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

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。