JP2001277366A - ゴムと金属との加硫接着方法 - Google Patents

ゴムと金属との加硫接着方法

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JP2001277366A
JP2001277366A JP2000091795A JP2000091795A JP2001277366A JP 2001277366 A JP2001277366 A JP 2001277366A JP 2000091795 A JP2000091795 A JP 2000091795A JP 2000091795 A JP2000091795 A JP 2000091795A JP 2001277366 A JP2001277366 A JP 2001277366A
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adhesive
rubber
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vulcanization
adhesion
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Shingo Iiizumi
信吾 飯泉
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温環境下や腐食環境下での使用においても
金属とゴムとの接着界面剥離の問題がなく、高温のエン
ジンルーム等で使用される耐熱性ダイナミックダンパー
等の製造に好適なゴムと金属との加硫接着方法を提供す
る。 【解決手段】 金属をリン酸鉄系化成処理剤によって化
成処理を施した後、加硫接着する。好ましくは、この金
属に下塗り接着剤を塗布した後上塗り接着剤を塗布し、
未加硫ゴムを当接して加熱加圧することにより加硫同時
接着する。特に好ましくは、この下塗り接着剤としてハ
ロゲン化ポリマーを含まない下塗り接着剤を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はゴムと金属との加硫
接着方法に係り、特に、接着剤二液塗工式で金属とゴム
との加硫同時接着により、防振ゴム、とりわけ高温環境
下で使用されるダイナミックダンパーを製造するのに好
適なゴムと金属との加硫接着方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、金属−ゴム複合製品の製造方法と
して、金属をリン酸亜鉛系処理剤によって化成処理した
後、金属と未加硫ゴムとを接着剤を介して加熱加圧して
ゴムを加硫すると共にゴムと金属とを接着する加硫同時
接着法による製造法がある。
【0003】このようなゴムと金属の加硫接着方法とし
ては、一般に、1つの接着剤を用いる接着剤一液塗工式
と、金属表面にプライマーとして下塗り接着剤を塗布し
た後、更に上塗り接着剤を塗布する接着剤二液塗工式と
があり、汎用ゴムと金属の加硫同時接着では、二液塗工
式が広く用いられている。この二液塗工式の場合、上塗
り接着剤としては、塩素化天然ゴム、塩素化ポリエチレ
ン、クロロスルホン化ポリエチレン等のハロゲン化ポリ
マー、又はこれらのハロゲン化ポリマーの混合物を主成
分とし、これに造膜性に優れるポリマー又は架橋剤等を
配合したものが一般的に使用されている。一方、下塗り
接着剤としては、各種金属との接着力を確保するための
フェノール樹脂を主成分とし、また、上塗り接着剤との
良好な接着を図るために、上塗り接着剤の主成分と同様
のハロゲン化ポリマーを配合したものが用いられてい
る。
【0004】ところで、自動車等のエンジンの近傍に、
防振ゴムとして設けられるダイナミックダンパーにあっ
ては、エンジンの回転による発熱で非常な高温環境下に
晒されることから、高度な耐熱性が要求されている。こ
の耐熱性の程度は、ユーザーによって差はあるものの、
200℃程度の超高温での使用にも耐え得るダイナミッ
クダンパーが要求される場合もある。
【0005】このような超高温下における耐熱性を確保
するためには、ゴム材質自体に耐熱性があり、高温でも
分子鎖破壊を生じないこと、また、ゴムと金属との接着
部についても十分な耐熱性があり、高温環境下でも接着
界面剥離が生じないことが望まれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来、ゴム材質につい
てはEPDM等の耐熱ゴムが開発されているが、接着界
面剥離については十分な対策が講じられておらず、未加
硫ゴムと各種金属とを、従来の二液塗工型加硫接着剤を
適用して接合した金属−ゴム複合製品を100℃以上の
高温環境下や塩水環境下で使用した場合、ゴムと金属と
の間で接着界面剥離が生じている。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決し、高温
環境下や腐食環境下での使用においても金属とゴムとの
接着界面剥離の問題がなく、高温のエンジンルーム等で
使用される耐熱性ダイナミックダンパー等の製造に好適
なゴムと金属との加硫接着方法を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のゴムと金属との
加硫接着方法は、金属と未加硫ゴムとを接着剤を介して
加熱することにより、ゴムを加硫すると共に、ゴムと金
属とを接着するゴムと金属との加硫接着方法において、
