JPH10325434A - ゴム製空気ばねを固定用スリーブに固定する接着積層物および方法 - Google Patents

ゴム製空気ばねを固定用スリーブに固定する接着積層物および方法

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JPH10325434A
JPH10325434A JP10048570A JP4857098A JPH10325434A JP H10325434 A JPH10325434 A JP H10325434A JP 10048570 A JP10048570 A JP 10048570A JP 4857098 A JP4857098 A JP 4857098A JP H10325434 A JPH10325434 A JP H10325434A
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adhesive
primer
air spring
bead
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JP10048570A
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Russel W Koch
ラツセル・ダブリユー・コツク
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/12Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives
    • C08J5/124Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives using adhesives based on a macromolecular component
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車、例えばトラックなどのゴム製空気ばねを
固定用スリーブの座面に接着させる。 【解決手段】 上記空気ばねのビード上にゴム用プライ
マーを下塗りしそして上記固定用スリーブの座面上に固
定用プライマーを下塗りする。上記ゴム用プライマーと
固定用プライマーの間に接着剤を位置させることで、上
記空気ばねを上記スリーブの座面に永久的に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は、ゴム製空気ばね(air s
pring)を支持スリーブ(support sle
eve)に永久的に接着させる方法に関するばかりでな
く接着積層物(adhesive laminate)
にも関する。
【0002】
【発明の背景】車の車軸または車とフレームの間の動き
を和らげる目的でこれまで空気ばねが用いられてきた。
軸上のハウジング(housing)、例えば金属スリ
ーブなどへの上記空気ばねの取り付けは、典型的に、圧
力ばめもしくは金属クリンピングリング(crimpi
ng ring)または両方を用いて物理的に行われて
きた。圧力ばめは、それを車に取り付ける前の取り扱い
中にしばしば空気ばねが金属スリーブから離れることで
それらを再び組み立てる必要があると言った欠点を有し
ていた。金属クリンピングリングは、それの取り付けで
追加的労力を要しかつ高価であると言った欠点を有して
いた。
【0003】
【発明の要約】ゴム製空気ばねにビード部分(bead
portion)を持たせて、それを固定用スリーブ
(fixturing sleeve)の座面(sea
t)部分に接着させる。このゴム製空気ばねのビード部
分にゴム用プライマー(primer)、例えばトリク
ロロトリアジントリオンなどを下塗りし、そして上記ス
リーブの座面に固定用プライマー、例えばクロロスルホ
ン化ポリエチレンと塩素化パラフィンとポリ(p−ジニ
トロソベンゼン)の1つ以上を含む混合物を下塗りす
る。接着剤、例えばエポキシなどを用いて上記ゴム用プ
ライマーと固定用プライマーを化学的に結合、即ち一緒
に接着させる。強力な接着が生じ、この力は、上記空気
ばねを適切な場所に保持するに要する力の少なくとも2
倍である。
【0004】
【好適な態様の詳細な説明】本発明の空気ばねを番号1
0で一般的に示し、これは本技術分野および文献で知ら
れる通常の如何なる空気ばねであってもよい。空気ばね
10は1種以上のゴムから作られていて、その中に存在
するプライは少なくとも1から約6層であるが、2層ま
たは3層のプライが好適である。プライ12は、図3に
示すように、上記空気ばねが荷重下に置かれた時、即ち
車に取り付けられた時、それが半径方向にほんの僅か膨
張することを可能にするものである。この用語「半径方
向に僅か膨張する」は、空気ばねが荷重下で半径方向外
側に膨張する度合が荷重がかかっていない時に対比して
一般に10パーセント以下、望ましくは5パーセント以
下、好適には2パーセント以下であるか、或は全く膨張
しないことを意味する。このプライ12は通常の如何な
る材料でか或は適切な材料で作られていてもよく、例え
ばレーヨン、ポリエステル、ナイロンおよびKevla
rなどで作られていてもよく、一般的にはナイロンが好
適である。上記空気ばねは通常の如何なるゴム14で作
られていてもよく、一般的には、炭素原子数が4から1
0の共役ジエン、例えばブタジエン、イソプレン、2−
クロロブタジエンなど(これらを任意に炭素原子数が8
から12のビニル置換芳香族、例えばスチレン、α−メ
チルスチレンなどと一緒に共重合させてもよい)から作
られたゴムである。好適なゴムには天然ゴム、天然ゴム
とスチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴ
ム、合成ポリイソプレンゴムなどとのブレンド物が含ま
れ、好適には天然ゴムとネオプレンのブレンド物であ
る。このゴム製空気ばねの形状(膨張した時)は一般に
図1に示すように円柱形であり、それには上方末端部、
即ちビード部分16と、下方末端部、即ちビード部分3
0が含まれている。上記上方ビード部分にはその中に金
属ビード18が含まれている。図1で最も良く分かるで
あろうように、上方のビード部分はブランケット20に
巻き込まれていて車、例えばトラックなどのフレーム
(示していない)に固定されている。上記フレームには
金属ボトムプレート22が含まれていて、それの周囲部
分は折り曲げ可能である。上記ボトムプレートの周囲部
分24を曲げることで機械的結合を生じさせ、そして図
1および3に示す様式で上方ビード16部分の回りを巻
き込ませることによって、空気ばねの上方部分とブラン
ケット20をしっかりと噛み合わせる。
【0005】図1で分かるであろうように、空気ばねの
下方ビード部分30は、一般に、方形化(square
d off)または平らな表面32を含んでいて、ビー
ドトー(bead toe)34、ビードヒール(be
ad heel)36および金属補強ビード38を有す
る。空気ばね10の下方ビード部分30は固定用スリー
ブ40に取り付けられていて、スリーブ40は一般に車
軸にしっかりと固定されている。図2で最も良く分かる
であろうように、上記固定用スリーブは補強用ウエブ4
2と上方に伸びている周アーム44を有する。アーム4
4は、半径方向外側に伸びている小型フランジ46を有
しそしてそれの上に半径方向外側に面する座面48を有
する。アーム座面48の上方部分はフランジ46で終結
しておりそして上記座面の下方部分は固定用スリーブの
ショルダー49で終結している。アーム座面48の長さ
は、ビードトー34からビードヒール36に至る下方ビ
ード30の距離にほぼ等しい。この固定用スリーブは、
好適には、金属、例えば鉄、鋼(ステンレス鋼を含
む)、アルミニウム、ブロンズなどで作られていて、ア
ルミニウムが好適である。このスリーブはまた複合材料
で作られていてもよく、例えばシート状に成形されたコ
ンパンド、グラファイト繊維−ポリフェニレンスルフィ
ドなどで作られていてもよい。
【0006】空気ばね10を固定用スリーブ40に取り
付ける時、空気ばねのビード30が有する下方の平らな
表面32がスリーブのアーム座面48と同一平面になっ
てそれに面して座するように、下方のビード部分30を
スリーブのフランジ46の上を滑らせる。
【0007】本発明の概念に従い、接着積層物50を通
して、下方のビード部分30を固定用スリーブのアーム
座面48に化学的に結合させる。図4で分かるであろう
ように、積層物50は一般に3層、例えば固定用プライ
マー(これは好適には金属用プライマー層52である)
とゴム用プライマー層54と接着剤層56を含む。上記
いろいろな層の各々は1回以上のコーティング、塗布な
どで形成可能である。
【0008】一般に、本技術分野および文献で知られる
通常の如何なるゴム用プライマーも使用可能である。ゴ
ムの下塗りではこれまで典型的に塩素または塩素含有化
合物が用いられてきた。即ち、ハロゲンまたは好適には
塩素を供与する化合物が用いられている。本発明の好適
なゴム用プライマーはトリクロロトリアジントリオンで
あり、これははけ塗り、噴霧などで望ましくは複数のコ
ートとしてゴムに塗布可能である。例えば、トリクロロ
トリアジントリオンが酢酸ブチルに3パーセント入って
いる溶液を複数回のコーティング、例えば3回のコーテ
ィングで塗布してもよく、コーティングとコーティング
の間に数分間、例えば5分間の乾燥時間を置いてもよ
い。最後のコーティングを行った直後にそれの表面をP
ympleclothで清掃することで、その表面に移
行してきた副生成物、例えば油などを除去してもよい。
次に、その空気ばねを周囲温度で約10から15分間乾
燥させてもよい。
【0009】他のゴム用プライマーには、いろいろなN
−ハロヒダントイン類、いろいろなN−ハロアミド類、
いろいろなN−ハロイミド類、およびそれらの組み合わ
せが含まれる。望ましい種々のN−ハロヒダントイン類
の例には、1,3−ジクロロ−5,5−ジメチルヒダン
トイン、1,3−ジブロモ−5,5−ジメチルヒダント
イン、1,3−ジクロロ−5−メチル−5−イソブチル
ヒダントインおよび1,3−ジクロロ−5−メチル−5
−ヘキシルヒダントインが含まれる。N−ハロアミド類
の例にはN−ブロモアセトアミドおよびテトラクロログ
リコルリルが含まれる。N−ハロイミド類の例にはN−
ブロモスクシニミドおよびいろいろなクロロ置換s−ト
リアジントリオン類(通常、モノ−、ジ−およびトリ−
クロロイソシアヌール酸として知られる)が含まれる。
いろいろなモノ−、ジ−またはトリ−クロロイソシアヌ
ール酸またはそれらの組み合わせが、好適なゴム用プラ
イマーであり、特にトリクロロイソシアヌール酸が好適
である。トリクロロイソシアヌール酸が酢酸ブチルに3
重量パーセント入っている溶液をLoard Corp
orationからChemlok 7707として入
手することができる。
【0010】ゴム用プライマーである種々のN−ハロヒ
ダントイン類、N−ハロアミド類およびN−ハロイミド
類は、通常、固体形態で存在する。それらは極性溶媒、
例えばアセトンなどに容易に溶解することから液状形態
で塗布可能である。このようなゴム用プライマーの塗布
を一般に周囲温度で行う。塗布は通常の如何なる様式で
行われてもよく、例えばはけ塗り、噴霧などで実施可能
である。プライマーであるN−ハロヒダントイン類、N
−ハロアミド類およびN−ハロイミド類を溶媒、例えば
酢酸エチルまたはアセトンなどに入れる典型的な量は、
上記ゴム用プライマーと溶媒の全重量を基準にして一般
に約0.1から約10重量パーセント、好適には約0.
