JPH08295742A - ゴム系複合材の製造方法 - Google Patents

ゴム系複合材の製造方法

Info

Publication number
JPH08295742A
JPH08295742A JP12316595A JP12316595A JPH08295742A JP H08295742 A JPH08295742 A JP H08295742A JP 12316595 A JP12316595 A JP 12316595A JP 12316595 A JP12316595 A JP 12316595A JP H08295742 A JPH08295742 A JP H08295742A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rubber
vulcanization
composite material
adhesion
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP12316595A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3511114B2 (ja
Inventor
Eiken Chin
永健 沈
Masahito Yoshikawa
雅人 吉川
Toshio Naito
壽夫 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP12316595A priority Critical patent/JP3511114B2/ja
Publication of JPH08295742A publication Critical patent/JPH08295742A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3511114B2 publication Critical patent/JP3511114B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 基材表面にCoOx(xは0〜1の範囲の正
数を示す)薄膜を形成したのち、該薄膜上にN−シクロ
ヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドを加硫
促進剤として含有すると共に、オイルを含有したゴム組
成物層を形成し、次いでこのゴム組成物を加硫すること
を特徴とするゴム系複合材の製造方法。 【効果】 本発明によれば、基材とゴム層との湿潤接着
性が優れ、かつ加硫時間が短い上、接着剤を用いずとも
強固に接合することができるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に基材とゴム層との
湿潤接着性が優れ、しかも短時間で加硫接合し得るゴム
系複合材の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、金属の硫化反応を用いてゴム加硫時に強固な接合を
得ることができる金属としては黄銅などの銅合金があ
る。これらの金属を用いて強固な接合を得るためには、
ゴム中に配合する硫黄、促進剤等を通常のゴムと比較し
て硫黄の場合は量を増やし、促進剤の場合は速度の遅い
ものを選択し、配合することが必要となる。また、黄銅
との強固で安定した接着を得るためには、ゴム配合中に
ナフテン酸コバルトを代表とする有機コバルト塩、有機
ニッケル塩等を配合する必要がある。しかしながら、硫
黄の増量、有機コバルト塩等の添加はゴムの耐熱物性に
大きく影響を及ぼす。特に湿潤状態で使用する機械の多
い防振ゴム等では接着させるために有機コバルト塩等を
配合すること、硫黄量を増やすことはできない。しか
も、防振ゴム用に一個当たりの単価の安いものの場合、
生産性を上げるために加硫時間を短くする必要がある。
そのためには加硫温度を上げると共に、未加硫ゴム中に
配合する促進剤の量を増やしたり、加硫速度を早くする
ような配合を選んでいる。このような系では、たとえ有
機コバルト塩のような接着を得るためのプロモーターを
配合しても黄銅系の金属とは加硫時に安定した接着を得
ることができない。
【0003】また、防振ゴムなどの複合材を作製するた
めには、早い加硫時間でも接着反応が進む接着剤を使用
している場合が多いが、接着剤の使用は溶剤などによる
公害の問題があり、接着剤を用いずに基材とゴムとを接
着性よく接合することが望まれる。
【0004】本出願人は、このような点から特開昭62
−87311、62−246278号公報において、ド
ライプレーティング法によりコバルト又はコバルト合金
を基材上に成膜することで未加硫ゴム加硫時に基材/ゴ
ムが強固に接合する複合体を製造する方法を提案した。
また、特開平1−290342号公報では基材/ゴム複
合体製造後の耐久性(耐湿熱劣化性)を向上させる目的
でコバルト成膜時及び成膜後の熱処理によりコバルトの
酸化を行っている。
【0005】しかしながら、更に接着剤を用いることな
