JP2016044223A - 接着方法およびコンベヤベルト - Google Patents

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    • C09J2423/16—Presence of ethen-propene or ethene-propene-diene copolymers

Abstract

【課題】本発明の課題は、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物が配合されてなる耐熱性に優れるゴム製品同士を良好に接着することができる接着方法およびこの接着方法を用いて製造されたコンベヤベルトを提供することである。【解決手段】エチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物（Ｘ１）とカーボンブラック（Ｙ１）とを含有するゴム組成物からなる被着体ゴム同士を、エチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物（Ｘ２）とカーボンブラック（Ｙ２）とを含有するゴム組成物からなる接着用ゴムを接着界面に使用して接着させる接着方法であって、上記被着体ゴムの上記有機過酸化物（Ｘ１）および上記接着用ゴムの上記有機過酸化物（Ｘ２）の含有量を所定量含有し、上記有機過酸化物（Ｘ１）および上記有機過酸化物（Ｘ２）の量比（Ｘ２／Ｘ１）が、１．２０〜２．００である、接着方法。【選択図】なし

Description

本発明は、接着方法およびコンベヤベルトに関する。
従来、コンベヤベルト、ゴムクローラ、ゴム製大型ガスケットのような大型ゴム製品の多くは、被着体である加硫ゴム部品同士の接着（接合）または加硫ゴム部品と未加硫ゴム部品との接着の際に、接着界面に未加硫の接着用ゴム（「タイゴム」とも呼ばれている。）を挟み込む手法が用いられている。
例えば、本出願人は、特許文献１において、「ジエン系ゴムと有機含硫黄化合物とを含有するゴム組成物からなる被着体ゴム同士を、ジエン系ゴムと有機含硫黄化合物とを含有するゴム組成物からなる未加硫の接着用ゴムを接着界面に使用して接着させる接着方法であって、前記被着体ゴムの全硫黄量Ｘが、前記被着体ゴムにおける前記ジエン系ゴム１００質量部に対して０．１６〜０．５４質量部であり、前記接着用ゴムの全硫黄量Ｙが、前記接着用ゴムにおける前記ジエン系ゴム１００質量部に対して０．２０〜１．００質量部であり、前記全硫黄量Ｙと前記全硫黄量Ｘとの比（Ｙ／Ｘ）が、１．２５〜２．５０である接着方法。」を提案している。
特開２００８−２４８００３号公報
しかしながら、特許文献１に記載された接着方法は、「モルフォリンジスルフィド等の有機含硫黄化合物が配合されてなる耐熱性に優れるゴム製品同士を良好に接着することができる接着方法の提供」を課題としているため、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物を用いた加硫（架橋）系については考慮されておらず、例えば、エチレン・α−オレフィン共重合体を含有するゴム組成物を用いてカバーゴムが形成された耐熱コンベヤベルトなどの接着には適用できないことが分かった。
そこで、本発明は、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物が配合されてなる耐熱性に優れるゴム製品同士を良好に接着することができる接着方法およびこの接着方法を用いて製造されたコンベヤベルトを提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、エチレン・α‐オレフィン共重合体を含有する系においては、接着用ゴムの有機過酸化物の含有量を被着体ゴムの有機過酸化物の含有量よりも特定少量増量させることで、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物が配合されてなる耐熱性に優れるゴム製品同士であっても良好に接着できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
［１］ エチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物（Ｘ１）とカーボンブラック（Ｙ１）とを含有するゴム組成物からなる被着体ゴム同士を、エチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物（Ｘ２）とカーボンブラック（Ｙ２）とを含有するゴム組成物からなる接着用ゴムを接着界面に使用して接着させる接着方法であって、
上記被着体ゴムの上記有機過酸化物（Ｘ１）の含有量が、上記被着体ゴムにおける上記エチレン・α−オレフィン共重合体に対して０．０１１〜０．０２０モル当量であり、
