,各圆板12的一面的中心通过焊接设立螺杆13。
[未硫化橡胶]
通过将天然橡胶100重量份、HAF炭黑(东海碳社制造,シ一スト3)35重量份、氧化锌(堺化学工业社制造,氧化锌1种)5重量份、硬脂酸(花王社制造,ル一ナツクS-30)2重量份、硫化促进剂(住友化学社制造,ソクシノ一ルCZ)0.7重量份和硫磺(鹤见化学工业社制造,サルフアツクス200S)2份使用捏合机以及混练辊机进行混炼,制备未硫化橡胶。
[形成锆系化学膜用的化学处理液]
准备パ一ルコ一ト3796(日本パ一カライジング社制造)。
[锆系化学膜的形成]
首先,通过将上述各配件的整个表面浸渍在加热至60℃的碱脱脂液中进行脱脂。接着,对脱脂的整个表面进行喷丸处理使表面粗糙化(十点平均的粗糙度(Rz)为20μm)。接着,与上述同样进行脱脂后,在水槽中进行水洗。然后,浸渍在形成上述锆系化学膜用的化学处理液中(50℃×3分钟),形成锆系化学膜(以锆原子量换算,膜质量为50mg/m2)。接着,从该化学处理液中取出,在水洗槽中水洗后,使其干燥(80℃×10分钟)。再有,上述十点平均粗糙度(Rz)用表面粗度计(东京精密社制造,サ一フコム1400D)进行测定。另外,锆系化学膜的膜质量通过用荧光X射线分析装置(岛津制作所制造,EDX900-HS)进行测定,利用预先作成的校正曲线换算为锆原子量算出。
[试验样品的制作]
首先,在上述锆系化学膜形成的各配件中没有设立螺杆13一侧的整个面上通过喷涂涂布粘结剂ケムロツク205(LORD社制造)后,进一步,通过喷涂涂布粘结剂ケムロツク6108(LORD社制造)。其后,使其干燥(60℃×10分钟),形成粘结剂层(厚度为20μm)。然后,使用成型用模具在2个配件的圆板12之间的成形空间内,填充上述未硫化橡胶,通过加压硫化(150℃×20分钟)。通过这样圆柱状的防振橡胶(厚度为15mm)11与上述两个配件同轴地形成一体,得到图3所示的试验样品。
实施例2
在制作图3所示的试验样品时,在上述实施例1中,使配件的圆板为用铁材料SPHC制成的。另外,作为用于形成锆系化学膜的化学处理液,使用サ一フダインEC 3200(日本ペイント社制造),形成锆系化学膜(以锆原子量换算,膜质量为100mg/m2)。除此以外,与实施例1同样操作,制作试验样品。
以往例1
在上述实施例1中,形成铬酸盐化学膜(以铬原子量换算,膜质量为100mg/m2)来代替形成锆系化学膜。在该铬酸盐化学膜的形成中,作为化学处理液使用ケミボンダ一334(日本シ一·ビ一·ケミカル社制造)。除此以外与实施例1同样操作。
[比较例1]
在上述实施例1中,不进行锆系化学膜的形成。除此以外与实施例1同样操作。
[比较例2]
在上述实施例2中,形成磷酸锌化学膜(膜质量为5g/m2(利用溶出法测定))来代替形成锆系化学膜。在该磷酸锌化学膜的形成中,作为化学处理液使用ケミボンダ一5020(日本シ一·ビ一·ケミカル社制造)。除此以外与实施例2同样操作。
[比较例3]
在上述实施例2中,不进行锆系化学膜的形成。除此以外与实施例2同样操作。
[初期粘结性]
将如此操作得到的实施例1、2,以往例1、比较例1-3的各试验样品的配件的螺杆13固定在拉伸试验机上,在轴向(箭头X的方向)拉伸。然后,测定拉伸强度,一并示于下述的表1、2中。再有,该拉伸试验的结果,不管哪一个,断裂面的100%都是防振橡胶11。
[盐水喷雾试验后的粘结性]