く基材とゴムとを接合し得、しかも短時間で加硫接合し
得ると共に、防振ゴムの場合、特にタイヤ等と異なり直
接水がかかる場合が多く、湿潤接着性が重要な接着因子
となるが、かかる湿潤接着性が高い接合方法が望まれて
いる。
【0006】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
基材とゴム層との湿潤接着性が優れ、しかも接着剤を用
いずに短時間でゴムの加硫接合を行うことができるゴム
系複合材の製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、金属等の
基材とゴムとを接合してゴム系複合材を製造するに当
り、基材表面にCoOx(xは0〜1の範囲の正数を示
す)で示される酸化コバルトの薄膜を形成すること、こ
の薄膜上にN−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルス
ルフェンアミド(CZ)を加硫促進剤として用い、かつ
オイルを含有したゴム組成物を加硫接合することが有効
であることを知見した。
【0008】即ち、金属とゴムとを加硫時に直接接着さ
せる場合、ゴム配合にスルフェンアミド系の加硫促進剤
を混ぜることは公知であるが、この系は、他の促進剤に
比べ加硫速度が遅い。しかし、CZを用いる場合、加硫
時間は短くなるものである。ところが、CZを用いた場
合、基材表面にCoOx薄膜を形成して接合を行って
も、湿潤接着性が著しく劣るものであった。このため、
更に検討を進めた結果、ゴム組成物中に鉱物油等のオイ
ルを配合した場合、意外なことに湿潤接着性が顕著に向
上することを知見し、本発明をなすに至ったものであ
る。
【0009】従って、本発明は、基材表面にCoO
x(xは0〜1の範囲の正数を示す)薄膜を形成したの
ち、該薄膜上にN−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジ
ルスルフェンアミドを加硫促進剤として含有すると共
に、オイルを含有したゴム組成物層を形成し、次いでこ
のゴム組成物を加硫することを特徴とするゴム系複合材
の製造方法を提供する。
【0010】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明のゴム系複合材の製造方法において、対象と
なる基材の種類は特に制限されず、金属、セラミック
ス、プラスチック等に適用可能である。この場合、金属
基材の種類としては、例えば鉄鋼、ステンレススチー
ル、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、
銅、銅合金、亜鉛、亜鉛合金、アモルファス合金などが
挙げられるが、これらに限定されるものではない。ま
た、セラミックス、プラスチックとしてもその目的に応
じて種々のものを選定することができる。この基材の形
状、サイズなどは目的に応じて適宜選定される。
【0011】本発明においては、このような基材のゴム
と接着すべき表面にCoOx(xは0〜1の範囲の正数
を示す)薄膜を形成する。この場合、CoOx薄膜を形
成する方法としては、各種気相めっき法により形成した
り、またCo薄膜を形成した後、これを酸化するなどの
方法で形成することができるが、スパッタリング法、特
にマグネトロンスパッタリング法、対向ターゲット型ス
パッタリング法を採用することが、簡便でかつ密着性に
優れたCoOx薄膜を形成し得る点から好ましい。
【0012】なお、基材表面にCoOx膜を形成する場
合、その前処理としてクリーニング処理をすることが望
ましい。その方法としては、溶剤洗浄、超音波洗浄、
酸、アルカリ洗浄等の湿式法、コロナ放電処理法、不活
性ガス雰囲気で行う大気圧プラズマクリーニング法、真
空中で行うプラズマクリーニング法、逆スパッタ法等の
乾式法が挙げられる。これらの処理により基材とCoO
x膜との密着性を高めることが望ましい。
【0013】また、上記スパッタリング法によりCoO
x膜を形成する場合、成膜時に酸化性を有するガスとス
パッタリングのためのガスを混合し反応させる方法が好
適で、一般には反応性スパッタリング法が採用される。
この場合、酸化するためのガスとして、酸素、オゾン、
空気、水等の酸素原子を有するものを使用できるが、特
に限定するものではない。スパッタリング用の不活性ガ
スとしてはヘリウム、アルゴン等が用いられるが、工業
的に用いることから最も安価なアルゴンが好ましい。こ
れらのガスの混合比を変えることでCoOx膜の酸化度
をコントロールすることができるが、使用する装置の大
きさ、コバルトターゲットの大きさ、真空チャンバーの
到達真空度、スパッタリング方法の違い等により得られ
る酸化度はばらつく。
【0014】この場合、所定真空度(ガス圧力)での種
々の不活性ガスと酸素分子を有するガスとの比率におけ
るターゲットに投入するDCパワーに対する投入電圧の
変化を測定し、投入パワー対ターゲット及び基材間の電
圧(投入電圧)曲線を作成し、該電圧が急激に変化(上