該金属をリン酸鉄系処理剤によって化成処理しておくこ
とを特徴とするものである。
【0009】本発明者は、ゴムと金属との加硫接着方法
について研究を重ねた結果、金属の化成処理として、従
来のリン酸亜鉛系処理剤による化成処理の代わりに、リ
ン酸鉄系処理剤によって化成処理した場合、高温環境下
及び塩水環境下でも優れた接着特性を有した接着特性が
得られることを見出した。本発明はかかる知見に基づい
て創案されたものである。
【0010】本発明においては、接着剤として金属に下
塗り接着剤を塗布した後上塗り接着剤を塗布するように
し、且つこの下塗り接着剤としてハロゲンを含まない接
着剤を用いることが好ましい。
【0011】即ち、高温環境下におけるゴムと金属との
接着界面剥離を防止すべく鋭意検討を重ねた結果、この
接着界面剥離は、ゴム/上塗り接着剤との間の剥離(R
C剥離)と、金属と下塗り接着剤との間の剥離に大別さ
れ、このうち、ゴム/上塗り接着剤間の剥離はゴム配合
を調整することにより改善し得るが、金属/下塗り接着
剤間の剥離は従来技術では防止し得ないことを知見し
た。そして、金属/下塗り接着剤間の剥離の原因につい
て更に検討を重ねた結果、上塗り接着剤の主成分である
ハロゲン化ポリマーから発生するハロゲン化合物が、高
温条件下において下塗り接着剤を透過して浸出し、金属
/下塗り接着剤間に到達して金属/下塗り接着剤間の接
着力を弱めることが、金属/下塗り接着剤間の剥離の原
因であること、下塗り接着剤としてハロゲン元素、特に
塩素を含有しない接着剤を用いることにより、上塗り接
着剤からのハロゲン化合物の浸透が防止され、これによ
り金属/下塗り接着剤間の接着界面剥離が防止されて耐
高温接着性が飛躍的に改善されることを見出した。
【0012】本発明において、上塗り接着剤としては、
ハロゲン化ポリマーを含む接着剤が用いられる。また、
ゴムとしては特に耐熱性に優れるEPDM(エチレン−
プロピレン−ジエンゴム)等の合成ゴムが好適であり、
EPDMと他のゴムとのブレンド物であってもよい。
【0013】このような本発明の方法は、ダイナミック
ダンパー、特に、エンジンルーム等の高温環境下で使用
されるダイナミックダンパーの製造に好適である。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。
【0015】本発明においては、接着しようとする金属
のゴム接着予定面を、まずリン酸鉄系処理剤によって化
成処理する。このリン酸鉄系処理剤としては、市販の処
理剤、例えば、ケミボンダー1304(日本シー・ビー
・ケミカル株式会社製)などが好適である。化成処理の
方法としては、上記のリン酸鉄系処理剤の55〜65g
/リットルの温水溶液(例えば約60℃)に7〜10分
間浸漬し、その後、水洗及び乾燥する方法が好適であ
る。
【0016】次いで、この金属の接着予定面に好ましく
は下塗り接着剤を塗布した後上塗り接着剤を塗布し、こ
の接着剤塗布面に未加硫ゴムを当接して加熱加圧する。
【0017】本発明において、下塗り接着剤としては、
特に制限はないが、ハロゲンを含まないものであること
が望ましく、具体的には、ハロゲン化ポリマーを含まな
い東洋化学研究所製「メタロックPH−50」、「メタ
ロックPA3375」等を用いることができる。このよ
うな下塗り接着剤は、必要に応じてメチルエチルケト
ン、アセトン等の適当な溶剤で希釈して金属面に塗布さ
れる。
【0018】下塗り接着剤としてハロゲン元素、特に塩
素を含まない接着剤を用いることにより、上塗り接着剤
のハロゲン化合物が下塗り接着剤−金属間の接着を弱め
ることによるゴムと金属の間の接着界面剥離を有効に防
止することができるが、下塗り接着剤の塗布膜厚が薄過
ぎると上塗り接着剤の主成分であるハロゲン化ポリマー
から発生するハロゲン化合物が、下塗り接着剤−金属界
面へ到達するのを遮蔽することが困難となるため、下塗
り接着剤の塗布膜厚は平均して1μm以上とするのが好
ましく、特に2μm以上、とりわけ5μm以上とするの
が好ましい。
【0019】なお、この塗布膜厚は過度に厚くても効果
に差異はみられず、徒にコストアップを招くため下塗り
接着剤の塗布膜厚は30μm以下とするのが好ましい。
【0020】下塗り接着剤上に塗布する上塗り接着剤と
しては、従来一般的に上塗り接着剤として用いられてい
るハロゲン化ポリマー系の接着剤、例えば、ロード社製
「ケムロック252H」、MORTON社製「シクソン
511−T」、「シクソンOSN−11」等が適用され
る。
【0021】上塗り接着剤の塗布膜厚は、接着力及び経
済性の面から5〜30μm程度とするのが好ましい。
【0022】なお、本発明においては、リン酸鉄系化成
処理剤による化成処理に先立ち、金属表面にブラスト処
理、有機溶剤による脱脂処理等の適当な清浄化処理を施
し、錆、油分、水分、汚れ等を予め除去しておくことが
好ましい。
【0023】金属に下塗り接着剤と上塗り接着剤とを塗
布した後は、未加硫ゴムを当接し、加熱加圧することに
より、ゴムを加硫すると共に金属とゴムとを接着する。
【0024】この加熱加圧条件は、ゴムの加硫温度等に
よって適宜決定されるが、通常の場合、120〜200
℃、0.5〜10MPaで5〜200分程度とされる。
【0025】また、ゴムとしても特に制限はなく、天然
ゴム、又は各種の合成ゴム或いはこれらのゴムを2種以
上混合したブレンドゴムが挙げられるが、耐熱用途には
EPDM等の合成ゴムがよく用いられる。これらのゴム