使上述各试验样品的防振橡胶11在轴向伸长25%(在箭头X方向拉伸),在端面用切刀C切出缺口的状态下,放置于温度35℃、湿度95%RH的气氛环境下,对于各试验样品连续喷雾浓度为5%的氯化钠水溶液1000小时。其后,测定剥离率(防振橡胶11剥离的面积的比例),一并示于下述表1、2中。
[化学膜的跟随性]
和上述实施例1、2、以往例1、比较例2同样操作,在和各例中所用配件相同材料(铝材ADC12或铁材SPHC)制成的长方形状的平板[60mm×25mm×3mm(厚度)]上形成各化学膜,在各化学膜上,在10mm×10mm中,以1mm的间隔切割成棋盘格状的网格,形成100个1mm×1mm的方格(枡目)。然后,根据JIS K5400(俄里克森试验方法),使形成上述方格的部分凸起变形。接着,在烘箱中进行150℃×20分钟的加热处理(假定形成防振橡胶11时的硫化时的热负荷的处理)。接下来,在形成上述方格的部分涂布粘结剂(ケムロツク205,LORD社制造),使其干燥后,依据JIS K5400进行胶带剥离试验(将胶带粘贴后,剥掉)。然后,数出上述100个方格中没有移向上述胶带而残留在平板表面上的方格数,一并记载在下述的表1、2中。该值(残留在平板表面上的方格数)越多,化学膜的密合性越高,可以判定对于变形的跟随性越高。
表1
实施例1 | 以往例1 | 比较例1 | |
配件的材料 | 铝材(ADC12) | ||
化学膜 | 锆系 | 铬酸盐系 | - |
化学处理液的有害性 | 无 | 有 | - |
初期粘结强度(断裂面) | 12.5MPa(防振橡胶100%) | 12.2MPa(防振橡胶100%) | 12.1MPa(防振橡胶100%) |
盐水喷雾试验后的粘结性 | 剥离率:0% | 剥离率:0% | 剥离率:100% |
变形跟随性 | 100 | 90 | - |
表2
实施例2 | 比较例2 | 比较例3 | |
配件的材料 | 铁材(SPHC) | ||
化学膜 | 锆系 | 磷酸锌系 | - |
化学处理液的有害性 | 无 | 无 | - |
初期粘结强度(断裂面) | 12.7MPa(防振橡胶100%) | 12.5MPa(防振橡胶100%) | 12.3MPa(防振橡胶100%) |
盐水喷雾试验后的粘结性 | 剥离率:0% | 剥离率:0% | 剥离率:100% |
变形跟随性 | 100 | 70 | - |
从上述表1、2的结果可知,实施例1、2的锆系化学膜,其化学处理液无害,而且,对变形的跟随性好。另外,作为化学处理液中无害的化学处理液,还有形成磷酸锌系化学膜的场合(比较例2),但对于变形的跟随性不太好。
Claims (4)
1.带有配件的橡胶部件,其是配件和橡胶材料通过配件表面的防腐蚀用化学膜形成一体的带有配件的橡胶部件,其特征在于,上述防腐蚀用化学膜是锆系化学膜。
2.权利要求1所述的带有配件的橡胶部件,其是使上述配件形成为圆筒状,使形成上述锆系化学膜的圆筒状配件缩径而形成。
3.带有配件的橡胶部件的制造方法,其是在配件表面上形成防腐蚀用的锆系化学膜后,通过该锆系化学膜使配件和橡胶材料形成为一体的带有配件的橡胶部件的制造方法,其特征在于,包括在上述锆系化学膜形成之前,在配件表面脱脂后进行喷丸处理,该喷丸处理面脱脂后,进行水洗的工序;和在形成上述锆系化学膜后,经过水洗使其干燥的工序。
4.权利要求3所述的带有配件的橡胶部件的制造方法,其中,使上述配件形成为圆筒状,在该圆筒状配件表面上形成上述锆系化学膜后,使该圆筒状配件缩径。
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