JP2004027068A

JP2004027068A - ゴムと金属の加硫接着方法

Info

Publication number: JP2004027068A
Application number: JP2002187042A
Authority: JP
Inventors: Koji Sasamori; 笹森　孝司; Hiroyuki Sano; 佐野　洋之
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】ゴムと金属との加硫接着面における耐熱性、耐温水性、耐塩水性を向上させる。
【解決手段】未加硫ゴム材料と金属との間に接着剤層を介在させ、加熱加圧してゴムを加硫すると同時にゴムと金属とを接着する方法において、ゴムがＥＰＤＭ又はＡＥＭから選択され、金属の表面に塗布する下塗り接着剤として、フェノール樹脂系接着剤を用い、上塗り接着剤として、塩素化ポリエチレンを含有する接着剤を用いる。この製造方法は、自動車のエンジンルーム内に配置されるトーショナルダンパなど、防振ゴムの製造に有用である。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば防振ゴム等の製造において、ゴム材料と金属材料とを加硫接着によって一体化する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
防振ゴムには、種々の構造のものがあり、その一種として、例えば金属製のハブと、金属製の環状質量体（プーリ）との間にゴムを一体的に接着したトーショナルダンパ（ダンパプーリ）等のような、ゴム−金属複合構造のものがある。この場合、ゴムと金属は加硫接着によって接着一体化するのが一般的である。ここで、加硫接着とは、未加硫ゴム材料と金属との間に接着剤層を介在させ、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ことをいう。
【０００３】
従来、防振ゴムの製造において、ゴムと金属の加硫接着には、通常、２液方式が採用されている。２液方式とは、はじめにプライマとして金属の表面に金属と親和性の高い下塗り接着剤を塗布し、その上にカバーコートとして、ゴムと親和性の高い上塗り接着剤を塗布する。下塗り接着剤としては、塩化ゴムをベースとしたものが多く用いられ、上塗り接着剤としては、塩化ゴムや塩素化ポリエチレンをベースとしたものが多い。また、上塗り接着剤は、耐熱性、耐温水性、耐塩水性などの特性を保持するために、鉛を含有するものが一般的である。
【０００４】
一方、自動車のエンジンの高性能化に伴い、エンジンルーム内の雰囲気温度は上昇する傾向にある。特に、エンジン近傍に位置する防振ゴム部品、例えばクランクシャフトの軸端に取り付けられるトーショナルダンパは、使用条件によっては、雰囲気温度が１５０℃の高温状態に達することがある。したがって、このような防振ゴムには、接着剤の耐熱性の向上や、ゴム自体の耐熱性の向上が要求されており、すでに、耐熱接着プライマや、耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れると共に内部発熱の少ないＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）等の耐熱ゴムが採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、上述のように、接着剤やゴムの耐熱性の向上を図ることによって、雰囲気温度上昇に対処することができた。しかし、近年は、騒音低減等のためのエンジンルームの遮蔽化に伴い、新たな問題が指摘されている。
【０００６】
すなわち、エンジンルームに残存する水分により発生する凝縮水は、エンジンルームの温度上昇によって高温の水滴となる。この水滴の温度は、従来は最高６０℃程度といわれていたが、現在では８０℃近くに達するといわれている。また、場合によっては、海岸付近の走行によって海水の一部がエンジンルームに侵入すると、熱によって、エンジンルーム内に塩水が霧化してミスト状に充満することがわかっている。