5から約5パーセントである。勿論、より高い濃度もよ
り低い濃度も使用可能である。このような溶媒系はほぼ
数分以内に乾燥することを確認し、その結果として、そ
の後直ちに接着剤(例えばゴムを金属に接着させる)を
塗布することができる。このゴム用プライマーによって
ハロゲン基、例えば塩素などがその硬化を受けさせるゴ
ム製ビードに付加することでそれの表面が活性化される
結果として上記接着剤がその硬化したゴム表面に強力に
接着すると考えている。
【0011】さらなる追加的ゴム用プライマーには、い
ろいろなアセトアミド類、例えばクロロアセトアミド、
ブロモアセトアミド、ヨードアセトアミドなどが含まれ
る。
【0012】このゴム用プライマー層54の厚みを大き
く変えることができ、これはゴムと反応することから、
しばしば薄くする。
【0013】本発明の固定用プライマーは、好適には、
通常の如何なる金属用プライマーであってもよいが、こ
れは複合プライマーであってもよい。好適な金属用プラ
イマーはChemlok 254(Lord Corp
oration)[ポリマーとハロゲン化パラフィンと
硬化剤の混合物]であり、これは有機溶媒系、例えばト
ルエンおよびキシレンなどに溶解または分散する。この
組成物は一般に黒色の液体であり、これが77度F(2
5℃)で示す粘度(B型LVT、スピンドル番号2、3
0rpm)の範囲は150から450センチポイズであ
り、これが含有する非揮発性内容物の量は約25−30
重量パーセントであり、密度は約8.1から8.5ポン
ド/ガロンであり、引火点は44度F(7℃)であり、
そして70−80度F(21−26℃)の貯蔵温度にお
ける貯蔵寿命は一般に6カ月である。より具体的には、
Chemlok 254は、トルエンとキシレンの混合
物に溶解しているか或は分散しているクロロスルホン化
(chlorosulfonated)ポリエチレン
(例えばHypalon 48)と塩素化パラフィン
(例えばChlorowax 40)とポリ(p−ジニ
トロソベンゼン)とカーボンブラックの混合物であると
考えている。上記クロロスルホン化ポリエチレンは赤外
(IR)分光測定法で1420、1428、1362、
1250、1162、658および604cm-1の所に
吸収帯を示すとして特徴づけられる。上記塩素化パラフ
ィンはIRで1458、1445、1371、125
8、907、789、732、651および613cm
-1の所に吸収帯を示すとして特徴づけられる。ポリ(p
−ジニトロソベンゼン)はIRで3111、1483、
1458、1258、1102、1008、857、7
76および563cm-1の所に吸収帯を示すことで同定
された。Chemlok 254はまた黄色材料を少量
含有しており、この黄色材料はIRで3104、171
5、1602、1600、1496、1371、115
2 826および701cm-1の所に吸収帯を示すとし
て特徴づけられた。
【0014】別の金属用プライマーの例は、ポリビニル
アルコールで安定化しフェノール樹脂水分散液とハロゲ
ン化ポリオレフィンのラテックスと金属酸化物が入って
いる水性の金属用プライマー組成物である。そのような
コンパンドは米国特許第5,200,455号に記述さ
れており、上記特許は引用することによって全ての面に
関して全体が本明細書に組み入れられ、そのような面に
は、上記水性金属用プライマー組成物の製造および好適
な態様が含まれる。上記ポリビニルアルコールで安定化
したフェノール樹脂水分散液の調製は、a)前以て生じ
させておいた実質的に固体が水に不溶なフェノール樹
脂、b)水、c)有機カップリング溶媒(coupli
ng solvent)およびd)ポリビニルアルコー
ルを上記フェノール樹脂が水に分散している分散液が生
じるに充分な温度で充分な時間混合することで実施可能
である。より具体的には、最初にポリビニルアルコール
を水とカップリング溶媒の混合物に溶解させた後、その
混合物の撹拌と温度を高めながらそれに固体状のフェノ
ール樹脂をゆっくりと加える。55から75℃の温度で
高速撹拌するとスクラップも廃棄材料も生じることなく
分散液が生じる。その後直ちに、装置を奇麗にする必要
なく次のバッチの分散液を調製することができる。
【0015】本発明で用いるフェノール樹脂はよく知ら
れている組成物である。それらは固体状のレゾール類ま
たはノボラック類である。使用するレゾール類は、通
常、塩基を触媒として用いて生じさせたホルムアルデヒ
ド因数(即ち、未置換フェノール100重量部に対する
40重量パーセントホルムアルデヒド水溶液の重量部)
が約90から約180の桁の樹脂である。使用するノボ
ラック類は、通常、酸を触媒として用いて生じさせたホ
ルムアルデヒド因数が約50から約75の桁の樹脂であ
る。
【0016】本発明のフェノール樹脂の製造で用いるフ
ェノールは、未置換のフェノールであってもよいか、或
は置換されているフェノール、例えばクレゾール、ビス
フェノールA、パラ置換フェノール類、例えばパラ−t
−ブチルフェノール、パラ−フェニルフェノールなどで
あってもよい。このフェノール樹脂の製造で用いるアル
デヒドは、通常、ホルムアルデヒドであるか或はインサ
イチューでホルムアルデヒドを生じる材料である。
【0017】このフェノール樹脂ではまたカップリング
溶媒、即ち使用するフェノール樹脂の溶媒で水に混和し
得る溶媒を用いる。水との混和性は完全であるべきであ
り、かつフェノール樹脂が約80重量パーセント(溶液
の重量を基準)に及んで入っている溶液が生じ得るよう
に、上記フェノール樹脂は上記カップリング溶媒に溶解
し得るべきである。このカップリング溶媒の沸点は、好
適には、約75℃から約230℃の範囲内である。大部
分の揮発性溶媒、例えばメタノールおよびアセトンなど
は、上記分散液から形成させる被膜が膨れを生じる原因
になりかつしばしば危険な低い引火点を示す。
【0018】アルコール類、グリコールエーテル類、エ
ーテル類、エステル類およびケトン類が最も有用なカッ
プリング溶媒であることを見い出した。有用なカップリ
ング溶媒の具体例にはエタノール、n−プロパノール、
イソプロピルアルコール、エチレングリコールのモノブ
チルエーテル、エチレングリコールのモノイソブチルエ
ーテル、エチレングリコールのモノメチルエーテルアセ
テート、ジエチレングリコールのモノブチルエーテル、
ジエチレングリコールのモノエチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールのモノプロピルエーテル、メ
トキシアセトンなどが含まれる。
【0019】上記フェノール樹脂で用いるポリビニルア
ルコールの調製を典型的にはポリ酢酸ビニルの加水分解
で行い、本発明で用いるに最も有用なポリビニルアルコ
ールポリマー類は、加水分解を約85から約91パーセ
ントの度合で受けさせたものでポリビニルアルコールが
水に4パーセント固体量で溶解している溶液が25℃で
示す粘度が約4から約25センチポイズであるような分
子量を有するものである。
【0020】本発明で用いる1種以上の固定用プライマ
ー、例えば金属用プライマーを、一般的には、脂肪族溶
媒、例えばケトン、例えばアセトンなど、エステル溶
媒、例えば酢酸ブチルまたは酢酸エチルなど、芳香族溶
媒、例えばトルエンまたはキシレンなど、またはそれら
の混合物に溶解させる。このプライマーを金属基質に塗
布した後、それを室温で一般に約10から約30分間乾
燥させ、次に熱硬化を高温で受けさせてもよい。この高
温は多様で、約40℃から上記プライマーの分解温度に
至る温度、好適には約60℃から約100℃であっても
よく、この場合の時間は約15分から20時間であって
もよい。次に、上記金属基質、例えばアルミニウム製の
固定用スリーブなどを室温に冷却する。
【0021】上記固定用プライマーを上記固定用スリー
ブに塗布する前にそれを奇麗にして如何なる酸化層も油
も除去する。表面処理調製には、研磨、砂吹き付け(s
and blasting)、そして適切な溶媒、例え
ばアセトン、ヘキサンまたはミネラルスピリットを用い
た脱脂が含まれる。このプライマー層(1層以上)を通
常の如何なる様式で塗布してもよく、例えばこれは噴
霧、はけ塗りなどで塗布可能であり、そして上記層の塗
布に必要な回数は1回のみでもよいことを見い出した。
従って、上記層の厚みを一般に薄くし、例えば約0.2
5から約5ミル(0.006−0.127mm)、好適
には約1から約2ミル(0.0254−0.0508m
m)にする。
【0022】上記固定用プライマーを固定用スリーブ4
0の座面48に塗布しそして上記ゴム用プライマーを下
方ビード30の底面、即ち平らな表面32に塗布した
後、この金属用プライマー層52にか、ゴム用プライマ
ー層54にか、或は両方に、接着剤(例えば金属とゴム
を接着させる)56を位置させる、即ちそれで被覆す
る。次に、空気ばね10の下方ビード部分30をフラン
ジ46の上に挿入して固定用スリーブのアーム座面48
に面するように取り付けた後、接着剤56を硬化させ
る。この積層物の接着剤層56は厚くなくてもよく、従
ってその厚みは例えば約0.5から約15ミル(0.0
12−0.381mm)、望ましくは約1から約2ミル
(0.0254−0.0508mm)の範囲であっても
よい。
【0023】上記接着剤、例えば金属とゴムを接着させ
る接着剤は、本技術分野および文献で知られる通常の如
何なる種類のものであってもよっく、それにはエポキシ
接着剤、ポリウレタン接着剤、いろいろなアミン硬化性
ポリマー類もしくはプレポリマー類、例えば上述したエ
ポキシ接着剤およびポリウレタン接着剤などばかりでな
く、酸ハロゲン化物基またはハロホルメート基を含むポ
リマー類、ジアミンと反応した後にアミン−酸結合を生
じる無水物基を含むポリマー類などの如き化合物が含ま
れ、それらは溶媒を基とするか、或は水を基とするか、
或は水中の分散液であってもよい。エポキシ接着剤また
は樹脂を考慮する場合、それらは商業的に入手可能ない
ろいろな種類の中のいずれであってもよい。通常および
好適なエポキシ接着剤は、混合を要する2部分(two
−part)系[混合でエピクロロヒドリンとビスフェ
ノール−A(ジフェニロールプロパン)が縮合する]で
ある。エピクロロヒドリンを過剰量で用いると、低分子
量(例えば数平均分子量が約240から約3,000)
のポリマーの各末端にエポキシ基が残存する。別法とし
て、エピクロロヒドリンを最初にいろいろなヒドロキシ
化合物、カルボキシ化合物およびアミノ化合物と反応さ
せてエポキシド基を2つ以上有するモノマー類を生じさ
せてもよく、そして次にそのモノマー類をビスフェノー
ル−Aと反応させてもよい。ヒドロキシル含有化合物の
例にはレゾルシノール、ヒドロキノン、グリコール類お
よびグリセロールが含まれる。他の化合物の例にはシク
ロヘキサン−1,2−ジカルボン酸のジグリシジル誘導
体、p−アミノフェノールおよびシアヌール酸のトリグ
リシジル誘導体、フェノール(phenolic)プレ
ポリマー類のポリグリシジル誘導体などが含まれる。ま
た、エポキシ化ジオレフィン類も用いられる。
【0024】エポキシ樹脂の硬化では数多く多様な種類
の材料を用いることができ、そのような材料には、カッ
プリング反応または縮合反応によって硬化を起こさせる
ポリアミン類、好適なポリアミド類、尿素およびフェノ
ール−ホルムアルデヒド、そして有機酸もしくは酸無水
物が含まれる。ポリアミン硬化剤の例にはジエチレント
リアミン、トリエチレンテトラミン、4,4’−ジアミ
ノジフェニルメチルアミンなどが含まれる一方、酸無水
物硬化剤の例には無水フタル酸、無水テトラヒドロフタ
ル酸、ナディックメチルアンハイドライド(nadic
methylanhydride)およびクロロエン
ディックアンハイドライド(chloroendic
anhydride)などが含まれる。エポキシ基によ
るエポキシ樹脂の硬化で用いる更に別の硬化剤には、ポ
リチオール類、ジシアンジアミド(シアノグアニジ
ン)、ジイソシアネート類およびフェノールプレポリマ
ー類が含まれる。ある種の上記硬化剤を用いる場合に
は、硬化過程を促進させる目的で弱塩基、例えば第三ア
ミン類およびイミダゾール誘導体などを用いる必要があ
る。希釈剤には反応性(モノ−およびジエポキシド類)
または非反応性(フタル酸ジ−n−ブチル)溶媒が含ま
れる。
【0025】本発明の好適な接着剤はLord Ela
stomer Products(Erie、PA)か
ら入手可能なFusor 320/310−Bブラック
である。これは、ポリアミン硬化剤で硬化するエポキシ
樹脂である。上記Fusor320樹脂は、粘度が約3
00,000から1,000,000センチポイズのオ
フホワイト(off−white)ペーストである。こ
れの重さは1cc当たり約1.53グラムであり、これ
