JP2013199076A - ニトリルゴムとブチルゴムとの架橋接着積層体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フレキシブルホース100は、最内層のニトリルゴム層1と、ブチルゴム層2とが順に積層された2層のゴム積層体10を用いて形成され、ブチルゴム層2の外周に繊維補強層3と、最外層のゴム層4とが順に形成されている。ニトリルゴム層1には、ニトリルゴム100重量部に対して、フェノール樹脂が2重量部以上20重量部以下含有され、且つ、エポキシ樹脂が1重量部以上20重量部以下含有されている。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、フレキシブルホース100は、最内層のNBR層1と、IIR層2とが順に積層された2層のゴム積層体10を用いて形成され、このIIR層2の外側に繊維補強層3と、最外層のゴム層4とが順に形成されている。フレキシブルホース100は、自動車等の冷媒輸送用ホースに用いられる。
最内層のNBR層1には、NBRと、フェノール樹脂と、エポキシ樹脂とが含有されている。NBR層1は、ゴム成分であるNBRにより耐油性を示す。
NBRにはアクリロニトリルが含まれ、アクリロニトリル含有量(AN量)により耐油性や低温特性を調整することができる。具体的には、AN量が少なすぎるとNBR層1の耐油性が低下する傾向があり、AN量が多すぎると低温特性が低下する傾向があるので、使用目的や用途に応じてAN量を調整することにより、耐油性と低温特性とのバランスを適宜調整すればよい。また、耐熱性等を向上させるために、水素化されたNBRを用いてもよい。
フェノール樹脂は、主にNBRの架橋剤として用いられるが、NBR層1とIIR層2とを接着させる架橋剤としても用いられる。フェノール樹脂としては、例えば、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられる。
エポキシ樹脂は、架橋助剤であり、NBR層1とIIR層2との界面の粘着性を向上させる。これにより、NBR層1とIIR層2との濡れ性が向上するため、2つのゴム層の接着性を向上させることができる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、ノボラック・エポキシ樹脂等が挙げられる。
シリカ及びDBU塩により、NBR層1とIIR層2との界面の濡れ性がさらに向上するため、NBR層1とIIR層2との接着性をさらに向上させることができる。
IIR層2には、IIRと、フェノール樹脂とが含有されている。IIR層2は、ゴム成分であるIIRによりガスバリア性を示す。
IIRとしては、イソブチレンとイソプレンとの共重合体が挙げられ、例えば、レギュラーIIR、ハロゲン化IIR(臭素化IIR,塩素化IIR等)が挙げられる。これらのゴムは、単独で用いてもよく、二種類以上を併合して用いてもよい。
フェノール樹脂は、主にIIRの架橋剤として用いられるが、NBR層1とIIR層2とを接着させる架橋剤としても用いられる。
NBRにフェノール樹脂及びエポキシ樹脂を添加し、ニーダー等を用いてこれらを混練することにより、NBR層用材料を調整する(S1)。このとき、NBRに、シリカやDBU塩等を添加してもよい。その後、NBR層用材料を所定の形状に成形し、リボン状の未架橋のNBR層用成形体を形成する(S2)。
IIRにフェノール樹脂を添加し、ニーダー等を用いてこれらを混練することにより、IIR層用材料を調整する(S3)。その後、IIR層用材料を所定の形状に成形し、リボン状の未架橋のIIR層用成形体を形成する(S4)。
NBR層用成形体を押出成形によりホース用の円筒形状に成形(S5A)した後に、IIR層用成形体を押出成形によりホース用の円筒形状に成形して、NBR層の外周に積層(S5B)した後、このゴム積層体を加熱することにより架橋する(S6)。なお、押出成形(積層)工程(S5B)の後で、IIR層の外周に、繊維補強層3及び最外層のゴム層4を形成してもよい。
NBR層及びIIR層の2層構造のゴム積層体の接着性及び製造作業性(ロール作業性及び耐ブリード性)について、試験を行った。
[実験条件]
1.NBR層用材料の調整及び成形
NBRに、酸化亜鉛、ステアリン酸、FEFカーボン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリカ及びDBU塩を添加し(表1参照)、これらをニーダー及びロールを用いて混練することにより、NBR層用材料を調整し、これをシート状に成形した。ここで、表1の「−」は、該当する成分を添加していないことを示す。また、表1の「フェノール樹脂」はレゾール型フェノール樹脂である。さらに、表1の「エポキシ樹脂A」はビスフェノールA型エポキシ樹脂であり、「エポキシ樹脂F」はビスフェノールF型エポキシ樹脂である。