そして、このような高温水滴や塩分の存在によって、これまでのような耐熱接着剤や耐熱ゴムによる仕様では、十分な接着強度を確保できなくなって来ており、金属と下塗り接着剤層との界面でゴムの接着剥離を生じることがあった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、ゴムと金属との加硫接着面における耐熱性、耐温水性、耐塩水性を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るゴムと金属の加硫接着方法は、ゴムの接着剥離が、金属と下塗り接着剤層との界面で生じていることに着目してなされたものであって、下塗り接着剤として、フェノール樹脂系接着剤を用いることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係るゴムと金属の加硫接着方法は、請求項１に記載の方法において、ゴムが、ＥＰＤＭ又はＡＥＭから選択されることを特徴とする。ここで、ＥＰＤＭは、エチレンとプロピレンとジエンとのゴム状共重合体であってエチレン・プロピレンゴムとも呼ばれ、ＡＥＭは、アクリル酸エチル又はアクリル酸エステル類とエチレンとのゴム状共重合体であり、耐熱性に優れている。
【００１０】
請求項３の発明に係るゴムと金属の加硫接着方法は、請求項１又は２に記載の方法において、金属が互いに同心的に配置されるハブ及び環状質量体であり、ゴムを前記ハブと環状質量体の対向面間に加硫接着することによりトーショナルダンパを得るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係るゴムと金属の加硫接着方法の具体的な形態としては、例えば自動車用エンジンのクランクシャフトに取り付けられて、このクランクシャフトに回転時に生じる捩り振動のピークを、共振による動的吸振作用によって低減するトーショナルダンパを製造する場合において実施することができる。トーショナルダンパは、先に説明したように、クランクシャフトの軸端に固定される、鋼材等の金属で製作されたハブと、その外周部に同心的に離間配置され、鋼材等の金属で製作された環状質量体（プーリ）との間を、ゴムで弾性的に連結した構造を備えており、この形態においては、ハブと環状質量体との対向面間にゴムを一体的に加硫接着することによって製造する。
【００１２】
トーショナルダンパの製造におけるゴムの加硫接着工程においては、ゴムの接着対象であるハブの金属表面及び同じく環状質量体の金属表面に、まず錆の除去や、脱脂洗浄など、必要な前処理を施したうえで、プライマとして、金属の表面に金属と親和性が高く、かつ耐熱性、耐温水性及び耐塩水性に優れたフェノール樹脂系の下塗り接着剤を塗布し、その上に、カバーコートとして、ゴムとの親和性が高くかつ耐熱性、耐温水性及び耐塩水ミスト性に優れた塩素化ポリエチレンを含有する上塗り接着剤を塗布する。
【００１３】
次に、ハブ及び環状質量体を、所定のゴム加硫成形金型内に互いに同心的にセットし、ハブにおける上塗り接着剤塗布面と、環状質量体における上塗り接着剤塗布面との間の成形空間に、ＥＰＤＭ又はＡＥＭからなる未加硫ゴムを充填させて、加熱加圧する。これによって、ゴムが環状に加硫成形されると同時に、ハブ及び環状質量体の対向面に加硫接着される。
【００１４】
このようにして製造されたトーショナルダンパは、耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れると共に内部発熱の少ないＥＰＤＭ又はＡＥＭを採用し、及び接着剤としてフェノール樹脂系の下塗り接着剤及び塩素化ポリエチレンを含有する上塗り接着剤を採用したため、エンジンルームに残存する水分により発生する凝縮水が８０℃程度に加熱された高温の水滴や、霧化した塩水に曝されても、下塗り接着剤層との界面で弾性体の接着剥離を生じることがない。
【００１５】
［実施例］
下記の表１は、本発明に係るゴムと金属の加硫接着方法を適用した実施例について、耐熱性、耐温水性及び耐塩水性を、比較例と共に評価した結果を示すものである。評価方法は、表中に記載されているように、耐熱性については１５０℃の雰囲気温度で放置し、耐温水性については６０℃及び８０℃の温水中に浸漬し、耐塩水噴霧性については３５℃の塩水を噴霧し、２４０時間経過後の試料のＲ残存率を測定することにより行った。なお、Ｒ残存率とは、ＪＩＳ−Ｋ６２５６（加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの接着試験方法）における剛板と加硫ゴムの９０度剥離試験、及び平行した二枚の金属板による接着試験で規定されているもので、加硫接着したゴムと金属を剥離させた時にゴムが何％残存しているかによって、接着強度を表すものである。
【表１】