が示す引火点は200度F(93℃)以上である。上記
粘度はB型HBF粘度計を用いて5rpmのT−バー
「D」スピンドルで77±2度Fにおいて測定した粘度
であり、ここでは、Heliopathスタンドを用い
て、サンプルを乱さないようにして測定を行う。上記F
usor310Bブラック硬化剤は、約300,000
から約700,000センチポイズの粘度を有していて
1cc当たりの重さが約1.27グラムの黒色ペースト
である。これが示す引火点は200度F(93℃)以上
である。上記粘度は上記Fusor 320樹脂の場合
と同じ様式で測定した粘度である。
【0026】別の大きなグループの適切な接着剤は、本
技術分野および文献で公知のいろいろなポリウレタン接
着剤である。ヒドロキシル末端を有する中間体をポリイ
ソシアネート類と反応させるとポリウレタン類が生じ
る。適切な中間体は、エーテル繰り返し単位の炭素原子
数が2から6のいろいろなポリエーテルポリオール類で
あってもよいか、或はあまり好適ではないが、ポリエス
テルポリオール類であってもよく、このポリエステル
は、炭素原子数が2から10のジカルボン酸、例えばア
ジピン酸などと炭素原子数が2から5のグリコール類、
例えばヘキサンジオール、エチレングリコール、ブタン
ジオールなどを反応させると生じ得る。このポリウレタ
ン接着剤の硬化または架橋では、いろいろな多官能化合
物、例えばポリアミン類、ポリ酸類、ポリオール類また
はそれらの混合物を用いる。適切なポリアミン類の例に
はジエチレントリアミン、エチレンジアミン、テトラメ
チレンジアミン、いろいろなナフタレンジアミン類、例
えば1,8−ナフタレンジアミンなどが含まれる。別の
硬化剤はPolaroid Corporationが
製造しているPolamine 1,000であり、こ
れはアミン末端を有するポリテトラヒドロフランであ
る。適切なポリオール架橋剤には、炭素原子数が3から
15、好適には炭素原子数が3から8のいろいろな多価
アルコール類、例えばトリオール類、テトラオール類、
ペンタオール類などが含まれ、その具体例にはアラビト
ール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、ペンタ
エリスリトール、グリセロール、いろいろなアルキルグ
ルコシド類などが含まれる。
【0027】上記ポリイソシアネート類は好適にはジイ
ソシアネート類であり、その例には、4,4’−ジイソ
シアナトジフェニルメタン(MDI)、4,4’−ジイ
ソシアナトジシクロヘキシルメタン(HMDI)、トル
エンジイソシアネート(TDI)、1,5−ナフタレン
ジイソシアネート(NDI)、1,6−ヘキサメチレン
ジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネ
ート(IPDI)、p−フェニレンジイソシアネート
(PPDI)およびトランス−1,4−シクロヘキサン
ジイソシアネート(CHDI)が含まれる。好適には、
ポリマー状のMDIまたはMDIのプレポリマー類を用
いる。
【0028】別の種類の接着剤にはいろいろなアミン硬
化性ポリマー類もしくはプレポリマー類、例えば好適に
は本明細書の以下に記述するウレタン類ばかりでなく、
米国特許第3,755,261号(これは引用すること
によって全体が本明細書に組み入れられる)に挙げられ
ている化合物が含まれる。簡単に言えば、上記化合物
は、いろいろなエポキシ樹脂、例えばthe “Enc
yclopedia of Polymer Scie
nce and Technology” Inter
science Publishers,New yo
rk, (1967),6巻、212−221頁に開示
されている樹脂、酸ハロゲン化物基、例えば
【0029】
【化1】
【0030】などを含むポリマー類、そしてハロホルメ
ート基、例えば
【0031】
【化2】
【0032】などを含むポリマー類、そしてジアミン類
と反応するとアミン−酸結合を生じる無水物基を含むポ
リマー類である。
【0033】ウレタンプレポリマー類もしくはポリマー
類、即ちイソシアネート基を含むポリマー類の生成を、
一般的には、最初にポリエーテルポリオールもしくはポ
リエステルポリオールをモル過剰量のジイソシアネート
と反応させてイソシアネート末端基を有するプレポリマ
ーを生じさせることを通して行う。その後、上記ポリマ
ーを硬化させる。そのようなポリマー類の例が米国特許
第2,620,516;2,777,831;2,843,5
68;2,866,774;2,900,368;2,92
9,800;2,948,691;2,948,707およ
び3,114,735号(これらは全部引用することによ
って全体が本明細書に組み入れられそして本明細書の上
に記述したウレタン類のさらなる例示に利用できる)に
挙げられている。上記ポリウレタン類の典型的な具体例
には、Uniroyal Chemicalsが製造し
ているAdiprene L−367[イソシアネート
末端基を約6.4重量パーセント含むポリテトラメチレ
ンエーテルグリコール]、Uniroyal Chem
icalsが製造しているAdiprene L−42
[イソシアネート末端基を約2.8重量パーセント含む
ポリテトラメチレンエーテルグリコール]、およびAm
erican Cyanamidが製造しているCya
naprene A−7[ポリエステルを基としていて
イソシアネート末端基を約2.4パーセント有するポリ
マー]が含まれる。また、同様な化合物をAnders
on Corporation(ミシガン州)から購入
することができる。また、上記ポリウレタン類のブレン
ド物も使用可能である。更に、異なる2種類のウレタン
類を用いると、しばしば、より良好な接着が得られるこ
とを見い出した。例えば、イソシアネート末端基の含有
量(重量)が高いウレタン、例えばAdiprene
L−367などをイソシアネート末端基の含有量(重
量)が低いウレタン、例えばAdiprene L−4
2などと一緒にブレンドすることも可能である。1つの
ウレタンの量に対するもう1つのウレタンの量は約1か
ら約99重量パーセント、望ましくは約30から約70
重量パーセントの範囲であってもよい。
【0034】上記アミン硬化性プレポリマーもしくはポ
リマーコンパンドに添加する硬化剤は、本技術分野の技
術者が認識していて文献で知られる通常のアミン硬化剤
であり、従って、示した具体例は僅かのみである。硬化
