JP2002243629A - 低金型汚染性加硫接着剤の評価方法 - Google Patents

低金型汚染性加硫接着剤の評価方法

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JP2002243629A
JP2002243629A JP2001033728A JP2001033728A JP2002243629A JP 2002243629 A JP2002243629 A JP 2002243629A JP 2001033728 A JP2001033728 A JP 2001033728A JP 2001033728 A JP2001033728 A JP 2001033728A JP 2002243629 A JP2002243629 A JP 2002243629A
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Takanori Sugiura
隆典 杉浦
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム・金属複合体の製造に適した金型汚染性
の低い加硫接着剤を選別するための加硫接着剤の評価方
法の提供。 【解決手段】 金属基板を被試験加硫接着剤を塗布した
金属基板の面に対向させて、所定の温度及び時間加熱処
理した後、前記加硫接着剤塗布金属基板を取り除き、さ
らに被試験加硫接着剤を塗布した別の金属基板の接着剤
塗布面に対向させて所定の温度及び時間加熱処理する工
程を複数回繰り返した後、加硫接着剤塗布金属基板を取
除いた金属基板上で未加硫ゴムを加熱加硫し、ついで金
属基板と加硫ゴムとの剥離強度を測定して、特定の剥離
強度以下のものを金型汚染性の低い接着剤とする加硫接
着剤の評価方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムと金属との複
合体(ゴム・金属複合体)の製造に適した金型汚染性の
低い加硫接着剤を選別する加硫接着剤の評価方法に関す
る。
【0002】
【背景技術】金属・ゴム複合体は、一般に、所定の形状
の金属表面に下塗の接着剤(プライマー)の上に上塗接
着剤(カバーコート)を塗布し、その上に未加硫ゴムを
積層し金型内で加熱して未加硫ゴムの加硫成形と同時に
金属とゴムとを加硫接着する方法により製造されてい
る。
【0003】この方法では金型は繰り返し使用される
が、使用回数と共に金型内表面の汚染がひどくなって汚
染部分でゴムが剥がれ難くなり、最終的にはゴムが欠肉
した不良品が発生することがある。不良品発生の頻度は
金型材料、金属、ゴム、加硫接着剤の種類や加硫条件に
依るが、特に加硫接着剤の種類および加硫条件により大
きく影響を受けるため、汚染性を予測することは困難で
ある。そこで、対策として同一の金型を複数個用意して
おいて、汚染の度合いをみて金型を交換することが行わ
れている。通常、金属・ゴム複合体の製造では、数日で
金型が汚染されてしまうため、短い頻度のメンテナンス
が必要となり、生産コストの上昇に結びついていた。
【0004】金型の汚染は、ゴム加硫工程で使用される
接着剤の揮散成分、特に上塗接着剤由来の揮散ガスが金
型表面に吸着することにより生じるものと考えられる。
例えば、本発明者らは、加硫接着剤の一つについて揮散
ガスを分析したところ、加硫接着剤に配合されているp
−ジニトロソベンゼン(架橋剤)が酸化されて生成する
p−ジニトロベンゼンおよびN,N’−m−フェニレン
ジマレイミド(架橋助剤)が分解して生成するフェニレ
ンジマレイミドを検出したが、このような揮散成分が金
型に吸着し汚染源となっているものと考えられる。
【0005】金型の汚染性の低い加硫接着剤を、容易に
選別できる評価方法があれば、金属・ゴム複合体生産時
における金型の保守管理(メンテナンス)が容易になる
が、これまでそのような評価方法は知られていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、ゴム・金属複合体の製造に適した金型汚染性の低い