は、カーボンブラック、老化防止剤、架橋剤等、通常の
ゴム用添加剤を配合したゴム組成物として適用される。
【0026】本発明の方法は、自動車のエンジンルーム
内に設置されるダイナミックダンパー及びトーショナル
ダンパー、更には排気系近傍に設置されるゴム部品等各
種の耐熱接着性が要求される防振ゴムの製造に極めて有
効であり、下塗り接着剤を選定するのみで、従来の製造
方法に従って容易かつ効率的に防振ゴムを製造すること
ができる。
【0027】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0028】実施例1 25mm×60mm×2.3mmの金属片:鋼材(SP
CC)を有機溶剤により脱脂・洗浄処理した後、この表
面に乾式ブラスト処理を施して除錆した。次いで、リン
酸鉄系化成処理剤としてケミボンダー1304(日本シ
ー・ビー・ケミカル株式会社製)の60g/リットルの
60℃溶液に10分浸漬し、次いで十分に水洗いした
後、乾燥した。
【0029】その後、下塗り接着剤としてハロゲン化ポ
リマーを含まない「メタロックPH−50」(東洋化学
研究所製)を塗布した。塗布膜厚は平均で15μmとし
た。この下塗り接着剤を乾燥させた後、上塗り接着剤と
して「ケムロック252H」(ロード社製)を塗布膜厚
15μmとなるように塗布し、乾燥させた。
【0030】接着剤を塗布した金属片と、合成ゴム(E
PDM)にカーボンブラック、架橋剤等を配合したゴム
組成物よりなる未加硫ゴムを積層し、金型で160℃、
5MPa、60分の条件で加熱加圧して加硫同時接着す
ることにより、JIS K6256に準ずる接着試験片
を作製した。
【0031】この試験片について、160、170、1
80、190、200、210、220、230、24
0、250℃でそれぞれ30分加熱した後に冷却し、J
ISに規定された90度剥離試験を実施し、接着剤と金
属とが剥離せず、ゴム破壊になる上限温度を調べ、結果
を表1に示した。
【0032】実施例2 下塗り接着剤として塩素を含むケムロック205(ロー
ド社製)を用いたこと以外は同様にして試験片を作成
し、同様の剥離試験を行った。結果を表1に示す。
【0033】比較例1 実施例1において、化成処理剤をリン酸亜鉛系のケミボ
ンダー5008(日本シー・ビー・ケミカル株式会社
製)の70g/リットルの70℃溶液としたこと以外は
同様にして試験片を作成し、同様の剥離試験を行った。
結果を表1に示す。
【0034】比較例2 実施例2において、金属の化成処理として比較例1と同
様のリン酸亜鉛系化成処理を施したこと以外は同様にし
て試験片を作成し、同様の剥離試験を行った。結果を表
1に示す。
【0035】比較例3 実施例2において、金属に化成処理を施す代わりに乾式
ブラスト処理を施したこと以外は同様にして試験片を作
成し、同様の剥離試験を行った。結果を表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】表1より、本発明によれば、高温条件下で
の接着界面剥離を防止して、高い耐熱接着耐久性を得る
ことができることがわかる。
【0038】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のゴムと金属
との加硫接着方法によれば、高温環境下や腐食環境下に
暴露された場合においても、接着界面の剥離を発生する
ことなく、高い耐熱接着耐久性を有する防振ゴム等の金
属ゴム接合体を得ることができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属と未加硫ゴムとを接着剤を介して加
    熱することにより、ゴムを加硫すると共に、ゴムと金属
    とを接着するゴムと金属との加硫接着方法において、 該金属をリン酸鉄系処理剤によって化成処理しておくこ
    とを特徴とするゴムと金属との加硫接着方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、該接着剤として金属
    に下塗り接着剤を塗布した後上塗り接着剤を塗布する方
    法であって、 該下塗り接着剤としてハロゲンを含まない接着剤を用い
    ることを特徴とするゴムと金属との加硫接着方法。
  3. 【請求項3】 請求項2において、下塗り接着剤の塗布
    膜厚が2μm以上であることを特徴とするゴムと金属と
    の加硫接着方法。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3において、上塗り接着剤
    がハロゲン化ポリマーを含む接着剤であることを特徴と
    するゴムと金属との加硫接着方法。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項におい
    て、ゴムがEPDM又はEPDMと他のゴムとのブレン
    ド物であることを特徴とするゴムと金属との加硫接着方
    法。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか1項におい
    て、防振ゴムの製造に適用されることを特徴とするゴム
    と金属との加硫接着方法。
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Cited By (4)

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