JPH03133631A - 金属およびゴムよりなる複合部材ならびにそれらの製造方法 - Google Patents

金属およびゴムよりなる複合部材ならびにそれらの製造方法

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JPH03133631A
JPH03133631A JP2270642A JP27064290A JPH03133631A JP H03133631 A JPH03133631 A JP H03133631A JP 2270642 A JP2270642 A JP 2270642A JP 27064290 A JP27064290 A JP 27064290A JP H03133631 A JPH03133631 A JP H03133631A
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JP
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rubber
metal
parts
polyamide
elastic rubber
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JP2270642A
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English (en)
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Hans Jadamus
ハンス・ヤダムス
Klaus-Peter Richter
クラウス―ペーター・リッヒター
Heinz Dr Scholten
ハインツ・シヨルテン
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Huels AG
Original Assignee
Huels AG
Chemische Werke Huels AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/06Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of natural rubber or synthetic rubber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/14Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising synthetic rubber copolymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、少なくともそれぞれ金属成分およびゴム成分
よりなり、そして接着性ポリアミド層を有する複合部材
ならびにそのような部材の製造方法に関する。
[従来の技術] 単一の材料は、対象から要求されるすべての性質に常に
寄与するというわけではないことはよく知られている。
例えば、高い強度、曲げ強さまたは硬度を一方において
そしてすぐれた振動減衰性、柔軟性または研磨強さを他
方において兼備され得ない。一つの物体がこれらの諸性
質を兼ね備えるべきであるならば、その時は数種の工作
材料よりなる複合物が使用される。
この場合には、金属およびゴムを使用することが必要と
される。成分たる金属およびゴムが互いに堅く結合され
ている建築部材を製造するためには、今日の技術水準に
よれば、次のとおりに行われる: 1、金属成分を、例えば、鋳造、プレス、切削または引
き抜きによって成形する。
2、金属成分の表面を、例えば、脱脂、砂吹き、真鍮メ
ツキまたはリン酸塩処理によって処理する。
3、ブライマーを、例えば芳香族化合物または塩素化炭
化水素中の溶液から適用する。
4、溶剤を、蒸発によって除去する。
5、接着促進剤を、溶液から例えば芳香族化合物または
塩素化炭化水素中の溶液から適用する。
6、溶剤を、蒸発によって除去する。
7、そのようにして前処理された金属表面上に弾性ゴム
を適用しそして加硫する。
金属および弾性ゴムまたはゴムの間の接着を促進する物
質は、例えば、クレーマン(W、 Klee−mann
)著「弾性加工のための混合物(旧schungenf
ur die Elastverarbeitung、
Leipzig、1982 )ならびに「ゴム工業のた
めのバイエル−ポケットブック(Bayer−Tasc
henbuch fur Gummi4ndustri
e+1963)ならびに特に商品名“ケモシル(Che
mos i l)”の下にヘンケル社(tlenkel
