JP3198422B2 - ゴム成形品の表面被覆方法及びその製品 - Google Patents

ゴム成形品の表面被覆方法及びその製品

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JP3198422B2 JP28753491A JP28753491A JP3198422B2 JP 3198422 B2 JP3198422 B2 JP 3198422B2 JP 28753491 A JP28753491 A JP 28753491A JP 28753491 A JP28753491 A JP 28753491A JP 3198422 B2 JP3198422 B2 JP 3198422B2
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正勝 田中
俊彦 奈良
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  • Cage And Drive Apparatuses For Elevators (AREA)
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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、表面被覆を設けたゴム
成形品及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】振動や衝撃を緩衝する目的でゴム成形品
が機器本体と支持体の間に配設されている。このゴム成
形品は単一の素材ではゴム成形品に要求される様々の特
性に対応出来ず、他の物性を備えた素材と組み合わせた
複合体が用いられている。例えば耐摩耗性を高めるため
に、特開昭57−107421号公報では、天然ゴムの
表面にハロゲン化層を介してウレタンゴム層を形成して
いる。また、非粘着性を高めるために特開昭62−21
2442号公報では、表面被覆ゴム層材料としてフッ素
ゴムの混合物を用いている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術はその目
的とするところの例えば耐摩耗性や耐候性に優れた材質
をゴムの母材表面に被覆せしめる点についての記載はあ
るが、特開昭57−107421号公報においてはゴム
円筒体そのものの配合に特殊な反応性補強充填材を加え
更にハロゲン化処理をする必要があり、ゴム本体の特性
や金属の表面が変質する。特開昭62−212442号
公報においては被覆材の塗布及び加熱に関する記載はあ
るが、この記載内容によって機械的に強固に接着された
被覆層は得られない。
【0004】本発明の目的は、ゴム母材の特性を変える
ことなくその持たざる表面特性を補う被覆層を強固に接
着させ品質の優れたゴム成型品を得る製造方法及びゴム
成形品を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、加硫、成型
したゴム母材の表面を粗にする工程と、該ゴム母材の表
面に被覆材を塗布する工程と、該被覆材を乾燥する工程
と、該被覆材と前記ゴム母材を常圧下で加熱する工程
と、該加熱した被覆材とゴム母材を冷却する工程を実施
するゴム成形品の表面被覆方法において、前記成型をイ
ンジェクション成型で行ない、前記被覆材とゴム母材の
加熱を予め所定の温度に昇温した炉内へ挿入して行な
い、前記被覆材とゴム母材を前記炉から取り出して急冷
することにより達成される。
【0006】
【作用】ゴム母材の成型をインジェクション成型により
行うと、加硫時間が短く余分のゴムのはみ出しを少なく
でき、製造コストが安くなる。
【0007】加熱においては、炉内に製品を挿入後、室
温から昇温すると、熱がゴム母材の内部に侵入して温度
が上昇し2次加硫を起し材質が劣化する。従って予め炉
内を昇温しておき、短時間で架橋反応に関与する被覆材
とゴム母材の表面を所定の温度にし、表層部のみ架橋反
応を起させゴム母材の熱による影響を防止する。
【0008】同様の理由で加熱後は強制空冷によりなる
べく短時間に冷却することが望ましい。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
【0010】図1はエレベータの巻上機を搭載する下部
構造物と、建物側の構造物と、本実施例に係わる防振ゴ
ムの関係を説明する説明図である。エレベータの巻上機
が起動・停止の際に発生する振動や衝撃を緩衝し、建物
の居住領域への影響を少なくする目的でゴム成形品が巻
上機の下部構造物と建物側の構造物の間に配設されてい
る。巻上機の下部構造物1からの荷重は、上部金属板2
に伝わり上部金属板2に加硫接着されたゴム部本体3を
所定量だけ下方向に変位させる。ゴム部本体3はその非
圧縮性のため外周部を膨らませることによりその変位を
吸収する。ゴム部本体3は下側に加硫接着された下部金
属板4により建物側の構造物5に固定されている。ゴム
部本体3は、巻上機からの荷重変動と振動及び騒音を吸
収絶縁するのが目的であり、物性としてエレベータの乗
りかごと階床側との位置のずれを最小限にするため低ヒ
ステリヒス性と低クリープ性が要求される。また、素材
として製品コストの低い天然ゴムは望ましいが、合成ゴ
ムを用いても同様な効果は得られる。一方、防振ゴムは
長期にわたり使用されるため空気中の酸素、オゾンによ
り劣化する。上記圧縮荷重の影響で外周部は常に引張力
が付与され、表面層の空気による劣化は、引張応力が大
きくなればなるほど一層進行する。一方天然ゴムは耐候
性が悪くオゾンクラックの発生や破断時延びの低下を起
す。従って、長期間の使用を要求される天然ゴム製防振
ゴムの外周表面を耐候性の優れた特殊ゴムで被覆する方
法が従来より行われている。
【0011】次に防振ゴムの構造を説明する。
【0012】図2は防振ゴムの縦断面図である。21は
特殊ゴムによる被覆層で被覆材として好適な耐候性に優
れたゴムとしてはクロロプレンゴム、ブチルゴム、エチ
レンプロピレンゴムが望ましく、天然ゴムを被覆する被
覆材としては接着性を考慮したクロロプレンゴムを用い
るのがもっとも好ましい。その他に被覆材としてブタジ
エンゴム、フッ素系ゴムを用いることも可能である。
【0013】次に被覆層を形成する方法を説明する。
【0014】この方法には2通りがあり、 1)未加硫状態の天然ゴムの塊を作成し、同じく未加硫
状態でシート状にした特殊ゴムをその塊の外周部に相当
する部分に巻きつけ、あらかじめ下部金属板をセットし
たコンプレッション成型用金型に入れ、上部金属板を上
型と共に上に載せ加圧機で加圧しゴムを金型内部に行き
渡らせ内部の空気を押し出してから加硫させ、加硫後に
金具面や金型の分割面にはみ出した余分なゴムをバフ、
鋏等で仕上げる。
【0015】2)金具と天然ゴムだけを上記コンプレッ
ション成型或いはインジェクション成型にて加硫させ、
後からハイパロン等の液状の被覆剤を塗布し、加熱また
は自然乾燥させる。
【0016】1)の方法は鉄道車両用の防振ゴム等で行
なわれているが、所定量のゴムを金型に適した形状に
し、その外周部に特殊ゴムのシートを巻きつける工程に
おいて多大な熟練と工数を要し、また加硫後の製品は工
法状余分なゴムのはみ出しが多く、その仕上げのために
かかる工数も多くなり製品コストが大幅に増加する。
【0017】2)の方法は特殊ゴムの被覆の無い通常の
防振ゴムと同じ工法で加硫工程までを実施するため、そ
の製品の数量及び形状によって最適な工法を選ぶことが
できる。特にインジェクション成型は、予め金具をセッ
トした金型を加圧機で締めた後、高圧でゴム生地を金型
内に注入するときの発熱により短時間で生地を加熱でき
るため加硫の時間を短縮できる、また金型を締めた後ゴ
ム生地を金型内に注入するため余分なゴムのはみ出しを
最小限に抑えることができるので仕上げのコストも少な
くて済む、しかしながら、液状の被覆材を塗布しただけ
では被覆層と本体ゴムとの接着力が弱く、搬送時の衝突
や使用中のくり返し変形により被覆層が剥離する危険が
ある。特に図2のゴム部本体3と上部金属板2及び下部
金属板4との接着端部22の応力を緩和するために設け
られた曲面部においては、圧縮荷重による本体ゴム外周
部の膨らみの影響で皺になり、それが剥離の起点とな
る。このような塗布した被覆層の剥離強度に関する一般
的な規格はないのでJISK5400塗料一般試験方法
の8.5.2碁盤目テープ法により評価すると、この方