昇)するパワーの変移点を求めると共に、スパッタリン
グを、この変移点以上のパワーで成膜を行う方法を採用
することが好ましい。この場合、変移点近傍では接着性
にばらつきが生じるおそれがあるため、好ましくは少な
くともパワー変移点より30W以上、より好ましくは5
0W以上、更に好ましくは100W以上のパワーでスパ
ッタリングを行う。これにより、酸化コバルトの酸化度
が高く、優れた接着性を有する酸化コバルト薄膜が得ら
れる。
【0015】なお、スパッタリングのその他の条件は公
知の通常の条件とすることができるが、真空度は1mT
orr〜1Torrとすることが好ましく、また不活性
ガスに対する酸素分子を有するガスの混合割合は投入す
る電力により異なるが、容量比として不活性ガス:O2
=1:0〜1:1の範囲とすることが望ましい。
【0016】酸化コバルト膜の膜厚は目的に応じて選定
することができるが、通常10Å〜100μmが薄膜の
生産性から好ましく、特に50Å〜1μmが好ましい。
【0017】一方、本発明で用いるゴム組成物中のゴム
成分としては、天然ゴム(NR)、及び構造式中に炭素
−炭素二重結合を有する合成ゴムを単独で或いは2種以
上ブレンドして使用できる。上記合成ゴムには、イソプ
レン、ブタジエン、クロロプレン等の共役ジエン化合物
の単独重合体であるポリイソプレンゴム(IR)、ポリ
ブタジエンゴム(BR)、ポリクロロプレンゴム等、前
記共役ジエン化合物とスチレン、アクリロニトリル、ビ
ニルピリジン、アクリル酸、メタクリル酸、アルキルア
クリレート類、アルキルメタクリレート類等のビニル化
合物との共重合体であるスチレンブタジエン共重合ゴム
(SBR)、ビニルピリジンブタジエンスチレン共重合
ゴム、アクリロニトリルブタジエン共重合ゴム、アクリ
ル酸ブタジエン共重合ゴム、メタアクリル酸ブタジエン
共重合ゴム、メチルアクリレートブタジエン共重合ゴ
ム、メチルメタアクリレートブタジエン共重合ゴム等、
エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類
とジエン化合物との共重合体〔例えばイソブチレンイソ
プレン共重合ゴム(IIR)〕、オレフィン類と非共役
ジエンとの共重合体(EPDM)〔例えばエチレン−プ
ロピレン−シクロペンタジエン三元共重合体、エチレン
プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン三元共
重合体、エチレンプロピレン−1,4−ヘキサジエン三
元共重合体〕、シクロオレフィンを開環重合させて得ら
れるポリアルケナマー〔例えばポリペンテナマー〕、オ
キシラン環の開環重合によって得られるゴム〔例えば硫
黄加硫が可能なポリエピクロロヒドリンゴム〕、ポリプ
ロピレンオキシドゴム等が含まれる。また、前記各種ゴ
ムのハロゲン化物、例えば塩素化イソブチレンイソプレ
ン共重合ゴム(Cl−IIR)、臭素化イソブチレンイ
ソプレン共重合ゴム(Br−IIR)等も含まれる。更
に、ノルボルネンの開環重合体も用い得る。また更に、
ブレンドゴムとしては上述のゴムにエピクロロヒドリン
ゴム、ポリプロピレンオキシドゴム、クロロスルフォン
化ポリエチレン等の飽和弾性体をブレンドして用いるこ
ともできる。
【0018】本発明で用いるゴム組成物には、更に硫
黄、有機硫黄化合物、その他の架橋剤を上記ゴム成分1
00部(重量部、以下同様)当り好ましくは0.01〜
10部、より好ましくは0.1〜6部が配合され、また
加硫促進剤として本発明ではCZ(N−シクロヘキシル
−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)が配合され
る。この場合、CZの配合量はゴム成分100部に対し
て0.01〜10部、特に0.1〜5部とすることが好
ましく、本発明においてはCZを用いることで加硫時間
を短くすることができる。
【0019】更に、本発明のゴム組成物には、例えばパ
ラフィン系、ナフテン系、芳香族系プロセスオイル、エ
チレン−α−オレフィンのコオリゴマー、パラフィンワ
ックス、流動パラフィン等の鉱物油、ひまし油、綿実
油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、
落花生油等の植物油などのオイルを配合するもので、こ
れによりCZの使用に伴う上記CoOx薄膜上における
ゴムとの湿潤接着性を向上させることができる。オイル
の配合量はゴム成分100部に対して3〜50部、特に
4〜10部とすることが好ましい。オイルの配合量が少
なすぎると湿熱接着性改善効果が少なく、多すぎるとゴ
ム自身のバネ特性が大きく変化する。特に防振ゴムの場
合、振動を減衰させるために重要なtanδが大きく変
化する傾向がある。
【0020】上記ゴム成分には、更に常法に従い、目
的、用途などに応じてカーボンブラック、シリカ、炭酸
カルシウム、硫酸カルシウム、クレイ、マイカ等の充填
剤、亜鉛華、ステアリン酸等の加硫促進助剤等を添加し
てゴム組成物を調製することができる。なお、本発明に
おいては、部分酸化コバルトとゴムとの加硫接着促進剤