剤はMOCA、即ち4,4’−メチレンビス(2−クロ
ロアニリン)であってもよいか、或は望ましくは、Va
n Guliokの米国特許第3,755,261号
(これは引用することによって全体が本明細書に組み入
れられる)に挙げられている如き4,4’−メチレンジ
アニリンと塩の錯体、またはラセミ型2,3−ジ−(4
−アミノフェニル)ブタンと塩の錯体である。後者の2
錯体が好適である。4,4’−メチレンジアニリン化合
物が好適でありそして塩化ナトリウムまたは塩化リチウ
ムが好適な塩である。使用可能な別の種類のアミン硬化
剤はいろいろなVersamide類、即ちポリアミン
類と二塩基性酸(これは特定の不飽和脂肪酸を重合させ
ると生じる)の縮合生成物であり、これをHenkel
Chemical Companyが製造している。
更に別のアミン硬化剤は、本明細書の上に記述した如き
Polaroid Corporationが製造して
いるPolamineである。
【0035】使用する硬化剤中の反応性部分の当量は、
上記硬化性プレポリマーもしくはポリマーが有するイソ
シアネート(またはエポキシ)基の当量に対して一般に
約85パーセントから115パーセントの範囲であり、
約95から105パーセントが好適である。
【0036】上記硬化剤とアミン硬化性ポリマーもしく
はプレポリマー類で硬化性ポリマー系を形成させた後、
これと極性溶媒の混合を周囲または室温、即ち約10℃
から50℃で硬化する液状系が得られるように行う。上
記周囲温度はしばしば約15℃から約35℃または40
℃の範囲である。使用可能な極性溶媒、特に上記アミン
硬化剤および上記アミン硬化性ポリマー類もしくはプレ
ポリマー類と一緒に使用可能な極性溶媒は、例えばKo
gonの米国特許第3,888,831号(これは引用
することによって全体が本明細書に組み入れられる)に
挙げられている溶媒である。この溶媒の使用量は、上記
硬化性プレポリマーもしくはポリマー100重量部当た
り一般に約2から約40重量部、望ましくは約2から約
20重量部、好適には約5から約15重量部の範囲であ
る。好適な溶媒の具体例にはジメチルホルムアミド、テ
トラヒドロフラン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、ニ
トロメタン、ニトロエタン、ニトロプロパン、メチルエ
チルケトンおよびアセトンが含まれる。アセトンおよび
メチルエチルケトンが非常に好適である。
【0037】例示の目的で示すもので本発明の範囲を制
限するものでない以下の実施例を参照することで本発明
がより良く理解されるであろう。
【0038】
【実施例】実施例1 酸化層および油を除去しかつ新鮮な表面を作り出す目的
で、アルミニウム製の固定用スリーブに砂を吹き付け
た。次に、Rympleclothに付けたアセトンを
用いて上記スリーブの脱脂を行った。次に、上記スリー
ブのアーム座面48をワンコート(one coat)
のChemlok 254(Lord Chemica
l Co.)で被覆した。これの空気乾燥を約15−2
0分間行った後、それの加熱を80℃で16−20時間
行った。このアルミニウム製の固定用スリーブを室温に
冷却した。
【0039】アセトンを飽和させた1枚のRymple
cloth(清浄チーズクロス)でゴム製の空気ばねを
拭くことでそれを奇麗にした。これの乾燥を約10−1
5分間行った。次に、この空気ばねの接着領域である平
らな表面32を酢酸ブチル中3%のトリクロロトリアジ
ントリオン(Occidental Co.)溶液で下
塗りした。被覆を3回行い、乾燥を被覆と被覆の間に約
5分間行った。最後の被覆を行った後の表面を、この被
膜を塗布した後直ちにRympleclothで清掃し
た(これによって、表面に移行してきた副生成物および
油を除去した)。次に、この空気ばねを乾燥させた(1
0−15分間)。
【0040】次に、2部分接着剤であるFusor 3
20と310B(Lord Chemical C
o.)を混合した。320を5部および310Bを2部
用いた。この2つの材料を約5分間徹底的に混合した。
【0041】次に、この混合した接着剤をこの上で下塗
りしておいたアルミニウム製固定用スリーブの表面およ
びこの上で下塗りしておいたゴム製空気ばね表面に被覆
した。次に、この2つの部分を一緒に圧縮して検査する
ことで上記空気ばねが正確な場所に位置することを確保
した。次に、このようにして完成させた組み立て物を8
0℃に1時間加熱した(また、この部分を室温で硬化さ
せることも可能であり、この場合の時間は16−20時
間である)。この組み立て物を室温に冷却した。
【0042】この組み立て物をMTS機(MTS Sy
stems Corporation)に取り付けて接
着結合の試験を行った。この機械を用いて、上記空気ば
ねを空気の作用で一定速度で引き離す。上記空気ばねは
上記機械の最大張力に至るまで崩壊しなかった。記録さ
れた力は2800ポンド(13kN)であった。要求さ
れる必要な力は1500ポンド(7kN)のみであっ
た。
【0043】実施例2 酸化層および油を除去しかつ新鮮な表面を作り出す目的
で、アルミニウム製の固定用スリーブに砂を吹き付け
た。更に、Rymplecloth(清浄チーズクロ
ス)に付けたアセトンを用いて、この上で砂を吹き付け
た領域の脱脂を行った。次に、接着させる領域をワンコ
ートのChemlok 254(LordChemic
al Co.)で被覆した。これの空気乾燥を約15−
20分間行った後、それの加熱を80℃で15分間行っ
た(また、この接着剤の乾燥を室温で行うことも可能で
ある)。このアルミニウム製の固定用スリーブを室温に
冷却した。
【0044】アセトンを飽和させた1枚のRymple
clothでゴム製の空気ばねを拭くことでそれを奇麗
にした。これの乾燥を約10−15分間行った。次に、
この空気ばねの接着領域を酢酸ブチル中3%のトリクロ
ロトリアジントリオン(Occidental C
o.)溶液で下塗りした。被覆を3回行い、乾燥を被覆
と被覆の間に約5分間行った。最後の被覆を行った後の
表面を、この被膜を塗布した後直ちにRymplecl
othで清掃した(これによって、表面に移行してきた
副生成物および油を除去した)。次に、この空気ばねを
乾燥させた(10−15分間)。
【0045】次に、2部分接着剤であるFusor 3