 KGaA)の社内刊行物に記載されている。
公知の諸方法は、種々の理由から改良の余地がある: 1、 それらは、多くの加工工程よりなることから生ず
るように煩雑である。
2、 それらは、環境汚染および作業場における健康に
対する危険に関して考慮を要する:溶剤は、無害ではな
くそして廃棄しなければならない。
3、処理された金属成分の貯蔵可能性は、限られている
4、 工程は、自動化されえない。
[発明が解決しようとする問題点] この度、本発明者らは、一定の弾性ゴム組成物と接触せ
しめるに先立って金属表面をそれ自体公知の方法でポリ
アミドで被覆するならば、通常の接着促進剤およびブラ
イマーを有利に省略しうることを見出した。
ポリアミドは、静電粉末塗装によるかまたは流動浸せき
の方法によって適用される。ラッカーの形のポリアミド
または押し出し被覆によって適用することも可能である
が、この方法はあまり有利ではない。適当な粉末塗装方
法は、例えばヒュルス社(Huls AG、D−437
0Marl)の1987年11月の技術文書No、52
15においてフェルトマン(R,Feldmann)に
よって記載されている。被覆方法は、従来腐食に対して
金属表面を保護するために用いられた;弾性ゴムに対す
る接着促進剤としての使用は、従来記載されているよう
に新規である。
金属と弾性ゴム、またはゴムとの間の接着促進剤として
ポリアミドを使用することは、従来の方法に比較して一
連の利点を提供する:1、溶剤を使用しないので、生態
学的ならびに衛生学的問題が生じない。
2、接着促進性ポリアミドによって処理された金属部材
は、実際上無条件に貯蔵しうる。
3、工程は自動化されうる。
本発明による方法にとっては、下記の弾性ゴムが使用さ
れる。これらの弾性ゴムは、過酸化物または他の遊離基
として作用しうる添加剤が使用されなければならない。
硫黄または硫黄消費物を基礎とした加硫剤単独では、こ
の方法に適さない。
金属成分としては、好ましくは鋼よりなる工作材料が使
用されるが、鉄またはアルミニウムまたは真鍮のような
非鉄金属もまた使用されうる。表面は、例えば、脱脂、
砂吹きまたはリン酸塩処理によって前処理されうる。ポ
リアミド粉末被覆においてしばしば必要と考えられるプ
ライマーはここでは不必要である。
ポリアミド(PA)  としては、好ましくはPA10
12、PA 11 、PA 12およびPA 1212
が使用される。1.4ないし2.0、好ましくは1.5
ないし1.7の(DIN 53727に記載された条件
に従って測定された)m−クレゾール中における比粘度
を有するPA12  が特に好ましい。ポリアミドは、
粉末として使用される。粒子の直径は、200μmであ
りうる。ポリアミドは、場合によっては、例えば触媒、
安定剤または顔料のような添加剤を含有しうる。適当な
ポリアミドを製造するための方法は、公知である〔ヴイ
ーヴエック/ミュラー (R,Vieweg/A、Mu
ller、プラスチックハンドブック(Kunstst
offhancjbuch)第6巻ポリアミド(C,H
anser Verslag Munchen)196
6年第187頁;フロイド著(D、E、Floyd) 
 [ポリアミド樹脂(Polyamide Re5in
s)J第2版(Chapman HallNew Yo
rk/ London 1966年第55頁参照)]。
被覆のためのポリアミド粉末の製造は、例えばドイツ特
許出願公開筒3,510,687号、第3.510,6
88号、第3,510,689号、第3,510,69
0号および第3,510,691号に記載されている(
ヨーロッパ特許出願公開第帆202,393号、第0.
199,000号、第0.200,853号第0.20
0,852号および第0.202,389号に対応する
)。
使用される弾性ゴム組成物は、下記のものを含有する: カルボキシル基または無水物基を含有する弾性ゴム  
        100重量部添加剤     10な
いし300重量部過酸化物加硫剤  1ないし10重量
部加硫活性化剤  0.5ないし 4重量部軟化剤  
    Oないし150重量部使用される弾性ゴムは、
各種の適当な型の混合物でもよい。好ましくは、EP 
(D) M−およびNBR−ゴムが使用される。
EPM−ゴムは、公知方法で、チーグラー−ナツタ触媒
の存在下に、エチレン25ないし75%およびプロピレ
ン75ないし25%の混合物の重合によって製造される
EPDM−弾性ゴムは、類似の方法で、下記のもの、す
なわち、 エチレン25%以上、 プロピレン25%以上および ジエンエないし10%、とくに1ないし3%よりなる混
合物の重合によって製造される。このジエンは、共役さ
れていてはならない。ビシクロ(2,2,1)へブタジ