上記接着用ゴムの上記有機過酸化物（Ｘ２）の含有量が、上記接着用ゴムにおける上記エチレン・α−オレフィン共重合体に対して０．０１７〜０．０２２モル当量であり、
上記有機過酸化物（Ｘ１）および上記有機過酸化物（Ｘ２）の量比（Ｘ２／Ｘ１）が、１．２０〜２．００である、接着方法。
［２］ 上記被着体ゴムの上記カーボンブラック（Ｙ１）の含有量が、上記被着体ゴムにおける上記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して４０〜６０質量部であり、
上記接着用ゴムの上記カーボンブラック（Ｙ２）の含有量が、上記接着用ゴムにおける上記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して３０〜５０質量部であり、
上記カーボンブラック（Ｙ１）および上記カーボンブラック（Ｙ２）の含有量の差（Ｙ１−Ｙ２）が、０〜１０質量部である、［１］に記載の接着方法。
［３］ コンベヤベルト同士の接合に用いる［１］または［２］に記載の接着方法。
［４］ ［３］に記載の接着方法により接着されてなるコンベヤベルト。
以下に説明するように、本発明によれば、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物が配合されてなる耐熱性に優れるゴム製品同士を良好に接着することができる接着方法およびこの接着方法を用いて製造されたコンベヤベルトを提供することができる。
以下に、本発明の接着方法、および、本発明のコンベヤベルトについて説明する。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
［接着方法］
本発明の接着方法は、エチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物（Ｘ１）とカーボンブラック（Ｙ１）とを含有するゴム組成物からなる被着体ゴム同士を、エチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物（Ｘ２）とカーボンブラック（Ｙ２）とを含有するゴム組成物からなる接着用ゴムを接着界面に使用して接着させる接着方法であって、上記被着体ゴムの上記有機過酸化物（Ｘ１）の含有量が、上記被着体ゴムにおける上記エチレン・α−オレフィン共重合体に対して０．０１１〜０．０２０モル当量であり、上記接着用ゴムの上記有機過酸化物（Ｘ２）の含有量が、上記接着用ゴムにおける上記エチレン・α−オレフィン共重合体に対して０．０１７〜０．０２２モル当量であり、かつ、上記有機過酸化物（Ｘ１）および上記有機過酸化物（Ｘ２）の量比（Ｘ２／Ｘ１）が、１．２０〜２．００である、接着方法である。
ここで、量比（Ｘ２／Ｘ１）は、被着体ゴム中のエチレン・α−オレフィン共重合体に対する有機過酸化物（Ｘ１）のモル当量と、接着用ゴム中のエチレン・α−オレフィン共重合体に対する有機過酸化物（Ｘ２）のモル当量との比率である。
本発明においては、被着体ゴムにおける有機過酸化物（Ｘ１）と接着用ゴムにおける有機過酸化物（Ｘ２）とが、各々上述した含有量および量比にあることにより、ゴム製品同士を良好に接着することができる。
これは、詳細には明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
すなわち、接着界面において有機過酸化物により生成したラジカルの濃度が上昇し、かつ、その濃度が被着体ゴム自体におけるラジカル濃度と濃度勾配が生じることにより、被着体ゴムと接着用ゴムとの間で架橋反応が進行しやすくなったためであると考えられる。
本発明においては、被着体ゴムの耐摩耗性を保持し、接着性がより良好となる理由から、上記被着体ゴムの上記カーボンブラック（Ｙ１）の含有量が、上記被着体ゴムにおける上記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して４０〜６０質量部であり、上記接着用ゴムの上記カーボンブラック（Ｙ２）の含有量が、上記接着用ゴムにおける上記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して３０〜５０質量部であり、かつ、上記カーボンブラック（Ｙ１）および上記カーボンブラック（Ｙ２）の含有量の差（Ｙ１−Ｙ２）が、０〜１０質量部である、のが好ましい。
ここで、カーボンブラック（Ｙ１）およびカーボンブラック（Ｙ２）の含有量の差（Ｙ１−Ｙ２）は、被着体ゴム中のエチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対するカーボンブラック（Ｙ１）の質量部と、接着用ゴム中のエチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対するカーボンブラック（Ｙ１）の質量部との差である。
次に、被着体ゴムおよび接着用ゴムならびにこれらを接着する具体的態様を説明する。
〔被着体ゴム〕
本発明においては、被着体ゴムとは、後述するエチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物（Ｘ１）とカーボンブラック（Ｙ１）とを含有するゴム組成物からなるものであれば特に限定されず、未加硫のもの（以下、「未加硫ゴム部品」ともいう。）であっても、加硫したもの（以下、「加硫ゴム部品」ともいう。）であってもよいが、未加硫ゴム部品であるのが好ましい。
また、被着体ゴム同士には、加硫ゴム部品同士や未加硫ゴム部品同士だけではなく、加硫ゴム部品と未加硫ゴム部品とを接着させる態様も含むものである。
＜エチレン・α−オレフィン共重合体＞
被着体ゴムを形成するゴム組成物に含有するエチレン・α−オレフィン共重合体は特に限定されず、エチレン・α−オレフィン共重合体を構成するα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテンなどが挙げられる。
このようなエチレン・α−オレフィン共重合体としては、具体的には、例えば、エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン・１−ブテン共重合体（ＥＢＭ）、エチレン・１−ヘキセン共重合体、エチレン・１−オクテン共重合体、エチレン・４−メチル−ペンテン−１共重合体等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
＜有機過酸化物（Ｘ１）＞
被着体ゴムを形成するゴム組成物に含有する有機過酸化物（Ｘ１）は特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。
有機過酸化物（Ｘ１）としては、具体的には、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、４，４´−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）バレリック酸ｎ−ブチル、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記有機過酸化物（Ｘ１）としては、市販品を用いることができ、その具体例としては、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン（商品名「パーカドックス１４−４０」、化薬アクゾ社製）等が挙げられる。
本発明においては、上記有機過酸化物（Ｘ１）の含有量は、上記被着体ゴムにおける上記エチレン・α−オレフィン共重合体に対して０．０１１〜０．０２０モル当量であり、０．０１３〜０．０１８モル当量であるのが好ましく、０．０１４〜０．０１７モル当量であるのがより好ましい。
なお、上記有機過酸化物（Ｘ１）の含有量は、上記モル当量の範囲内であり、かつ、上記有機過酸化物（Ｘ１）および後述する有機過酸化物（Ｘ２）の量比（Ｘ２／Ｘ１）が１．２０〜２．００となる範囲内であり、１．３５〜１．７０となる範囲内であるのが好ましい。
＜カーボンブラック（Ｙ１）＞
被着体ゴムを形成するゴム組成物に含有するカーボンブラック（Ｙ１）は特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。
上記カーボンブラック（Ｙ１）としては、具体的には、例えば、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＥ、ＳＲＦ等のファーネスカーボンブラックが挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記カーボンブラック（Ｙ１）の含有量は、エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して４０〜６０質量部であるのが好ましく、４５〜５５質量部であるのがより好ましい。
なお、上記カーボンブラック（Ｙ１）の含有量は、上記質量部の範囲内であり、かつ、上記カーボンブラック（Ｙ１）および後述するカーボンブラック（Ｙ１）の含有量の差（Ｙ１−Ｙ２）が０〜１０質量部となる範囲内であり、５〜１０質量部となる範囲内であるのが好ましい。
本発明においては、上記被着体ゴムを形成するゴム組成物は、上述した成分以外に、必要に応じて、カーボンブラック以外の充填剤（例えば、シリカ等）、老化防止剤、酸化防止剤、顔料（染料）、可塑剤、軟化剤、難燃剤、加硫促進剤、ワックス、帯電防止剤、加工助剤等の配合剤を含有することができる。
本発明においては、上記被着体ゴムを形成するゴム組成物の製造は、上述した各成分をバンバリーミキサー等で混練して行うことができる。
また、上記被着体ゴムとしての未加硫ゴム部品は、上記被着体ゴムを形成するゴム組成物そのものである。
また、上記被着体ゴムとしての加硫ゴム部品は、上記被着体ゴムを形成するゴム組成物を、例えば、温度１４０〜１５０℃程度、０．５時間の条件下、加硫することにより得ることができる。
〔接着用ゴム〕
本発明においては、接着用ゴムとは、エチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物（Ｘ２）とカーボンブラック（Ｙ２）とを含有するゴム組成物からなるものであれば特に限定されず、未加硫のゴム組成物であっても、加硫したゴム組成物であってもよいが、未加硫のゴム組成物であるのが好ましい。
このような接着用ゴムを形成するゴム組成物に含有するエチレン・α−オレフィン共重合体、有機過酸化物（Ｘ２）およびカーボンブラック（Ｙ２）の具体例としては、それぞれ、上述した被着体ゴムを形成するゴム組成物に含有するエチレン・α−オレフィン共重合体、有機過酸化物（Ｘ１）およびカーボンブラック（Ｙ１）として例示したものが挙げられる。
＜有機過酸化物（Ｘ２）の含有量＞
本発明においては、上記有機過酸化物（Ｘ２）の含有量は、上記接着用ゴムにおける上記エチレン・α−オレフィン共重合体に対して０．０１７〜０．０２２モル当量であり、０．０１８〜０．０２１モル当量であるのが好ましく、０．０１９〜０．０２０モル当量であるのがより好ましい。
＜カーボンブラック（Ｙ２）の含有量＞
本発明においては、上記カーボンブラック（Ｙ２）の含有量は、エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して３０〜５０質量部であるのが好ましく、３５〜４５質量部であるのがより好ましい。
本発明においては、上記接着用ゴムを形成するゴム組成物は、上述した被着体ゴムを形成するゴム組成物と同様、上述した成分以外に、必要に応じて、カーボンブラック以外の充填剤（例えば、シリカ等）、老化防止剤、酸化防止剤、顔料（染料）、可塑剤、軟化剤、難燃剤、加硫促進剤、ワックス、帯電防止剤、加工助剤等の配合剤を含有することができる。
本発明においては、上記接着用ゴムを形成するゴム組成物の製造は、上述した被着体ゴムを形成するゴム組成物と同様、上述した各成分をバンバリーミキサー等で混練して行うことができる。
〔接着態様〕
本発明の接着方法は、上述した被着体ゴム同士を、上述した接着用ゴムを接着界面に使用して接着させる接着方法である。
ここで、「接着界面に使用する」とは、被着体ゴムと被着体ゴムとの接着界面に接着用ゴムを挟み込むことをいう。
また、接着する方法は特に限定されないが、被着体ゴムと被着体ゴムとの接着界面に接着用ゴムを挟み込んだ状態で、これらを加熱プレスする方法が好適に例示される。なお、加熱プレスの条件は、エチレン・α−オレフィン共重合体の種類や有機過酸化物の種類によって異なるため特に限定されないが、例えば、エチレン・α−オレフィン共重合体としてエチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＭ）を使用し、有機過酸化物として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを用いた場合は、１４０〜１６０℃の加熱条件下で３０分〜２時間、１ＭＰａ程度加圧する条件であるのが好ましい。
本発明の接着方法は、ゴム製品同士（特に、長い形状のもの）のエンドレス加工が容易にできるため、耐熱性に優れるゴム製品のうちでもコンベヤベルト同士の接合に用いるのが好ましい。
本発明のコンベヤベルトは、上述した本発明の接着方法により接着されてなるコンベヤベルトである。具体的には、コンベヤベルトの一端と他のコンベヤベルトの一端とを重ねあわせ、その重ね合わせた界面に接着用ゴムを挟み、加熱プレスすることに得られるコンベヤベルトである。
以下に実施例を挙げ、本発明の接着方法について更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
＜ゴム組成物１〜８の調製＞
エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＭ）および所望により配合するエチレン・１−ブテン共重合体（ＥＢＭ）からなるゴム成分１００質量部に対して、下記第１表に示す組成成分（質量部）〔有機過酸化物についてはモル当量〕で、各ゴム組成物を調製した。
具体的には、まず、下記第１表に示す成分のうち架橋剤および有機過酸化物を除く成分をバンバリーミキサー（３．４リットル）で５分間混練し、１６０℃に達したときに放出し、マスターバッチを得た。次に、得られたマスターバッチに架橋剤および有機過酸化物をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。