として有機コバルト塩類を特に配合する必要はない。
【0021】上記ゴム組成物と基材表面のCoOx薄膜
との接合は、該薄膜上にゴム組成物を加熱圧着して加硫
接着するものであるが、加硫法は硫黄加硫のほか、ジチ
オモルフォリン、チウラム加硫等の有機硫黄化合物によ
る有機硫黄加硫などが採用され、常法に従って加硫する
ことができる。これらの中では特に硫黄加硫による方法
が好ましい。この場合、硫黄や有機硫黄化合物中の硫黄
の配合量はゴム成分100部に対して0.5〜7部、特
に1〜6部とすることが好ましい。
【0022】本発明方法では、上記硫黄を例えば5〜6
部といった多量配合したゴム組成物で、長時間加硫接着
を行った後、例えば−60℃程度の低温雰囲気下で剥離
試験を行った場合でもCoOx薄膜内の破壊が生じず、
基材とゴムとを強固に接合でき、このため本発明方法は
金属等の基材とゴムとの接合強度を必要とするタイヤ、
動力伝達ベルト、コンベアベルト、ホース等の繊維状金
属を芯材に用いたゴム系複合材や防振ゴム、免振材、ゴ
ムクローラ、ラバースクリーン、ゴムロールなどの各種
ゴム製品や部品類の製造に広く応用できる。特に、本発
明は、湿潤接着性が良好であるため、防振ゴム等の製造
に有効である。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、基材とゴム層との湿潤
接着性が優れ、かつ加硫時間が短い上、接着剤を用いず
とも強固に接合することができるものである。
【0024】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【0025】〔実施例、比較例〕基材として10×75
×0.5mmのアルミニウム試験片を用い、まず表面を
アセトンで洗浄した後、高周波13.56MHz、10
0Wで5分間減圧アルゴンプラズマ処理を行った。上記
基材上にマグネトロンスパッタリング法でCoOx膜を
目標厚み500Åで形成した。スパッタリング時の条件
は、スパッタ用ガスとしてアルゴン18ml/分、酸化
用として酸素6ml/分をスパッタ装置内に流し、ガス
圧力5mTorrで、ターゲット投入パワーを800W
として30秒間成膜を行った。
【0026】次に、表1に示す配合系のゴム組成物を用
いて接着性を検討した。加硫時間はそれぞれ配合後最適
加硫時間をキュラストメーターで測定し、その時間を2
倍した時間をテストピースの加硫時間として150℃で
加硫した。表2に接着のデータを示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】なお、ドライ接着は上記ゴム組成物を加硫
接着して得られたゴム系複合材につき、引張試験機によ
り50mm/分の引張強度にて90度剥離試験を室温、
大気中で行った。ウエット接着は、上記接着試験におい
て、ゴム−基材界面に水を滴下し、界面に水が存在する
中で90度剥離テストを行った。
【0030】表1の結果より、加硫促進剤A、即ちCZ
を用いた場合に加硫速度が速く、防振ゴムのような小型
製品を製造する場合に有利であることがわかる。しか
し、表2の配合ナンバーAの結果に見られるように、オ
イル無配合の系ではウエット接着(湿潤接着性)が悪
い。ところが、これにオイルをある程度以上添加するこ
とで湿潤接着性が向上することが認められる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材表面にCoOx(xは0〜1の範囲
    の正数を示す)薄膜を形成したのち、該薄膜上にN−シ
    クロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドを
    加硫促進剤として含有すると共に、オイルを含有したゴ
    ム組成物層を形成し、次いでこのゴム組成物を加硫する
    ことを特徴とするゴム系複合材の製造方法。
  2. 【請求項2】 オイルの配合量がゴム組成物中のゴム成
    分100重量部に対して3〜50重量%である請求項1
    記載の製造方法。
JP12316595A 1995-04-24 1995-04-24 ゴム系複合材の製造方法 Expired - Fee Related JP3511114B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12316595A JP3511114B2 (ja) 1995-04-24 1995-04-24 ゴム系複合材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12316595A JP3511114B2 (ja) 1995-04-24 1995-04-24 ゴム系複合材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08295742A true JPH08295742A (ja) 1996-11-12
JP3511114B2 JP3511114B2 (ja) 2004-03-29

