JP3116245B2 - ゴム・ゴム接着複合体 - Google Patents

ゴム・ゴム接着複合体

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JP3116245B2 JP04001411A JP141192A JP3116245B2 JP 3116245 B2 JP3116245 B2 JP 3116245B2 JP 04001411 A JP04001411 A JP 04001411A JP 141192 A JP141192 A JP 141192A JP 3116245 B2 JP3116245 B2 JP 3116245B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクリロニトリル・ブ
タジエン共重合体ゴム(以下NBRと称する)と汎用ゴ
ムとを、水素添加アクリロニトリル・ブタジエン共重合
体ゴム(以下水素添加NBRと称する),メタクリル
酸,酸化亜鉛及び有機過酸化物を含有するゴム組成物と
削り出し方式により作製した超高分子量ポリエチレンシ
ートとの間にイソブチレン・イソプレン共重合体ゴム含
有ゴム組成物をサンドイッチ状に接着した積層体を介し
て接合一体化したゴム・ゴム接着複合体に関する。
【0002】
【従来の技術】NBRは、耐油性に著しく優れていると
いう特徴を有している。他方、天然ゴム(NR)、スチ
レン・ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジ
エンゴム(BR)、エチレン・プロピレン・ジエン共重
合体ゴム(EPDM)等の汎用ゴムは、それぞれ優れた
固有のゴム特性を有するものの耐油性に劣っている。し
たがって、NBRと汎用ゴムとを接着一体化し、ゴム・
ゴム接着複合体にすることができれば、汎用ゴムに固有
のゴム特性を保有しながら上記NBR側に耐油性を負担
させ、耐油性に優れたものにすることが可能である。
【0003】しかしながら、NBRは、汎用ゴムに対し
ては勿論、NBR同士でさえも接着させることが難しい
ほど、他種のゴムに対する接着性が悪いため、上記ゴム
・ゴム接着複合体を得ることができなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、NB
Rと汎用ゴムとを接着一体化することにより、NBR側
の耐油性と汎用ゴムに固有のゴム特性とを併せ有するゴ
ム・ゴム接着複合体を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、NBRゴム組成物Aと、水素添加NBR,
メタクリル酸,酸化亜鉛及び有機過酸化物を含有するゴ
ム組成物(以下水素添加NBR組成物と称する)Bと、
イソブチレン・イソプレン共重合体ゴム(以下IIRと
称する)含有ゴム組成物(以下IIRゴム組成物とい
う)Cと、削り出し方式により作製した超高分子量ポリ
エチレンシート(以下超高分子量PEシートと称する)
Dと、前記IIR以外の臨界表面張力γc が25〜35
ミリニュートン/メートル(以下mN/mと略す)の原
料ゴムを含有するゴム組成物(以下汎用ゴム組成物と称
する)Eとを、A/B/C/D/Eの順に積層し、接着
一体化したことを特徴とする。
【0006】本発明において、超高分子量PEシートD
はIIRゴム組成物Cに対してのみならず、汎用ゴム組
成物Eに対しても優れた接着性を有しており、他方、水
素添加NBR組成物Bは上記IIRゴム組成物Cに対し
てのみならず、NBRゴム組成物Aに対しても優れた接
着性を有している。このため、水素添加NBR組成物B
と超高分子量PEシートDとをIIRゴム組成物Cを介
して接着させることにより、水素添加NBR組成物B面
にNBRゴム組成物Aを重ね合わせ、反対面の超高分子
量PEシートD面に汎用ゴム組成物Eを重ね合わせて、
A/B/C/D/Eの順に接着することが可能となり、
NBRの耐油性と汎用ゴムに固有のゴム特性とを併せ有