20と310B(Lord Chemical C
o.)を混合した。320を5部および310Bを2部
用いた。この2つの材料を約5分間徹底的に混合した。
【0046】次に、この混合した接着剤を上記アルミニ
ウム製固定用スリーブおよび上記ゴム製空気ばねの結合
を生じさせるべき場所に被覆した。次に、この2つの部
分を一緒に圧縮して検査することで上記空気ばねが正確
な場所に位置することを確保した。次に、このようにし
て完成させた組み立て物を室温(23℃)で24時間硬
化させた。
【0047】この組み立て物をMTS機(MTS Sy
stems Corporation)に取り付けて接
着結合の試験を行った。この機械を用いて、上記空気ば
ねを空気の作用で一定速度で引き離す。上記空気ばねは
上記機械の最大張力に至るまで崩壊しなかった。記録さ
れた力は2,200ポンド(10kN)であった。要求
される必要な力は1,500ポンドのみであった。
【0048】特許規約に従って最良の様式および好適な
態様を挙げてきたが、本発明の範囲をそれに限定するも
のでなく、むしろ添付請求の範囲でその範囲を限定す
る。
【0049】本発明の特徴および態様は以下のとおりで
ある。
【0050】1. 支持スリーブに接着している車用空
気ばねであって、側壁ケーシングプライとビード部分を
含むゴム製空気ばね、座面を有する固定用スリーブ、を
含み、上記座面が上記ゴム製空気ばねの上記ビード部分
を受け取るような設計になっていて、接着積層物が上記
スリーブの座面と上記空気ばねのビードに面してそれら
の間に位置していて上記ビードと上記スリーブ座面に接
着しており、ここで、上記接着積層物がゴム用プライマ
ー、固定用プライマーおよび硬化した接着剤を含む、支
持スリーブに接着している車用空気ばね。
【0051】2. 上記ゴム用プライマーが、ハロゲン
を供与する化合物であるか、或はN−ハロヒダントイ
ン、N−ハロアミド、またはN−ハロイミドであるか、
或はアセトアミドであるか、或はそれらの組み合わせで
あって、上記空気ばねの上記ゴムビード部分と反応して
おり、上記固定用プライマーが、クロロスルホン化ポリ
エチレンと塩素化パラフィンとポリジニトロソベンゼン
を含む混合物であるか、或はポリビニルアルコールで安
定化したフェノール樹脂水分散液を含む水性組成物であ
り、そして上記接着剤が、エポキシを基とする樹脂、ポ
リウレタン接着剤、酸ハロゲン化物基もしくはハロホル
メート基を含むポリマー、或はジアミンと反応した後に
アミン−酸結合を生じる無水物基を含むポリマーであ
る、第1項記載の支持スリーブに接着している車用空気
ばね。
【0052】3. 上記ゴム用プライマーが塩素を供与
する化合物であり、上記固定用プライマーが、上記クロ
ロスルホン化ポリエチレンと上記塩素化パラフィンと上
記ポリジニトロソベンゼンを含む上記混合物であり、そ
して上記接着剤が、上記エポキシまたは上記ポリウレタ
ンである、第2項記載の支持スリーブに接着している車
用空気ばね。
【0053】4. 上記ゴム用プライマーがトリクロロ
トリアジントリオンであり、上記固定用プライマーが金
属用プライマーであって上記金属用プライマーがChe
mlok 254であり、そして上記接着剤がFuso
r 320/310Bブラックであって、上記Fuso
r 320が約300,000から約1,000,00
0センチポイズの粘度を有し、200度F以上の引火点
を示しそして1cc当たりの重さが約1.53グラムで
ありそして上記Fusor 310Bブラックが約30
0,000から約700,000センチポイズの粘度を
有し、1cc当たりの重さが約1.27グラムでありそ
して200度F以上の引火点を示す、第3項記載の支持
スリーブに接着している車用空気ばね。
【0054】5. 上記Chemlok 254が、そ
れの赤外スペクトルにおいて、クロロスルホン化ポリエ
チレンに関して1420、1428、1362、125
0、1162、658および604cm-1の所に吸収を
示し、塩素化パラフィンに関して1458、1445、
1371、1258、907、789、732、651
および613cm-1の所に吸収を示し、そしてポリジニ
トロソベンゼンに関して3111、1483、145
8、1258、1102、1008、857、776お
よび563cm-1の所に吸収を示すことを特徴とする、
第4項記載の支持スリーブに接着している車用空気ば
ね。
【0055】6. 金属固定用スリーブの座面をゴム製
空気ばねのビードに接着剤で接着させる方法であって、
ゴム用プライマーを上記ゴム製空気ばねのビードの少な
くとも一部に塗布することで下塗りビードゴム表面を生
じさせ、金属用プライマーを上記金属固定用スリーブ座
面の少なくとも一部に塗布することで下塗り座面を生じ
させ、接着剤を上記下塗りビードゴム表面もしくは上記
下塗り座面または両方に塗布し、そしてその後、上記下
塗りビードゴム表面と上記下塗り金属用座面を上記接着
剤で連結させて上記接着剤を硬化させる、段階を含む、
金属固定用スリーブの座面をゴム製空気ばねのビードに
接着剤で接着させる方法。
【0056】7. 上記ゴム用プライマーが、ハロゲン
を供与する化合物であるか、或はN−ハロヒダントイ
ン、N−ハロアミド、またはN−ハロイミドであるか、
或はアセトアミドであるか、或はそれらの組み合わせで
あって、それを上記空気ばねの上記ゴムビード部分と反
応させ、上記金属用プライマーが、クロロスルホン化ポ
リエチレンと塩素化パラフィンとポリジニトロソベンゼ
ンを含む混合物であるか、或はポリビニルアルコールで
安定化したフェノール樹脂水分散液を含む水性組成物で
あり、そして上記接着剤が、エポキシを基とする樹脂、
ポリウレタン接着剤、酸ハロゲン化物基もしくはハロホ
ルメート基を含むポリマー、或はジアミンと反応した後
にアミン−酸結合を生じる無水物基を含むポリマーであ
る、第6項記載の金属固定用スリーブの座面をゴム製空
気ばねのビードに接着剤で接着させる方法。
【0057】8. 上記ゴム用プライマーが塩素を供与
する化合物であり、上記金属用プライマーが、上記クロ
ロスルホン化ポリエチレンと上記塩素化パラフィンと上
記ポリジニトロソベンゼンを含む上記混合物であり、そ
して上記接着剤が、上記エポキシまたは上記ポリウレタ
ンである、第7項記載の金属固定用スリーブの座面をゴ
ム製空気ばねのビードに接着剤で接着させる方法。
【0058】9. 上記ゴム用プライマーがトリクロロ