加硫接着剤を選別するための加硫接着剤の評価方法を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑み鋭意検討し、加硫接着剤の金型の汚染性を容易に評
価し選別できる方法を開発した。すなわち、本発明は、
以下の金型汚染性の低い加硫接着剤を選別するための加
硫接着剤の評価方法に関するものである。
【0008】1.ゴム・金属複合体の製造に適した金型
汚染性の低い加硫接着剤を選別するための加硫接着剤の
評価方法であって、金属基板を、被試験加硫接着剤を塗
布した金属基板の面に対向させて、所定の温度及び時間
加熱処理した後、前記加硫接着剤塗布金属基板を取り除
き、さらに被試験加硫接着剤を塗布した別の金属基板の
接着剤塗布面に対向させて所定の温度及び時間加熱処理
する工程を複数回繰り返した後、加硫接着剤塗布金属基
板を取除いた金属基板上で未加硫ゴムを加熱加硫し、つ
いで金属基板と加硫ゴムとの剥離強度を測定して、8N
/cm以下の剥離強度のものを金型汚染性の低い接着剤
とする加硫接着剤の評価方法。 2.前記金属基板と加硫ゴムとの剥離強度が、3.5N
/cm以下のものを金型汚染性の低い接着剤とする前記
1に記載の加硫接着剤の評価方法。 3.金属基板が、加硫接着用金型と同一の材料からなる
前記1に記載の評価方法。 4.加熱処理の条件が、160℃〜180℃、3〜20
分間である前記1に記載の評価方法。 5.被試験加硫接着剤を塗布した金属基板の接着剤塗布
面に対向させて加熱処理する回数が3〜5回である前記
1乃至4のいずれかに記載の評価方法。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、金型汚染性の低い加硫接着
剤を選別するための本発明の加硫接着剤の評価方法を、
添付の図1(a)〜(e)を参照しつつ説明する。な
お、以下の手順は、金属板に対するゴムの接着性評価に
関するASTM D429のB法に準じているが、本発
明の方法はASTMのB法の記載に限定されるものでは
ない。
【0010】1)試験用金属基板 ASTM D429のB法に規定される長さ6cm、幅
2.5cm、および厚み1.6mmの金属基板を準備す
る。金属基板の材料としては、金型の材料と同一のもの
を使用することが望ましい。金属基板は、試験前にその
表面をトルエンなどの有機溶剤でふき取り脱脂しておく
ことが好ましい。
【0011】2)上記金属基板1とは別に、同一の形状
・材質の金属基板3を用意し、その一部、例えば中央の
2.5cm×2.5cmの部分に被試験用の加硫接着剤
(プライマーおよびカバーコート)2を塗布する。
【0012】3)金属基板1と被試験加硫接着剤2を塗
布した金属基板3を金型内で、金属基板3の接着剤塗布
面に対向させて(すなわち、重ね合わせてもよいし、1
〜3mm程度の間隙を保つようにしてもよい。)、特定
の温度および時間、例えば170℃で10分間加熱処理
する(図1(a)〜(b))。
【0013】4)ついで、前記加硫接着剤塗布金属基板
を取り除く。この1回の加熱処理操作では金属基板1に
揮散ガスが十分に吸着されず剥離強度が低すぎて正確な
評価ができないので、さらに別の被試験加硫接着剤を塗
布した金属基板の接着剤塗布面に対向させて、さらに1
70℃で10分間加熱処理する工程を繰り返す。この加
熱処理は2〜8回、好ましくは3〜5回行なう。
【0014】ついで、接着剤塗布金属部材3を取り除い
た後(図1(c))、金属基板1の、接着剤塗布金属基
板と対向した汚染面に未加硫ゴム5を加熱加硫する(図
1(d))。加硫するゴムの厚みは、90°剥離試験
(後述する)による強度が測定しやすいようにASTM
D429のB法の規定(6.3 mm)より薄い約1〜3
mm程度とする。
【0015】加熱加硫条件は160℃〜180℃で3〜
20分間程度でよいが、例えば170℃で8分間とする
ことができる。この処理により、金属基板1の、接着剤
塗布金属基板と対向した汚染面に加硫ゴムが接着され
る。
【0016】ついで、加硫接着した金属基板1と加硫ゴ
ム5の剥離強度を測定する。剥離強度の測定は、90°