2.IIR層用材料の調整及び成形
IIRに、酸化亜鉛、ステアリン酸、FEFカーボン、フェノール樹脂及びシリカを添加し(表2参照)、これらをニーダー及びロールを用いて混練することにより、IIR層用材料を調整し、これをシート状に成形した。ここで、表2の「フェノール樹脂」はレゾール型フェノール樹脂である。
3.ゴム積層体の作製
上記1,2で得られたシート状の成形体を積層し、加熱して架橋させることにより、2層構造のゴム積層体を作製した。
・NBR:日本ゼオン製 (製品名)Nipol 1052J
・IIR:JSR製 (製品名)JSR BUTYL 365
・酸化亜鉛:正同化学工業製 (製品名)酸化亜鉛 3種
・ステアリン酸:新日本理化学工業製 (製品名)ステアリン酸 50S
・FEFカーボン:キャボットジャパン製 (製品名)ショウブラック N550
・硫黄:細井化学工業製 (製品名)微粉硫黄 500メッシュ
・TS:大内新興化学工業製 (製品名)ノクセラー TS(TS−P)
・過酸化物:日本油脂製 (製品名)パーブチル P(登録商標)
・フェノール樹脂:田岡化学工業製 (製品名)タッキロール 250−I
・エポキシ樹脂A:三菱化学製 (製品名)jER 828
・エポキシ樹脂F:三菱化学製 (製品名)jER 806
・シリカ:トクヤマ製 (製品名)トクシール 233
・DBU塩:ダイソー製 (製品名)P−152
<接着力、剥離状態>
ゴム積層体を所定の大きさの試験片に形成し、これを用いて剥離試験(JIS K6256−1)を行った。表1には、剥離試験の結果として、2つのゴム層の「剥離状態」を示している。「剥離状態」には、試験片を引張試験装置に取り付け、NBR層の一端及びIIR層の一端(同じ側の一端)を互いに反対の方向に引っ張ったときのゴム界面の架橋接着の度合いを示している。表1では、両層を引っ張っても2つのゴム層が界面で剥離せず、一方のゴム層がすべて破壊したときを「◎」とし、すべてではないが大部分が破壊したときを「○」とし、界面剥離が起こらなかったが、一方のゴム層に他方のゴム層の一部が接着残存したとき(他方のゴム層が部分的に破壊したとき)を「△」とした。また、界面剥離が起こったときを「×」とした。
NBR層用材料の調整において、ロールを用いて材料を混練した際のロール作業性を確認した。ロール作業に問題がなかったときを「○」とし、NBR層用材料が粘着性を示し、粘着成分がロール表面に残留したときを「△」とした。また、NBR層用材料が粘着性を示し、材料がロール表面に接着してロール表面から離れなかったときを「×」とした。
NBR層用材料の調整において、ロールを用いて材料を混練した際のエポキシ樹脂によるブリード性を確認した。ブリードが起こらなかったときを「○」とした。そして、ブリードが起こったが、ブリード量が少なかったときを「△」とし、ブリード量が比較的多かったときを「×」とした。
2 IIR層(ブチルゴム層)
3 繊維補強層
4 ゴム層
10 ゴム積層体
100 フレキシブルホース
Claims (5)
- ニトリルゴム層とブチルゴム層とが積層され、前記ニトリルゴム層と前記ブチルゴム層とが架橋接着したゴム積層体であり、
前記ニトリルゴム層に、ニトリルゴム100重量部に対して、フェノール樹脂が2重量部以上20重量部以下含有され、且つ、エポキシ樹脂が1重量部以上20重量部以下含有されていることを特徴とするゴム積層体。 - 前記ブチルゴム層に、フェノール樹脂が含有されていることを特徴とする請求項1に記載のゴム積層体。
- 前記ニトリルゴム層に、シリカ及び1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン塩が含有されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のゴム積層体。
- 前記ニトリルゴム層に、ニトリルゴム100重量部に対して、シリカが30重量部以下含有されていることを特徴とする請求項3に記載のゴム積層体。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム積層体を備えたフレキシブルホース。
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