【００１６】
表１において、比較例１は、ゴムとしてＥＰＤＭを用い、下塗り接着剤として塩化ゴム系の接着剤であるケムロック（登録商標）２０５、上塗り接着剤として塩素化ポリエチレン系の接着剤であるケムロック（登録商標）２５２Ｘを用いた。その結果、初期接着強度及び耐熱性は十分であるが、下塗り接着剤層の８０℃での耐温水性と、耐塩水噴霧性が不十分であった。
【００１７】
比較例２は、ゴムとしてＥＰＤＭを用い、下塗り接着剤として塩化ゴム系の接着剤であるケムロック（登録商標）２０５、上塗り接着剤として鉛を含有しない塩素化ポリエチレン系の接着剤であるＸＪ１２６を用いた。その結果、初期接着強度及び耐熱性は十分であるが、下塗り接着剤層の耐温水性と、耐塩水噴霧性が不十分であった。特に、耐温水性については、６０℃の温水に対しても不十分であった。
【００１８】
これに対し、実施例１は、ゴムとしてＥＰＤＭを用い、下塗り接着剤としてフェノール樹脂系の接着剤であるメタロックＰＨ‐５０、上塗り接着剤として塩素化ポリエチレン系の接着剤であるケムロック（登録商標）２５２Ｘを用いた。その結果、初期接着強度及び耐熱性が十分であるのに加え、６０℃及び８０℃の温水に対して十分な接着強度が維持され、塩水噴霧に対しても十分な接着強度が維持されることが確認された。
【００１９】
また、実施例２は、ゴムとしてＡＥＭを用い、下塗り接着剤としてフェノール樹脂系の接着剤であるメタロックＰＨ‐５０、上塗り接着剤として塩素化ポリエチレン系の接着剤であるケムロック（登録商標）２５２Ｘを用いた。その結果、実施例１と同様、初期接着強度及び耐熱性が十分であるのに加え、６０℃及び８０℃の温水に対して十分な接着強度が維持され、塩水噴霧に対しても十分な接着強度が維持されることが確認された。
【００２０】
また、実施例３は、ゴムとしてＥＰＤＭを用い、下塗り接着剤としてフェノール樹脂系の接着剤であるメタロックＰＨ‐５０、上塗り接着剤として鉛を含有しない塩素化ポリエチレン系の接着剤であるＸＪ１２６を用いた。その結果、実施例１と同様、初期接着強度及び耐熱性が十分であるのに加え、６０℃及び８０℃の温水に対して十分な接着強度が維持され、塩水噴霧に対しても十分な接着強度が維持されることが確認された。なお、鉛を含有しない塩素化ポリエチレン系のＸＪ１２６による上塗り接着剤は、比較例２の評価結果からわかるように、耐温水性及び耐塩水性が不十分であるが、実施例３においては、耐温水性及び耐塩水性に優れたフェノール樹脂系の下塗り接着剤が、上塗り接着剤の耐温水性及び耐塩水性を補償しているものと考えられる。
【００２１】
すなわち、上述の評価結果、実施例１〜３及び比較例１，２は、いずれも、１５０℃での十分な耐熱性が得られたが、耐温水性及び耐塩水性については、下塗り接着剤としてフェノール樹脂系接着剤を用い、上塗り接着剤として塩素化ポリエチレン系の接着剤を用いた実施例１〜３において十分な結果が得られるのに対し、比較例１，２は耐温水性及び耐塩水性が不十分であった。
【００２２】
なお、上述の評価では、金属としてＳＰＣＣ（鋼板）を用いたが、鋳鉄やアルミニウムなど、防振ゴム等に用いられる他の金属に対しても、同様の効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るゴムと金属の加硫接着方法によれば、金属の表面に塗布する下塗り接着剤としてフェノール樹脂系接着剤を用い、上塗り接着剤として塩素化ポリエチレンを含有する接着剤を用いることによって、ゴムと金属との接着界面における耐熱性はもとより、耐温水性、耐塩水性を向上させ、高い接着耐久性を得ることができる。
【００２４】
請求項２の発明に係るゴムと金属の加硫接着方法によれば、ゴムが、ＥＰＤＭ又はＡＥＭからなるため、ゴム自体の耐熱性を向上させることができる。
【００２５】
請求項３の発明に係るゴムと金属の加硫接着方法によれば、ハブ及び環状質量体とゴムとの接着界面における耐熱性、耐温水性、耐塩水性に優れ、エンジンルームに残存する水分により発生する凝縮水が加熱された高温の水滴や、霧化した塩水に曝されても、下塗り接着剤層との界面でゴムの接着剥離を生じることのないトーショナルダンパを得ることができる。

Claims

未加硫ゴム材料と金属との間に接着剤層を介在させ、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方法において、金属の表面に塗布する下塗り接着剤として、フェノール樹脂系接着剤を用い、上塗り接着剤として、塩素化ポリエチレンを含有する接着剤を用いることを特徴とするゴムと金属の加硫接着方法。
ゴムが、ＥＰＤＭ又はＡＥＭから選択されることを特徴とする請求項１に記載のゴムと金属の加硫接着方法。
金属が互いに同心的に配置されるハブ及び環状質量体であり、ゴムを前記ハブと環状質量体の対向面間に加硫接着することによりトーショナルダンパを得ることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴムと金属の加硫接着方法。