Family

ID=14853800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12316595A Expired - Fee Related JP3511114B2 (ja) 1995-04-24 1995-04-24 ゴム系複合材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3511114B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0872510A3 (en) * 1997-04-15 1999-07-28 Bridgestone Corporation Process for producing rubber-based composite material
WO2019102747A1 (ja) * 2017-11-24 2019-05-31 Nok株式会社 ゴム積層金属用nbr組成物

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0872510A3 (en) * 1997-04-15 1999-07-28 Bridgestone Corporation Process for producing rubber-based composite material
WO2019102747A1 (ja) * 2017-11-24 2019-05-31 Nok株式会社 ゴム積層金属用nbr組成物
JPWO2019102747A1 (ja) * 2017-11-24 2020-12-17 Nok株式会社 ゴム積層金属用nbr組成物
US11780993B2 (en) 2017-11-24 2023-10-10 Nok Corporation NBR composition for rubber laminated metal

Also Published As

Publication number Publication date
JP3511114B2 (ja) 2004-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5290378A (en) Method for preparing a rubber-based composite material
US4872932A (en) Method for making rubbery composite materials by plating a metal substrate with a cobalt alloy
US5284543A (en) Method for preparing a rubber-based composite material
US6361643B2 (en) Method for reducing mechanical vibration in metal constructions
JP3610991B2 (ja) ゴム系複合材の製造方法
US4211824A (en) Bonding rubber to metal
JP3582557B2 (ja) ゴム系複合材料の製造方法
JPH08295742A (ja) ゴム系複合材の製造方法
JP3555643B2 (ja) ゴム系複合材料の製造方法及びゴム系複合材料の設計方法
US4049875A (en) Bonding rubber to ferrous metal through a deposit of copper and adhesive and laminate therefrom
JP5191192B2 (ja) 分子接着剤、架橋反応性固体表面及び該架橋反応性固体表面の製造方法
JP2884699B2 (ja) ゴムの接合方法
JP2917382B2 (ja) ゴムの複合化方法
WO2001027196A1 (fr) Composition de caoutchouc, matiere composite et procede de fabrication de ladite matiere composite
JPH03220242A (ja) ゴムの接合方法
JP2535915B2 (ja) 基材とコバルト又はコバルト合金薄膜との付着力向上方法
US6468401B1 (en) Formation of metal compound thin film and preparation of rubber composite material
JPS591548A (ja) ゴム組成物
JP2605284B2 (ja) 金属基材と金属薄膜との付着力向上方法
CA1075581A (en) Copper coat strengthens ferrous metal bond to rubber
JPH0450954B2 (ja)
JP2004237550A (ja) ゴム系複合材料の製造方法
JPH0148284B2 (ja)
JP2004237548A (ja) ゴム系複合材料の製造方法
JP2004237547A (ja) ゴム系複合材料の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031215

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees