JP6897662B2 - 接着剤用ゴム組成物、ゴムの接着方法及びコンベヤベルト - Google Patents
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Description
特許文献1は、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に関する。
そこで、本発明は接着性に優れる接着剤用ゴム組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、ゴムの接着方法、および、コンベヤベルトを提供することも目的とする。
本発明は上記知見等に基づくものであり、具体的には以下の構成により上記課題を解決するものである。
上記ジエンの含有量が、上記重合体全量に対して、0.01質量%以上であり、
エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成されるゴムを接着させるために使用される、接着剤用ゴム組成物。
2. 上記重合体が、更に、エチレン及びα−オレフィンの共重合体A2を含む、上記1に記載の接着剤用ゴム組成物。
3. 上記ジエンの含有量が、上記重合体全量に対して、2.0質量%以下である、上記1又は2に記載の接着剤用ゴム組成物。
4. 上記共重合体A1の含有量が、上記重合体100質量部に対して、1〜20質量部である、上記1〜3のいずれかに記載の接着剤用ゴム組成物。
5. 上記ジエンの含有量が、上記共重合体A1に対して、0.5〜10.0質量%である、上記1〜4のいずれかに記載の接着剤用ゴム組成物。
6. 上記1〜5のいずれかに記載の接着剤用ゴム組成物を用いて、エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成されるゴムを接着させる、ゴムの接着方法。
7. 上記1〜5のいずれかに記載の接着剤用ゴム組成物で形成された接着剤層と、
エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成されたゴム層とを有し、上記接着剤層と上記ゴム層とが接着する、コンベヤベルト。
8. 複数の上記ゴム層を有し、隣接する上記ゴム層が上記接着剤層を介して接着する、上記7に記載のコンベヤベルト。
また、本発明は、ゴムの接着方法、および、コンベヤベルトを提供することもできる。
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。
本明細書において特に断りのない限り、各成分はその具体例をそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本明細書において、成分が2種以上の物質を含む場合、成分の含有量は、2種以上の物質の合計の含有量を意味する。
本発明の接着剤用ゴム組成物(本発明の組成物)は、
エチレン、α−オレフィン及びジエンの共重合体A1を少なくとも含む重合体と、有機過酸化物と、カーボンブラックとを含有し、
上記ジエンの含有量が、上記重合体全量に対して、0.01質量%以上であり、
エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成されるゴムを接着させるために使用される、接着剤用ゴム組成物である。
本発明の組成物は、エチレン、α−オレフィン及びジエンの共重合体A1及び有機過酸化物を含有する。上記共重合体A1は有機過酸化物の存在下において例えば加熱によって架橋することができる。架橋反応は、本発明の組成物がエチレン及びα−オレフィンの共重合体を含有するゴム組成物に隣接する場合、本発明の組成物の内部のみならず、本発明の組成物と上記ゴム組成物との間でも起こる。すなわち、上記共重合体A1中ジエンによって形成される部分は有機過酸化物との反応性が高いことから、上記部分を有する共重合体A1を含む本発明の組成物を用いることで接着性に優れると考えられる。
以下、本発明の組成物に含有される各成分について詳述する。
本発明において、重合体は、エチレン、α−オレフィン及びジエンの共重合体A1を少なくとも含む。重合体の一部又は全部を共重合体A1とすることができる。
本発明の組成物は共重合体A1を含有することによって接着性に優れる。
本発明において、共重合体A1は、エチレン、α−オレフィン及びジエンの共重合体である。共重合体A1は、エチレン、α−オレフィン及びジエンを用いて形成される共重合体であれば特に制限されない。
ジエンは非共役ジエンであることが好ましい態様の1つとして挙げられる。
共重合体A1のジエンの含有量は、ASTM D 6047に準じて評価できる。
重合体は、接着性により優れ、耐局所疲労性に優れるという観点から、更に、エチレン及びα−オレフィンの共重合体A2を含むことが好ましい態様の1つとして挙げられる。なお本発明において共重合体A2は共重合体A1を含まない。
共重合体A2を構成するα−オレフィンは、共重合体A1を構成するα−オレフィンと同様である。
本発明の組成物に含有される有機過酸化物はペルオキシ基(−O−O−)を有する化合物であれば特に限定されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
有機過酸化物としては、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る。
本発明の組成物に含有されるカーボンブラックは特に限定されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
カーボンブラックとしては、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る。
本発明の組成物は、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、架橋促進剤、ワックス、帯電防止剤、加工助剤、マグネシウムジメタクリレートのような架橋剤を添加剤として含有することができる。
本発明の組成物は加硫剤として実質的に硫黄を含有しないことが好ましい態様の1つとして挙げられる。本発明において、硫黄を実質的に含有しないとは、硫黄の含有量が上記重合体100質量部に対して、0〜0.1質量部であることを意味する。
本発明の組成物は、例えば圧延などによって、シート状に加工することができる。
本発明の組成物は、例えば、150〜170℃の条件下で架橋することができる。本発明の組成物は、架橋後、例えば、接着剤層となることができる。
本発明の組成物は、エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物(以下このゴム組成物を「被着体用ゴム組成物」と称することがある。)で形成されるゴム(被着体)を接着させるための接着剤として使用することができる。
被着体用ゴム組成物に含有される、有機過酸化物、カーボンブラック、及び必要に応じて更に含有することができる添加剤は、それぞれ、本発明の組成物と同様である。
被着体用ゴム組成物の製造方法及び架橋は特に制限されない。例えば、従来公知の方法が挙げられる。
本発明のゴムの接着方法(本発明の方法)は、本発明の接着剤用ゴム組成物を用いて、エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成されるゴムを接着させる、ゴムの接着方法である。
本発明の方法に使用されるゴム組成物は、上記の被着体用ゴム組成物であれば特に制限されない。
本発明の方法によれば、接着剤用ゴム組成物で、例えば、複数のゴムを接着させて、ゴムを大きく又は長くすることができる。
また、本発明の方法によれば、接着剤用ゴム組成物で、例えば、1つのゴムにおける少なくとも2つの端部同士を接着させて、上記1つのゴムを輪(輪状、輪の形)とすることができる。上記1つのゴムは、複数のゴムが予め連結されたものであってもよい。また、上記1つのゴムは、複数のゴムを上記接着剤用ゴム組成物で予め接着させたものであってもよい。輪になったゴムとしては、例えば、エンドレスのコンベヤベルトが挙げられる。
また、複数のゴム(部材)を接着剤層と接着させる場合、複数のゴムの部材としての種類を、同じとすることができる。例えば、上記加工物がコンベヤベルトである場合、本発明の接着剤用ゴム組成物を用いて接続させる部材を、例えば、上面カバーゴム同士、下面カバーゴム同士とすることができる。
また、複数のゴムを接着剤層と接着させる場合、複数のゴムの材質は、同じであっても異なってもよい。
なお、1つのゴムにおける少なくとも2つの端部同士を接着剤用ゴム組成物で接着させて輪とする場合も、上記複数のゴムを接着剤用ゴム組成物で接着させる場合と同様にして、上記少なくとも2つの端部同士を接着できる。
図1は、2つのゴムの端部を縦に積層させて、本発明の接着剤用ゴム組成物で2つのゴムを接着させた加工物を模式的に表す正面図である。
図1において、加工物10は第1のゴム12と第2のゴム14と接着剤層16とを有する。
第1のゴム12と第2のゴム14とは、加工物10が横方向に長くなるように連結されている。
また、加工物10は積層部分18を有する。積層部分18において、第1のゴム12の右端部の下側表面と第2のゴム14の左端部の上側表面との間に接着剤層16が配置され、第1のゴム12と第2のゴム14とは接着剤層16で接着されている。積層部分18において、第1のゴム12の右端部と第2のゴム14の左端部が接着剤層16を介して縦に積層している。
接着剤層16の厚さ17を、0.10〜50.0mmとすることができる。
接着剤層16の幅は特に制限されない。
図2において、加工物20は、第1のゴム22と第2のゴム24と接着剤層26とを有する。
第1のゴム22と第2のゴム24とは、加工物20が横方向に長くなるように連結されている。
また、加工物20は、接合部分28を有する。接合部分28において、第1のゴム22の右端部の側面(切断端面)と第2のゴム24の左端部の側面(切断端面)との間に接着剤層26が配置され、第1のゴム22と第2のゴム24とは接着剤層26で接着されている。接合部分28において、第1のゴム22、接着剤層26、第2のゴム24は横並びに接合している。
接着剤層26の幅27を、0.10〜50.0mmとすることができる。