法では評価点数8点以上は達成できない。但し、上記J
ISではテープの引き剥がし方が瞬間的であるが粘弾性
体であるゴムの評価としては適当でないので約10秒か
けてゆっくり引き剥がすようにした。剥離を防ぐために
は塗布した被覆層を1)の方法と同じくらい強固にゴム
本体と接着する必要がある。
【0018】ゴム母材の成型が完了した状態では表面が
滑らかであり、被覆材をその上から塗布し、乾燥加熱し
てもゴム母材と被覆材との架橋反応が促進されず、密着
性が著しく悪く、ゴム母材の表面を粗にすることで密着
性が著しく向上することを発明者は実験で確認してい
る。本実施例では強固な接着を得る方法として、加硫後
のゴム本体の外周部をサンドペーパーまたは羽布等で粗
にして残存している表面の離型剤を取り除きゴムの素地
を露出させると共に、接着表面積を増大させて投錨効果
を得る。また凹凸により機械的な密着性も向上し、更に
ゴム母材表面の酸化膜が除去され、下面が鋭敏化され架
橋を促進する。
【0019】次に溶剤で液状に溶かした被覆材を被覆材
の成形後の厚みが約20μmとなるように刷毛を用いて
塗布する。
【0020】被覆材を塗布する際、ゴム糊状にするため
用いた溶剤、例えばトルエンを揮発・除去しないと後の
加熱時に架橋反応を阻害する為温度0〜70℃で乾燥さ
せる。 溶剤を除去した後、予め所定の温度に昇温した
炉内へ挿入して被覆ゴム材が架橋する温度、即ち140
℃〜160℃で20分〜40分間加熱する。或いは温度
80℃〜120℃で70分〜100分間加熱してもよ
い。天然ゴムは耐熱性が劣るため、過度の加熱はゴムの
分子鎖の切断を招き結果としてばね定数の低下と強度の
低下をもたらす。加熱後は熱による天然ゴムの劣化を防
止する為0〜70℃で強制冷却する。
【0021】図3は本実施例における防振ゴムのばね定
数の変化を示すが、斜線部がばね定数最大の条件であり
最適加硫の状態にある。
【0022】図4は本実施例におけるクロロプレンゴム
被覆層の碁盤目テープ剥離試験の結果を示す、図中の数
字は剥離した面積を100分率で表しているが斜線部が
剥離面積0%で接着のための最適条件である。
【0023】図5は図3と図4を重ね合わせて2つの状
態の両立する条件を斜線で表したものであるが、加熱温
度140℃〜160℃で加熱時間20分〜40分或い
は、加熱温度80℃〜120℃で加熱時間70分〜10
0分で最適な特性が得られる。また、ゴム本体に対する
影響を最小限にして表面の被覆層を架橋させるため、加
熱炉は予め所定の温度に昇温しておくことが望ましく、
同様の理由で加熱後の製品は扇風機等で強制空冷をする
ことによりなるべく短時間に冷却することが望ましい。
【0024】本実施例は、製品形状が複雑で本体ゴム表
面に凹凸があっても、サンドペーパーまたはバフ等が使
用できるならば有効であり、図2のゴムの金具22との
接着端部の応力を緩和するために設けられた曲面部の様
な箇所でも被覆層を強固に接着できる。
【0025】図6はエレベータの巻上機を建屋に据え付
けた状態を詳細に示す説明図である。コンクリートの建
屋機械室床39上に主ビーム受け38が設けられ、主ビ
ーム受け38の上に主ビーム37が設けられ、主ビーム
37上に本実施例の防振ゴム41を介して補助ビーム3
5が設けられ、補助ビーム35上に減速機台34が設け
られ、減速機台34上に電動機32とその回転数を減速
する減速機31と減速機31に連結した綱車33からな
る巻上機が搭載されている。綱車33には主索40が掛
けられ一方はエレベータの乗りかごに他方は反せ車36
を介してバランス錘に結合している。乗りかごの昇降に
よる電動機32と減速機31の回転がもたらす振動が、
主ビーム受け38から建屋機械室床39へ伝播し、更に
建屋構造体へ伝播し特に居室壁を振動させ騒音となって
居住者に不快感を与えることを防ぐ為に、電動機32及
び減速機31と建屋機械室床39間を柔構造とするべく
補助ビーム35と主ビーム37の間に防振ゴム41を配
設することで振動の伝播を減衰させる効果がある。
【0026】以上述べたように、本実施例による製造方
法は、本体ゴムをその製品における最適な工法で加硫成
形しながら、本体ゴム材の持つ欠点を補うための表面被
覆ゴム材を強固に接着できるため、単一のゴム材では得
られない優れた特性を有する複合ゴム成型品の使用に対
するコスト及び形状の制約を減少させるという工業的意
義はきわめて大きい。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、予め昇温した炉内に被
覆材を塗布したゴム母材を挿入して架橋反応を起させ、
その後急冷することによりゴム母材の熱による影響を防
止し、品質が優れた複合ゴム成型品が得られる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的なエレベータの巻上機を搭載する下部構
造物と、建物側の構造物と、防振ゴムの関係を説明する
説明図である。
【図2】本発明の防振ゴムの縦断面図である。
【図3】本発明の実施例における防振ゴムのばね定数の
変化を示す図表である。
【図4】本発明の本実施例における防振ゴムのクロロプ
レンゴム被覆層の碁盤目テープ剥離試験の結果を示す図
表である。
【図5】図3と図4を重ね合わせて2つの状態の両立す
る条件を斜線で表した図表である。
【図6】エレベータの巻上機を建屋に据え付けた状態を
詳細に示す説明図である。
【符号の説明】
1 巻上機の下部構造物 2 上部金属板 3 本体ゴム 4 下部金属板 5 建物側の構造物 21 特殊ゴムによる被覆層 22 ゴムの接着端部応力緩和のための曲面部 41 防振ゴム
フロントページの続き (72)発明者 田中 龍雄 埼玉県上尾市菅谷三丁目105番地 株式 会社 フコク内 (72)発明者 田中 正勝 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社 日立製作所 水戸工場内 (72)発明者 奈良 俊彦 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社 日立製作所 水戸工場内 (72)発明者 簀河原 準 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社 日立製作所 水戸工場内 (56)参考文献 特開 昭52−27478(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 7/00 - 7/18

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加硫、成型したゴム母材の表面を粗にす
    る工程と、該ゴム母材の表面に被覆材を塗布する工程
    と、該被覆材を乾燥する工程と、該被覆材と前記ゴム母
    材を常圧下で加熱する工程と、該加熱した被覆材とゴム
    母材を冷却する工程を実施するゴム成形品の表面被覆方
    法において、前記成型をインジェクション成型で行な
    い、前記被覆材とゴム母材の加熱を予め所定の温度に昇
    温した炉内へ挿入して行ない、前記被覆材とゴム母材を
    前記炉から取り出して急冷することを特徴とするゴム成
    形品の表面被覆方法。
  2. 【請求項2】 前記被覆材とゴム母材を加熱する温度は
    140℃〜160℃で、加熱する時間は20分〜40分
    間であることを特徴とする請求項1に記載のゴム成形品
    の表面被覆方法。
  3. 【請求項3】 前記被覆材とゴム母材を加熱する温度は
    80℃〜120℃で、加熱する時間は70分〜100分
    間であることを特徴とする請求項1に記載のゴム成形品
    の表面被覆方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の製造方法で製造したこ
    とを特徴とする表面被覆を設けたゴム成形品。
  5. 【請求項5】 電動機と、この電動機によって駆動され
    る綱車と、この綱車に掛けられた主索とを有し、この主
    索により乗りかごを昇降させるように構成した巻上機
    を、建物側の構造物に防振ゴムを介して配置したエレベ
    ータの巻上装置において、前記防振ゴムが請求項4記載
    のゴム成形品からなることを特徴とするエレベータの巻
    上装置
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