トリアジントリオンであり、そして上記金属用プライマ
ーが、それの赤外スペクトルにおいて、クロロスルホン
化ポリエチレンに関して1420、1428、136
2、1250、1162、658および604cm-1
所に吸収を示し、塩素化パラフィンに関して1458、
1445、1371、1258、907、789、73
2、651および613cm-1の所に吸収を示し、そし
てポリジニトロソベンゼンに関して3111、148
3、1458、1258、1102、1008、85
7、776および563cm-1の所に吸収を示すことを
特徴とする、第8項記載の金属固定用スリーブの座面を
ゴム製空気ばねのビードに接着剤で接着させる方法。
【0059】10. ゴムを金属に接着させる接着積層
物であって、反応するゴム用プライマー層、金属用プラ
イマー層、および上記ゴム用プライマー層と上記金属用
プライマー層の間に局在する接着剤層、を含み、上記ゴ
ム用プライマーが、ハロゲンを供与する化合物である
か、或はN−ハロヒダントイン、N−ハロアミド、また
はN−ハロイミドであるか、或はアセトアミドである
か、或はそれらの組み合わせであり、上記金属用プライ
マーが、クロロスルホン化ポリエチレンと塩素化パラフ
ィンとポリジニトロソベンゼンを含む混合物であるか、
或はポリビニルアルコールで安定化したフェノール樹脂
水分散液を含む水性組成物であり、そして上記接着剤
が、エポキシを基とする樹脂、ポリウレタン接着剤、酸
ハロゲン化物基もしくはハロホルメート基を含むポリマ
ー、或はジアミンと反応した後にアミン−酸結合を生じ
る無水物基を含むポリマーである、接着積層物。
【0060】11. 上記ゴム用プライマーが塩素を供
与する化合物であり、上記金属用プライマーが、上記ク
ロロスルホン化ポリエチレンと上記塩素化パラフィンと
上記ポリジニトロソベンゼンを含む上記混合物であり、
そして上記接着剤が、上記エポキシまたは上記ポリウレ
タンである、第10項記載の接着積層物。
【0061】12. 上記ゴム用プライマーがトリクロ
ロトリアジントリオンであり、上記金属用プライマーが
Chemlok 254であり、そして上記接着剤がF
usor 320/310Bブラックであって、上記F
usor 320が約300,000から約1,00
0,000センチポイズの粘度を有し、200度F以上
の引火点を示しそして1cc当たりの重さが約1.53
グラムでありそして上記Fusor 310Bブラック
が約300,000から約700,000センチポイズ
の粘度を有し、1cc当たりの重さが約1.27グラム
でありそして200度F以上の引火点を示す、第11項
記載の接着積層物。
【0062】13. 上記Chemlok 254が、
それの赤外スペクトルにおいて、クロロスルホン化ポリ
エチレンに関して1420、1428、1362、12
50、1162、658および604cm-1の所に吸収
を示し、塩素化パラフィンに関して1458、144
5、1371、1258、907、789、732、6
51および613cm-1の所に吸収を示し、そしてポリ
ジニトロソベンゼンに関して3111、1483、14
58、1258、1102、1008、857、776
および563cm-1の所に吸収を示すことを特徴とする
第12項記載の接着積層物。
【図面の簡単な説明】
【図1】細長い形態の車用空気ばねの下方末端が固定用
スリーブに接着剤で付着していることを示す断面図であ
る。
【図2】図1の固定用スリーブを示す断面図である。
【図3】しっかりと結合した使用位置における空気ばね
を示す断面図である。
【図4】空気ばねのビード部分が本発明の接着積層物で
固定用スリーブに接着していることを示す断面図であ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持スリーブに接着している車用空気ば
    ねであって、 側壁ケーシングプライとビード部分を含むゴム製空気ば
    ね、 座面を有する固定用スリーブ、を含み、上記座面が上記
    ゴム製空気ばねの上記ビード部分を受け取るような設計
    になっていて、接着積層物が上記スリーブの座面と上記
    空気ばねのビードに面してそれらの間に位置していて上
    記ビードと上記スリーブ座面に接着しており、ここで、
    上記接着積層物がゴム用プライマー、固定用プライマー
    および硬化した接着剤を含む、支持スリーブに接着して
    いる車用空気ばね。
  2. 【請求項2】 金属固定用スリーブの座面をゴム製空気
    ばねのビードに接着剤で接着させる方法であって、 ゴム用プライマーを上記ゴム製空気ばねの上記ビードの
    少なくとも一部に塗布することで下塗りビードゴム表面
    を生じさせ、 金属用プライマーを上記金属固定用スリーブ座面の少な
    くとも一部に塗布することで下塗り座面を生じさせ、 接着剤を上記下塗りビードゴム表面もしくは上記下塗り
    座面または両方に塗布し、そしてその後、上記下塗りビ
    ードゴム表面と上記下塗り金属用座面を上記接着剤で連
    結させて上記接着剤を硬化させる、段階を含む、金属固
    定用スリーブの座面をゴム製空気ばねのビードに接着剤
    で接着させる方法。
  3. 【請求項3】 ゴムを金属に接着させる接着積層物であ
    って、 反応するゴム用プライマー層、金属用プライマー層、お
    よび上記ゴム用プライマー層と上記金属用プライマー層
    の間に局在する接着剤層、を含み、 上記ゴム用プライマーが、ハロゲンを供与する化合物で
    あるか、或はN−ハロヒダントイン、N−ハロアミド、
    またはN−ハロイミドであるか、或はアセトアミドであ
    るか、或はそれらの組み合わせであり、上記金属用プラ
    イマーが、クロロスルホン化ポリエチレンと塩素化パラ
    フィンとポリジニトロソベンゼンを含む混合物である
    か、或はポリビニルアルコールで安定化したフェノール
    樹脂水分散液を含む水性組成物であり、そして上記接着
    剤が、エポキシを基とする樹脂、ポリウレタン接着剤、
    酸ハロゲン化物基もしくはハロホルメート基を含むポリ
    マー、或はジアミンと反応した後にアミン−酸結合を生
    じる無水物基を含むポリマーである、接着積層物。
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