剥離試験法などにより行うことができる。すなわち、図
1(e)に示すように金属基板1に対して未接着部分の
ゴムを90°の角度に引き起こし、その状態で前記ゴム
部を上方に引き上げ、金属基板とゴムとが剥離したとき
の強度を測定する。この剥離強度は、例えば株式会社東
洋精機製作所製のストログラフ(商品名)を用いて測定
することができる。
【0017】金属基板に対するゴムの接着性評価のAS
TM D429のB法では加硫ゴムの厚みとして6.3
mmという厚みを採用しているが、本発明ではゴムの厚
みを0.5mm〜4mm、好ましくは1〜3mmとす
る。すなわち、90°剥離試験法においては、図2に示
すようにゴムを未接着部分で90°の角度に引き起こし
て剥離強度を測定するが、ゴムの厚みが大きいと金属/
ゴムの界面部でゴムの引張り歪みが固着端部6に大きく
かかり、その歪み力により正確なデータが測定できない
ことがある。
【0018】本発明の評価方法における剥離強度は加硫
接着剤からの揮散ガス吸着部と未加硫ゴムとの接着力の
評価であり、加硫接着剤を用いた金属・ゴムの接着力を
評価するASTM D429のB法に比べて測定する剥
離強度が小さく、ゴムの厚みがあると歪み力の影響を大
きく受けてしまう。一方、ゴムが薄すぎると、ゴム強度
が充分ではないため剥離強度が測れないことがある。
【0019】本発明においては、90°剥離強度の測定
を3回行い、その平均値をもって加硫接着剤の金型汚染
性の評価値とする。
【0020】本発明者らは上記の方法により測定した種
々の評価値を有する被試験加硫接着剤を用いて、金型で
ゴム・金属複合体の製造を繰り返した。その結果、前記
評価値が、8N/cm以下、好ましくは5N/cm以
下、より好ましくは3.5N/cm以下の接着剤が金型
汚染性が低いことを確認した。
【0021】すなわち、一般に使用されている金属・ゴ
ム複合体の加硫接着剤は、本発明方法で測定した場合の
剥離強度は10〜20N/cm程度であり、このような
接着剤を使用した場合には金型汚染性が高く、連続的に
繰り返し生産に使用した場合には数日間で製品不良(ゴ
ム欠肉等)を生じているのが実情である。これに対して
上記評価基準を満たす本発明の加硫接着剤を使用した場
合、金型汚染性が低減し、2週間以上製品不良が発生し
ない。なお、本発明の評価基準を満たすような加硫接着
剤は、実際上加硫接着剤製造メーカにその旨の発注を行
なうことにより適宜供給して貰うことが可能である。
【0022】
【実施例】以下、実施例および比較例を挙げ、本発明を
具体的に説明する。なお、本例で用いた評価用ゴム組成
物は表1に示す通りである。
【0023】
【表1】
【0024】表1中、TMDQ(老化防止剤)は、ポリ
マライズド2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロ
キノリン(Polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroq
uinoline)であり、CBS(加硫促進剤)はN−シクロ
ヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド(N-Cy
clohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamide)である。
【0025】実施例1〜2および比較例 長さ6cm、幅2.5cm、厚み1.6mmの未研磨の
鉄製金属基板(SS41材)の表面をトルエンで脱脂し
た。これと同じ大きさの鉄製部材(SS41材)の表面
に2.5cm×2.5cmの大きさに被試験加硫接着剤
を塗布し、塗布面が前記金属基板に対向するように重ね
合わせた。被試験加硫接着剤としては以下のものを用い
た。 実施例1:出願人の評価基準に合致するよう接着剤メー
カが調製したハロゲン含有ポリオレフィンエラストマー
系の接着剤(改良接着剤A) 実施例2:出願人の評価基準に合致するよう接着剤メー
カが調製したハロゲン含有ポリオレフィンエラストマー
系の接着剤(改良接着剤B) 比較例:ケムロック252X(ロードファーイースト社