ェン、ヘキサジエン−1,4、ジシクロペンタジェンお
よび特に5−エチリデンノルボルネンが好ましい。
EP (D) M−ゴムのカルボキシル化は、例えば、
公知の方法で、場合によってはラジカル開始剤の存在下
に、例えばマレイン酸またはマレイン酸無水物(MSA
)のような不飽和酸または酸誘導体を配合することによ
って行われる。適当な製造方法は、例えば米国特許第4
,010,223に記載されている。
そのようなカルボキシル化されたEPM−ゴムは、例え
ば、エクソン社(EXXON)からエクセロール(EX
XELOR″)の商品名で製造される。例えば、ブナウ
ェルケン・ヒュルス社(Bunaserken Hul
sGmbll、 D−4370Marl)のマレイン酸
無水物で変性されたBIINARAP (商品名:“ベ
スタミド(BESTAMIDX 4496)”が適当な
EPDM−ゴムであることが判った。
ニトリル−ゴム(NBR)は、よく知られているように
ブタジェン50ないし80重景%およびアクリルニトリ
ル50ないし20重量%の共重合によって製造される。
特別な変性によってカルボキシル基を含有するニトリル
ゴムが形成される。ここでは、ブタジェン、アクリルニ
トリルおよびアクリル酸、メタクリル酸またはソルビン
酸が重要である。
そのような混合物の加硫物は、高い引っ張り強度、すぐ
れた弾性および極めて優れた摩擦抵抗によって卓越して
いる。ニトリルゴムにとって典型的な耐油−および耐溶
剤抵抗性は、不変のままである。
適当なカルボキシル化NBR−ゴムは、例えば、グツド
イヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー社(GO
ODYEARTIRE & RUBBERCompan
y。
八kron、 0hio、 ll5A)より商品名ケミ
グム(CIIEMI−GtlM ” NX 775)ま
たはグツドリッチ社(BF GOOD−RICH+ N
V、 Arnheim)により商品名ハイカー(HYC
ARR1472) として製造されている。
添加剤としては、例えば煤、ケイ酸、ケイ酸塩および炭
酸カルシウムならびに酸化亜鉛およびステアリン酸のよ
うなすべてのBP (D) M−およびNBR−ゴムに
とって通常の充填物質が適当である。
適当な軟化剤は、特に鉱油またはエステルおよびエーテ
ルのような合成の軟化剤である。その場合、EP (D
) M−ゴムの場合には、好ましくは鉱油、特にナフテ
ン油が使用される。軟化剤の量は弾性ゴム100重量部
に関して150重量%、好ましくは50重量部までであ
りうる。
適当な過酸化物加硫剤は、専門家にとってよく知られて
いる過酸化物、例えば2,5−ジメチル2.5−ビス(
第三ブチルペルオキシ)ヘキサン、ジクミルペルオキシ
ド、4,4−ジー第三ブチルペルオキシ−〇−ブチルバ
レレート、1、1−ジー第三第三−ルチルペルオキシ、
3.5− 1−リンチルーシクロヘキサンおよびビス(
第三−ブチルペルオキシイソプロピル)ペンゾールであ
る。。過酸化物加硫剤を使用するための詳細は、アクゾ
ウヘミー社(八kzo−Chemie)のパンフレ・ン
ト“ラバ゛リー・ケミカル−クロスリンキング−ペルオ
キシド(Rubbery Chemical−Cros
slinking−Peroxided)”から知られ
る。
加硫活性剤としては、例えば、エチレングリコールジメ
タクリレー) (EDMA)およびトリメチロールプロ
パンリメタクリレート(TRIM)のようなトリアリル
シアヌレート(TAC)およびアクリレートが適当であ
る。好ましくは、TACおよび/またはEDMAが使用
される。
複合部材の製造は、好ましくは圧力下に、ポリアミドで
被覆された金属と緊密に接触せしめた上記の弾性ゴムの
加硫によって行われる。加硫条件は、従来の接着促進剤
を用いた場合に適用される条件とそれ自体同一である。
好ましくは、加硫は、 140ないし200°C1特に
150ないし180℃の温度において5ないし10分間
に実施される。
金属およびゴムよりなる典型的な複合部材は、例えば、
ゴムで被覆されたローラー、シーリング材、フランジ、
緩衝材、スプリング部材、振動減衰材、金属補強ゴム材
、カップリング−およびブレーキディスクである。その
ような構造部材の特別な利点は、腐食性の媒質、特に腐
食性の塩に対するそれらの抵抗性である。
〔実施例〕
以下の実施例によって本発明を更に説明する。
その際、以下の物質が使用される: エクセo−ルR(EXXELOR” )VA1803は
、エクソン社(Exxon Chemicals、Wi
lmington、 Delaware。
USA)のマレイン酸無水物で変性されたEPM−ゴム
である。この製品の性質は、1988年3月1日付けの