するゴム・ゴム接着複合体にすることができる。
【0007】本発明において、臨界表面張力γc とは、
昭和53年8月20日、丸善株式会社発行「化学便覧」基礎
編II(第3刷),第618頁に記載されているように、
固体面上で液体炭化水素その他の有機液体化合物の同族
列が示す接触角をθ、その液体の表面張力をγとする
と、cos θとγとの関係は同族体の種類に関せず大体一
本の直線となる。このとき、θ=0、すなわちcos θ=
1に相当するγc として定義される。ただし、本発明に
定義する原料ゴム成分の臨界表面張力γc は、上記固体
の代わりに、γc を測定しようとするゴムを熱プレスに
より平坦にしたゴムサンプルを使用して同様に測定した
値をいう。
【0008】本発明において、削り出し方式により作製
した超高分子量PEシートとは、超高分子量のポリエチ
レン粉末を加熱加圧シンタリングして円柱状の成形物を
作製し、この成形物をその周方向に薄肉に削ってシート
状又はフィルム状に切り出したものをいう。本発明のゴ
ム・ゴム接着複合体を構成するNBRゴム組成物Aとし
ては、特に限定されるものではないが、好ましくは10
〜35モル%のアクリロニトリル基を含むNBRを配合
することが望ましい。
【0009】また、本発明において、汎用ゴム組成物E
は臨界表面張力γc が25〜35mN/mの原料ゴムを
含有するゴム組成物であることが必要である。このγc
が上記範囲外の原料ゴムを含有するゴム組成物は超高分
子量PEシートDに対する接着性が低く、強固に接着し
たゴム・ゴム接着複合体を得ることができないからであ
る。
【0010】上記範囲の臨界表面張力γc を有する原料
ゴムとしては、1988年、米国マーセル・デッカー社
(Marcel Dekker, Inc., New York and Basel)発行の
“ハンドブック・オブ・エラストマーズ・ニューデベロ
ップメント・アンド・テクノロジー(Handbook of Elas
tomers New Development and Technology):エー・ケ
ー,ボーミック及びエッチ・エル,ステファンズ(A.K,
Bhowmik and H.L. Stephens)共著,第8章,第253
頁の表1に記載されている原料ゴムがある。即ち、II
R(γc =27mN/m)、天然ゴム(NR,γc =3
1mN/m)、エチレン・プロピレン・ジエン系三元共
重合体ゴム(EPDM,γc =28mN/m)、ポリブ
タジエンゴム(BR,γc =32mN/m)、スチレン
・ブタジエン共重合体ゴム(SBR,γc =33mN/
m)がある。
【0011】また、IIRゴム組成物Cとしては、特に
限定されるものではなく公知のIIRを含有する各種配
合組成のものを使用することができる。本発明におい
て、上述のNBRゴム組成物A、IIRゴム組成物C及
び汎用ゴム組成物Eには、それぞれ硫黄等の加硫剤、カ
ーボンブラック等の補強剤、老化防止剤、加硫促進剤、
その他のゴム薬品が所定量配合される。
【0012】本発明に使用する水素添加NBR組成物B
としては、エチレン性不飽和ニトリル単位を10〜60
重量部を含み、共役ジエン単位を30重量部以下を含有
する水素添加NBR100重量部に対してメタクリル酸
を20〜60重量部、酸化亜鉛を10〜60重量部で、
かつメタクリル酸と酸化亜鉛のモル比が1/0.5〜1
/3になるように配合し、有機過酸化物として1,3−
ビス(ターシャリーブチル・パーオキシ−イソプロピ
ル)ベンゼン(化薬アクゾ株式会社製“パーカドックス
14/40”)を5重量部配合した組成物からなる。具
体的には、日本ゼオン株式会社から製造販売されている
ZSC−2295がある。
【0013】さらに、超高分子量PEシートDとして
は、分子量100万以上のポリエチレンからなる厚さが
10〜200μmの範囲のものが望ましい。分子量が1
00万以上であることにより、IIRゴム組成物B及び
汎用ゴム組成物Dに対する接着性をより一層向上するこ