製) 上記改良接着剤AおよびBは、塩素化天然ゴム、クロロ
スルフォン化ポリエチレン、二塩基性亜リン酸鉛、カー
ボンブラック、酸化ケイ素およびp−ジニトロソベンゼ
ンを所定の配合比にて調製したものである。
【0026】重ね合わせた試験基板を金型に入れ、17
0℃で10分間加熱した。冷却後、金型から取り出し、
金属基板から前記鉄製部材を取り外し、被試験加硫接着
剤を同様に塗布した別の鉄製部材(6cm×2.5cm
×1.6mm,SS41材)を前記金属基板に重ね合わ
せ、同様に加熱処理した。この処理を3回および5回繰
り返した。その後、金属基板上に表1に示すゴム組成物
を厚みが2mmとなるように塗布した後、金型内で17
0℃で8分間加熱し、ゴム加硫と共に金属基板とゴムと
を接着した。金属基板に加硫ゴムが接着した複合体を用
いて、90°剥離試験を株式会社東洋精機製作所製のス
トログラフ(商品名)により行い、剥離強度を測定し
た。結果を表2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】試験例 実施例1〜2および比較例の加硫接着剤を用い、170
℃、10分の加熱条件で表1に示すゴム組成物と金属基
板(鉄)との金属・ゴム複合体を量産ラインにて製造し
た。その結果、比較例の加硫接着剤を使用した場合は4
日で金型が汚染されゴムの欠肉が生じたが、実施例1お
よび2の加硫接着剤を使用した場合は2週間経過後にお
いてもゴムの欠肉等の製品不良は生じなかった。
【0029】
【発明の効果】本発明の評価方法によれば、ゴム・金属
複合体の製造に適した金型汚染性の低い加硫接着剤を容
易に選別することができる。また、本発明者の方法で評
価される基準を目標にして、接着剤メーカーはゴム・金
属複合体の製造に適した加硫接着剤を容易に調製でき、
またそのような加硫接着剤をゴム・金属複合体の製造に
使用することにより、金型のメンテナンスの頻度を従来
よりも格段に少なくでき、メンテナンス費用の削減及び
生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の金型汚染性評価方法の各工程の概略
を示す図。
【図2】 ゴムが厚い場合の90°剥離試験の状態を示
す説明図。
【符号の説明】
1:金属基板 2:加硫接着剤が塗布された部材 3:加硫接着剤 4:揮散ガスが吸着した部分 5:ゴム 6:固着部分端部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム・金属複合体の製造に適した金型汚
    染性の低い加硫接着剤を選別するための加硫接着剤の評
    価方法であって、 金属基板を、被試験加硫接着剤を塗布した金属基板の面
    に対向させて、所定の温度及び時間加熱処理した後、前
    記加硫接着剤塗布金属基板を取り除き、さらに被試験加
    硫接着剤を塗布した別の金属基板の接着剤塗布面に対向
    させて所定の温度及び時間加熱処理する工程を複数回繰
    り返した後、加硫接着剤塗布金属基板を取除いた金属基
    板上で未加硫ゴムを加熱加硫し、ついで金属基板と加硫
    ゴムとの剥離強度を測定して、8N/cm以下の剥離強
    度のものを金型汚染性の低い接着剤とする加硫接着剤の
    評価方法。
  2. 【請求項2】 前記金属基板と加硫ゴムとの剥離強度
    が、3.5N/cm以下のものを金型汚染性の低い接着
    剤とする請求項1に記載の加硫接着剤の評価方法。
  3. 【請求項3】 金属基板が、加硫接着用金型と同一の材
    料からなる請求項1に記載の評価方法。
  4. 【請求項4】 加熱処理の条件が、160℃〜180
    ℃、3〜20分間である請求項1に記載の評価方法。
  5. 【請求項5】 被試験加硫接着剤を塗布した金属基板の
    接着剤塗布面に対向させて加熱処理する回数が3〜5回
    である請求項1乃至4のいずれかに記載の評価方法。
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