被着体用ゴム組成物は未加硫(又は未架橋)であっても加硫後(又は架橋後)であってもよいが、接着性により優れるという観点から未加硫(又は未架橋)であることが好ましい。接着剤用ゴム組成物も同様である。
また、本発明の方法によれば、被着体用ゴム組成物のゴムシートの大きさ(例えば、幅、長さ)を大きくすることができる。また被着体用ゴム組成物をエンドレス加工することができる。
本発明のコンベヤベルトは、
本発明の接着剤用ゴム組成物で形成された接着剤層と、
エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成されたゴム層とを有し、上記接着剤層と上記ゴム層とが接着する、コンベヤベルトである。
本発明のコンベヤベルトに使用されるゴム組成物は、上記の被着体用ゴム組成物であれば特に制限されない。
本発明によれば、接着剤層によって、例えば、複数のゴム層を接着させて、ゴム層を大きく又は長くすることができる。
また、本発明によれば、接着剤層によって、例えば、1つのゴム層における少なくとも2つの端部同士を接着させて、上記1つのゴム層を輪(輪状、輪の形)とすることができる。上記1つのゴム層は、複数のゴム層が予め連結されたものであってもよい。また、上記1つのゴム層は、複数のゴム層を上記接着剤用ゴム組成物で予め接着させたものであってもよい。輪になったゴム層としては、例えば、エンドレスのコンベヤベルトが挙げられる。
第1のゴム層及び第2のゴム層のうちのいずれか一方又は両方を、エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成されたゴム層とすることができる。
また、複数のゴム層を接着剤層と接着させる場合、複数のゴム層の部材としての種類を、同じとすることができる。例えば、本発明の接着剤用ゴム組成物を用いて接続させるゴム層を、例えば、上面カバーゴム同士、下面カバーゴム同士とすることができる。
なお、1つのゴム層における少なくとも2つの端部同士を接着剤層で接着させてエンドレスのコンベヤベルトとする場合も、上記複数のゴム層を接着剤層で接着させる場合と同様にして、上記少なくとも2つの端部同士を接着できる。
図1は、2つのゴム層の端部を縦に積層させて、本発明の接着剤用ゴム組成物で2つのゴム層を接着させたコンベヤベルトを模式的に表す正面図である。
図1において、コンベヤベルト10は第1のゴム層12と第2のゴム層14と接着剤層16とを有する。
第1のゴム12層と第2のゴム層14とは、コンベヤベルト10が横方向に長くなるように連結されている。
また、コンベヤベルト10は積層部分18を有する。積層部分18において、第1のゴム層12の右端部の下側表面と第2のゴム層14の左端部の上側表面との間に接着剤層16が配置され、第1のゴム層12と第2のゴム層14とは接着剤層16で接着されている。積層部分18において、第1のゴム層12の右端部と第2のゴム層14の左端部が接着剤層16を介して縦に積層している。
接着剤層16の厚さ17を、0.10〜10.0mmとすることができる。
接着剤層16の幅は特に制限されない。
図2において、コンベヤベルト20は、第1のゴム層22と第2のゴム層24と接着剤層26とを有する。
第1のゴム層22と第2のゴム層24とは、コンベヤベルト20が横方向に長くなるように連結されている。
また、コンベヤベルト20は、接合部分28を有する。接合部分28において、第1のゴム層22の右端部の側面(切断端面)と第2のゴム層24の左端部の側面(切断端面)との間に接着剤層26が配置され、第1のゴム層22と第2のゴム層24とは接着剤層26で接着されている。接合部分28において、第1のゴム層22、接着剤層26、第2のゴム層24は横並びに接合している。
接着剤層26の幅27を、0.10〜10.0mmとすることができる。
<組成物の製造>
下記第1表の各成分を同表に示す組成(質量部)で用い、有機過酸化物以外の成分を予め撹拌機で混合し、これに有機過酸化物を加えて更に混合して、組成物を製造した。
第1表において、ジエン含有量は、重合体全量に対する質量%である。
また、第1表の「有機過酸化物(モル当量)」は、重合体100質量部に対する、上記有機過酸化物が有するペルオキシ基の含有量(モル当量)である。
上記のとおり製造された各組成物を用いて以下の評価を行った。結果を第1表に示す。
なお、初期モジュラス及び初期の接着力を第1表において「ブランク物性」欄に示す。熱老化後モジュラス及び熱老化後の接着力を第1表において「老化後物性」欄に示す。
・モジュラス評価用サンプル
上記のとおり製造された各組成物を160℃で60分間、加熱プレスし、得られたゴムシートから3号ダンベル状の試験片を打ち抜いて、厚さ2mmのモジュラス評価用サンプル(初期モジュラスサンプル)を作製した。
上記初期モジュラスサンプルを180℃の条件下に168時間置く耐熱試験を行い、熱老化後のモジュラスサンプル(熱老化後モジュラスサンプル)を作製した。
上記初期モジュラスサンプル又は熱老化後モジュラスサンプルを用いて、引張速度500mm/分、室温の条件下で引張試験をJIS K6251に準拠して行い、300%モジュラスを測定した。
初期モジュラスの結果は、比較例1の初期モジュラスを100とする指数で表した。
熱老化後モジュラスの結果は、比較例1の熱老化後モジュラスを100とする指数で表した。