とができる。また、厚さを10μm以上にすることによ
り引張強度や弾性率を大きくし、補強効果を付与するこ
とができる。一方、200μm以下にすることにより接
着部分の柔軟性を確保することができる。
【0014】このような本発明のゴム・ゴム接着複合体
は、次のようにして製造することができる。まず、上述
のゴム組成物A,B,C及びEを、それぞれプレフォー
ム成形してシート状又は板状等の任意の積層可能な形状
を有するゴム材料にする。これらゴム材料はスチールコ
ードのような金属コード、ナイロン、ポリエステル、ア
ラミド等の各種有機繊維からなるコードにより補強した
ものであってもよい。
【0015】これらプレフォームされたゴム材料と超高
分子量PEシートDとを、A/B/C/D/Eの順に重
ね合わせて、プレス下に加熱し、水素添加NBR組成物
Bを硬化すると同時に、未加硫のNBRゴム組成物A、
IIRゴム組成物C、汎用ゴム組成物Eを、さらに同時
に加硫することにより接着し、ゴム・ゴム接着複合体に
することができる。この場合に、未加硫の汎用ゴム組成
物Eは、γc が25〜35mN/mの範囲の原料ゴムを
含有している必要があり、γc が上記範囲外の原料ゴム
を含有するときは、超高分子量PEシートDに対する良
好な接着性が得られない。また、汎用ゴム組成物Eが加
硫済みのときは、同様に超高分子量PEシートDに対す
る良好な接着性を得るためには、γc が25〜30mN
/mの範囲の原料ゴムを含有している必要がある。
【0016】本発明のゴム・ゴム接着複合体は、予め、
A/B/C/Dの順に重ね合わせ、これを加硫して接着
一体化させ、次いで、このA/B/C/D積層体の超高
分子量PEシートD面に汎用ゴム組成物Eを重ね合わせ
た後加熱し、NBRゴム組成物Aと汎用ゴム組成物Eを
それぞれ接着一体化し、A/B/C/D/Eの順に積層
されたゴム・ゴム接着複合体にすることができる。
【0017】
【実施例】表1に示す配合組成を有する5種類のNBR
ゴム組成物A、IIRゴム組成物C、汎用ゴム組成物E
−1(ゴム成分NR)、E−2(ゴム成分EPDM)及
びE−3(ゴム成分SBR)をそれぞれ調製した。これ
ら各ゴム組成物を用いて、それぞれ150mm×50m
m×2.5mmのシート状の未加硫のゴム材料をプレフ
ォーム成形した。
【0018】他方、水素添加NBR組成物Bとして、日
本ゼオン株式会社製のZSC−2295,85重量部と
日本ゼオン株式会社製のZETPOL−2020,15
重量部とをロールで添加混合したもの100重量部に、
老化防止剤(ナウガード445)1.5重量部、有機過
酸化物として1,3−ビス(ターシャリーブチル・パー
オキシ−イソプロピル)ベンゼン(化薬アクゾ株式会社
製“パーカドックス14/40”)を5重量部をロール
で添加混合した組成物を使用し、同様に150mm×5
0mm×2.5mmのシート材料に成形した。
【0019】また、削り出し方式により作製された分子
量約500万のポリエチレンからなる厚さ50μmのフ
ィルム状超高分子量ポリエチレンシートDを用意した。
上記NBRゴム組成物A、水素添加NBR組成物B、I
IRゴム組成物C、汎用ゴム組成物E−1、E−2及び
E−3からなる未加硫のゴムシート材料と超高分子量P
EシートDとを、それぞれ表2に示す順序に積層し、2
0kg/cm2 の加圧下、170℃で20分間加熱し、
水素添加NBR組成物Bからなるシート材料を硬化させ
ると共に、未加硫のNBRゴム組成物A、IIRゴム組
成物C及び汎用ゴム組成物E−1,E−2,E−3から
なるシート材料をそれぞれ加硫し、ゴム・ゴム接着複合
体を製作した、これらゴム・ゴム接着複合体の接着性を
下記の方法により評価し、その結果を表2に示した。
【0020】
【0021】また、*1 はN−フェニル−N’−イソプ
ロピル−p−フェニレンジアミン *2 はN−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェ
ンアミド *3 はテトラメチルチウラムジスルフィド *4 は2−メルカプトベンゾチアゾール *5 はテトラメチルチウラムモノスルフィド *6 はベンゾチアジルジスルフィドである。接着性の評価方法 :ゴム・ゴム接着複合体の接着性は、
接着力の大きさで評価するのは正確ではない。そこで、
幅20mmのサンプルを作製して剥離テストを行い、界
面剥離が起こった場合にはたとえ接着力が高くても不良
(×)と評価した。他方、界面剥離を起さなかった場合
は、ゴム・ゴム接着複合体の接着界面を中心にして約
0.5mmの厚さのシートをカミソリにて切り出し、界
面付近をカミソリにて傷を入れ、剥離テストを5回繰り
返し実施し、いずれかのシートが内部で凝集破壊を起こ
すほどに強固に接着している場合を接着性良好(○)と
評価した。
【0022】 表2から、実施例1〜3の本発明に規定する積層順序の
ゴム・ゴム接着複合体はいずれも優れた接着性を示し
た。これに対し、比較例1の超高分子量PEシートD面
にNBRゴム組成物Aを重ね合わせ、水素添加NBR組
成物B面に汎用ゴム組成物E−1(原料ゴムNR)を重
ね合わせた場合は接着性が悪かった。また、実施例2に
おいて、NBR組成物Aと汎用ゴム組成物E−2(原料
ゴムEPDM)を直接加硫接着させた場合も接着させる
ことができなかった。
【0023】次に、表2の実施例1において、予め、未
加硫のNBRゴム組成物A、水素添加NBR組成物B、
IIRゴム組成物C及び超高分子量PEシートDとを、
A/B/C/Dの順番に重ね合わせ、20kg/cm2
の加圧条件下に170℃20分間加硫接着させ、次に加
硫済みの汎用ゴム組成物E−2を上記の条件で加熱圧着
したところ接着性は○であった。しかし、この場合に、
加硫済みの汎用ゴム組成物E−1を重ね合わせたとき
は、ゴム・ゴム接着複合体の接着性は×であった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、N
BRゴム組成物Aに対して優れた接着性を有する水素添
加NBR組成物BとをIIRゴム組成物Cを介して接着
させ、その水素添加NBR組成物B面にNBRゴム組成
物Aを重ね合わせ、反対面の超高分子量PEシートD面
に特定のγc を有するゴムを含有する汎用ゴム組成物E
を重ね合わせて接着させることにより、片側にNBRの
優れた耐油性を有すると同時に、汎用ゴムに固有のゴム
特性を併せ有するA/B/C/D/Eの順に接着させた
ゴム・ゴム接着複合体にすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−249748(JP,A) 特開 昭47−39283(JP,A) 特開 平4−368843(JP,A) 特開 平4−126238(JP,A) 特開 平2−89639(JP,A) 特開 平1−210338(JP,A) 特開 平1−123837(JP,A) 特開 昭60−165227(JP,A) 特開 昭53−129253(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 C08J 5/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクリロニトリル・ブタジエン共重合体
    ゴム含有ゴム組成物Aと、水素添加アクリロニトリル・
    ブタジエン共重合体ゴム,メタクリル酸,酸化亜鉛及び
    有機過酸化物を含有するゴム組成物Bと、イソブチレン
    ・イソプレン共重合体ゴム含有ゴム組成物Cと、削り出
    し方式により作製した超高分子量ポリエチレンシートD
    と、前記ブチルゴム以外の臨界表面張力γc が25〜3
    5ミリニュートン/メートルのゴムを含有するゴム組成
    物Eとを、A/B/C/D/Eの順に積層し、接着一体
    化したゴム・ゴム接着複合体。
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