技術文書“EXXELORVA”に記載されている。
ZnOは、グリ口・ウエルケ社(Grillo−Wer
ke A(++D−3380Goslar)の亜鉛華(
Rotsiegel)の名称で示されている。
ヴルカシルR(VULKASTL ” ) Cは、バイ
エ)Lt社(Bayer AG、 D−5090Lev
erkusen)から得られる高活性ケイ酸である。
ジルコツル” (CIRCO5OL Il′4240)
 は、サン・オイル社(Sun Oil、Antwer
p)の主としてナフテン系の鉱油である。
ヴルカノックス” (VULKANOX ” ) us
ハ、バイエル社(Bayer AG、 D−5090L
everkusen)の老化防止剤である。それは、2
,2.4− )ジメチル−1,2ジヒドロキノリンであ
る。
パー力ドックス” (PERKADOX ll′)14
/40およびBe2Oは、アクシー−ヘミー社(Akz
o−Chemie、 3800^Z)製の過酸化物であ
る。
TAC(トリアリルシアヌレート)およびEDMA(エ
チレングリコールジメタクリレート)は、デグッサ社(
Degussa、D−6450Hanau)の製品であ
る。
ヘミグム” (CI(EMIGUM ” )  NX7
75は、グツドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー社(G
oodyearTire and Rubber、Ak
ron、0hio、USA)製のカルボキシル基含有N
BR−ゴムである。この製品の性質は、製品説明書(C
HEMIG[IM RNX775)ニ記載されている。
例1(カルボキシル化EPM−ゴムを用いたもの)1 
mmの厚さの鋼板を加熱炉内において400°Cに10
分間加熱し、そしてそれを流動床において10秒間浸漬
する。そこには商品名ヴエストシント” (VESTO
3INT” )1101の市販の塗装用粉末を満たしで
ある。被覆された鋼板を冷却させる。
ポリアミドで被覆された鋼板を4 mmの幅を陽でて置
き、この部分の接着を防ぐために、テフロンフィルムを
有する第三の板で覆いそして鋼板および分離フィルムを
下記のもの、すなわち、エクセロール1■八1803 
     100部ZnO5部 ヴルカシルRC60部 ’/)L/’:l ソ)Lt” 4240      
   40部ヴルカノックスRH32部 バー力ドックス” 14/40     7.5部TA
C3部 よりなる膜で覆いそしてこの複合物を170″Cおよび
200バールにおいて20分間プレスする。金属および
ゴムは、この処理の後においてはゴムの凝集力破壊によ
ってのみ互いに分離される。
例2(カルボキシル化されたNBR〜ゴムを用いたもの
) 例1を繰り返すが、但し他のゴム混合物を用いる: ケミグム1lNX 775        100部ス
テアリン酸           1部ヴルカシルRC
40部 バー力ドックス” BC403部 活性他剤EDMA          0.5部この複
合体においてもゴムおよび金属は、ゴムにおける凝集力
破壊によってのみ互いに分離される。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記の各成分: 1、金属; I 、接着促進性ポリアミド層および II、−カルボキシル基または無水物基を含有する弾性ゴ
    ム100重量部、 −添加剤10ないし300重量部、 −過酸化物加硫剤1ないし10重量部、 −加硫活性化剤0.5ないし4重量部および−軟化剤0
    ないし150重量部、 よりなる弾性ゴム混合物の加硫によって得られたゴム、 よりなる複合部材。 2、ポリアミドが系列;PA1012、PA11、PA
    12およびPA1212より選択されたものである請求
    項1に記載の複合部材。 3、ポリアミドが1.4ないし2.0、好ましくは1.
    5ないし1.7の比粘度を有するPA12である請求項
    2に記載の複合部材。 4、カルボキシル基または無水物基を含有する弾性ゴム
    がカルボキシル化されたEPM−、EPDM−および/
    またはNBR−ゴムである請求項1ないし3に記載の複
    合部材。 5、 I 、金属部分がポリアミドで被覆されたおり:II
    、次いでゴム混合物の加硫がポリアミドで被覆された金
    属との緊密な接触の下に行われる、 ことを特徴とする請求項1ないし3による複合部材の製
    造方法。
JP2270642A 1989-10-12 1990-10-11 金属およびゴムよりなる複合部材ならびにそれらの製造方法 Pending JPH03133631A (ja)

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