モジュラスの結果が100±15である場合、ゴム層と接着剤層との剛性のバランスに優れる。剛性のバランスに優れると耐局所疲労性に優れると考えられる。
・接着性評価用サンプル
上記のとおり製造された比較例1の組成物を厚さ5mmに圧延して、被着体ゴムシートを作製した。次に、上記のとおり製造された各組成物を厚さ5mmに圧延して、接着剤用ゴムシートを作製した。上記被着体ゴムシート1枚と上記接着剤用ゴムシート1枚とを貼り合わせた後に、これを160℃で60分間、加熱プレスすることによって接着性評価用サンプル(初期接着性サンプル)を作製した。接着性評価用サンプルの形状は、JIS K6256−1:2006の「布とのはく離強さ」に準じた。
なお、比較例1において、被着体ゴムと接着剤用ゴムとは同じである。
上記初期接着性サンプルを180℃の条件下に168時間置く耐熱試験を行い、熱老化後の接着性評価用サンプル(熱老化後接着性サンプル)を作製した。
上記初期接着性サンプル又は熱老化後接着性サンプルを用いて、室温(RT)又は150℃の条件下において、JIS K6256−1:2006の「布とのはく離強さ」に準じてはく離試験を行い、はく離力(N/mm)を測定した。
はく離力が大きいほど接着性に優れる。
なお、初期のはく離力を第1表において「ブランク物性 接着力」欄に示す。熱老化後のはく離力を第1表において「老化後物性 接着力」欄に示す。
・共重合体A2−1:エチレン・プロピレン共重合体〔KEP−110、KUMHO POLYCHEM社製〕
・共重合体A2−2:エチレン・1−ブテン共重合体〔Engage HM7487、ダウケミカル社製〕
・共重合体A1−2:エチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体(三井EPT4021、三井化学社製、ジエン含有量8.1質量%)
・共重合体A1−3:エチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体(三井EPT3091、三井化学社製、ジエン含有量5.4質量%)
・共重合体A1−4:エチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体(JSR EP24、JSR社製、ジエン含有量4.5質量%)
・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〕
・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〕
また、本発明の組成物による接着剤層はゴム層との剛性のバランスに優れた。
実施例1、4及び7の結果から、重合体全量に対するジエン含有量が1質量%以下である場合(実施例1、4)は1質量%を超える場合(実施例7)よりも熱老化後における300%モジュラスの指数が好適範囲となり、熱老化後における、ゴム層と接着剤層との剛性のバランスにより優れた。
12 第1のゴム(第1のゴム層)
14 第2のゴム(第2のゴム層)
16 接着剤層
17 厚さ
18 積層部分
20 加工物(コンベヤベルト)
22 第1のゴム(第1のゴム層)
24 第2のゴム(第2のゴム層)
26 接着剤層
27 幅
28 接合部分
Claims (6)
- エチレン、α−オレフィン及びジエンの共重合体A1を少なくとも含む重合体と、有機過酸化物と、カーボンブラックとを含有し、
前記ジエンの含有量が、前記重合体全量に対して、0.01質量%以上であり、
前記ジエンの含有量が、前記重合体全量に対して、2.0質量%以下であり、
前記共重合体A1の含有量が、前記重合体100質量部に対して、1〜20質量部であり、
エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成されるゴムを接着させるために使用される、接着剤用ゴム組成物。 - 前記重合体が、更に、エチレン及びα−オレフィンの共重合体A2を含む、請求項1に記載の接着剤用ゴム組成物。
- 前記ジエンの含有量が、前記共重合体A1に対して、0.5〜10.0質量%である、請求項1又は2に記載の接着剤用ゴム組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の接着剤用ゴム組成物を用いて、エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成されるゴムを接着させる、ゴムの接着方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の接着剤用ゴム組成物で形成された接着剤層と、
エチレン及びα−オレフィンの共重合体と有機過酸化物とカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成されたゴム層とを有し、前記接着剤層と前記ゴム層とが接着する、コンベヤベルト。 - 複数の前記ゴム層を有し、隣接する前記ゴム層が前記接着剤層を介して接着する、請求項5に記載のコンベヤベルト。
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