Figure 2016044223
第１表中、各成分の詳細は以下のとおりである。
・ＥＰＭ：エチレン・プロピレン共重合体〔ＫＥＰ−１１０、ＫＵＭＨＯ ＰＯＬＹＣＨＥＭ社製〕
・ＥＢＭ：エチレン・１−ブテン共重合体〔Ｅｎｇａｇｅ ７４８７、ダウケミカル社製〕
・カーボンブラック：ニテロン＃３００〔新日化カーボン社製〕
・酸化亜鉛：酸化亜鉛３種〔正同化学工業社製〕
・ステアリン酸：ステアリン酸５０Ｓ〔千葉脂肪酸社製〕
・老化防止剤：ノクラックＭＭＢ〔大内新興化学工業社製〕
・架橋剤：マグネシウムジメタクリレート〔ハイクロスＧＴ、精工化学社製〕
・可塑剤：ルーカント ＨＣ−３０００Ｘ〔三井化学社製〕
・有機過酸化物：１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン〔パーカドックス１４−４０、化薬アクゾ社製〕
＜実施例１〜５、比較例１〜５＞
第１表に示す組成物１〜８を用いて、被着体ゴムと未加硫の接着用ゴムとの接着を行った。
具体的には、下記第２表に示すゴム組成物からなる被着体ゴム（厚さ５ｍｍ）と下記第２表に示すゴム組成物からなる接着用ゴム（厚さ５ｍｍ）とを貼り合わせた後に、１５０℃で６０分間、加熱プレスすることにより行った。なお、サンプル形状は、ＪＩＳ Ｋ６２５６−１:2006の「布とのはく離強さ」に準じて作製した。
ここで、被着体ゴムおよび接着用ゴムにおける有機過酸化物およびカーボンブラックの含有量ならびにこれらの比率などについても、下記第２表に示す。
接着後、はく離力を以下に示す方法により測定し、接着性を評価した。その結果を下記第２表に示す。
＜はく離力＞
室温（２３℃）および１５０℃の条件で、はく離試験をＪＩＳ Ｋ６２５６−１:2006の「布とのはく離強さ」に準じて行い、はく離力（Ｎ／ｍｍ）を測定した。
Figure 2016044223
第２表に示す結果より、被着体ゴムの有機過酸化物（Ｘ１）の含有量が０．０１１〜０．０２０モル当量であり、かつ、接着用ゴムの有機過酸化物（Ｘ２）の含有量が０．０１７〜０．０２２モル当量であっても、有機過酸化物（Ｘ１）および有機過酸化物（Ｘ２）の量比（Ｘ２／Ｘ１）が、１．２０未満であると、室温または１５０℃におけるはく離力が小さくなり、ゴム製品同士の接着性が劣ることが分かった（比較例１〜５）。
これに対し、被着体ゴムの有機過酸化物（Ｘ１）の含有量が０．０１１〜０．０２０モル当量であり、接着用ゴムの有機過酸化物（Ｘ２）の含有量が０．０１７〜０．０２２モル当量であり、かつ、有機過酸化物（Ｘ１）および有機過酸化物（Ｘ２）の量比（Ｘ２／Ｘ１）が、１．２０〜２．００であると、室温および１５０℃におけるはく離力が高くなり、ゴム製品同士の接着性が良好となることが分かった（実施例１〜５）。

Claims (4)

  1. エチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物（Ｘ１）とカーボンブラック（Ｙ１）とを含有するゴム組成物からなる被着体ゴム同士を、エチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物（Ｘ２）とカーボンブラック（Ｙ２）とを含有するゴム組成物からなる接着用ゴムを接着界面に使用して接着させる接着方法であって、
    前記被着体ゴムの前記有機過酸化物（Ｘ１）の含有量が、前記被着体ゴムにおける前記エチレン・α−オレフィン共重合体に対して０．０１１〜０．０２０モル当量であり、
    前記接着用ゴムの前記有機過酸化物（Ｘ２）の含有量が、前記接着用ゴムにおける前記エチレン・α−オレフィン共重合体に対して０．０１７〜０．０２２モル当量であり、
    前記有機過酸化物（Ｘ１）および前記有機過酸化物（Ｘ２）の量比（Ｘ２／Ｘ１）が、１．２０〜２．００である、接着方法。
  2. 前記被着体ゴムの前記カーボンブラック（Ｙ１）の含有量が、前記被着体ゴムにおける前記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して４０〜６０質量部であり、
    前記接着用ゴムの前記カーボンブラック（Ｙ２）の含有量が、前記接着用ゴムにおける前記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して３０〜５０質量部であり、
    前記カーボンブラック（Ｙ１）および前記カーボンブラック（Ｙ２）の含有量の差（Ｙ１−Ｙ２）が、０〜１０質量部である、請求項１に記載の接着方法。
  3. コンベヤベルト同士の接合に用いる請求項１または２に記載の接着方法。
  4. 請求項３に記載の接着方法により接着されてなるコンベヤベルト。
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