JP3116246B2 - ゴム・ゴム接着複合体 - Google Patents

ゴム・ゴム接着複合体

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JP3116246B2 JP04001414A JP141492A JP3116246B2 JP 3116246 B2 JP3116246 B2 JP 3116246B2 JP 04001414 A JP04001414 A JP 04001414A JP 141492 A JP141492 A JP 141492A JP 3116246 B2 JP3116246 B2 JP 3116246B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水素添加アクリロニト
リル・ブタジエン共重合体ゴム,メタクリル酸,酸化亜
鉛及び有機過酸化物を含有するゴム組成物と汎用ゴムを
含有するゴム組成物とのゴム・ゴム接着複合体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】水素添加アクリロニトリル・ブタジエン
共重合体ゴム(以下水素添加NBRと称する),メタク
リル酸,酸化亜鉛及びパーオキサドを含有するゴム組成
物(以下水素添加NBRゴム組成物Aと称する)は硬化
させることにより高強度、高剛性で、耐熱性、耐油性、
耐候性に著しく優れる等の多くの特徴を有するゴム材料
を形成する。このため、このゴム材料を天然ゴム(N
R)、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、
ポリブタジエンゴム(BR)等の汎用ゴム材料と接着す
ることができれば、水素添加NBRゴム組成物の高強
度、高剛性、耐候性、耐油性、耐熱性等の多くの優れた
物性と、汎用ゴムに固有の優れたゴム特性とを併せ有す
る極めて大きい利用価値を有するゴム・ゴム接着複合体
にすることが可能である。しかも、水素添加NBRゴム
組成物は、汎用ゴム組成物のように、カーボンブラック
を配合しなくても強度特性に優れているため、任意の色
彩、着色を施すことが可能であり、外観を美麗にし得る
利点がある。しかし、上記水素添加NBRゴム組成物は
汎用ゴムに対する接着性が悪いため、このようなゴム・
ゴム接着複合体を得ることは実際上不可能であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
水素添加NBRゴム,メタクリル酸,酸化亜鉛及び有機
過酸化物を含有する水素添加NBRゴム組成物と汎用ゴ
ムとを接着一体化することにより、上記水素添加NBR
ゴム組成物と汎用ゴムとの特性を併せ有するゴム・ゴム
接着複合体を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、水素添加NBRゴム,メタクリル酸,酸化
亜鉛及び有機過酸化物を含有する水素添加NBRゴム組
成物Aと、イソブチレン・イソプレン共重合体ゴム(以
下IIRと称する)含有ゴム組成物Bと、削り出し方式
により作製した超高分子量ポリエチレンシート(以下超
高分子量PEシートと称する)Cと、臨界表面張力γc
が25〜35ミリニュートン/メートル(以下mN/m
と略す)の汎用ゴムを含有するゴム組成物(以下汎用ゴ
ム組成物と称する)Dとを、A/B/C/Dの順に積層
し、接着一体化したことを特徴とする。
【0005】本発明において、超高分子量PEシートC
は上記IIRゴム組成物Bに対してのみならず、汎用ゴ
ム組成物Dに対しても優れた接着性を有しており他方、
水素添加NBRゴム組成物Aは上記IIRゴム組成物B
に対して良好な接着性を有している。このため、水素添
加NBRゴム組成物Aと超高分子量PEシートCとをI
IRゴム組成物Bを介して接着させることができるか
ら、その超高分子量PEシートC面に汎用ゴム組成物D
を接着させることによりA/B/C/Dの順に接着し
た、水素添加NBRゴム組成物Aの高強度、高剛性、耐
候性、耐油性、耐熱性等の多くの優れた物性と、汎用ゴ
ムDに固有の優れたゴム特性とを併せ有し、しかも任意
の色彩、着色を施すことが可能なゴム・ゴム接着複合体
にすることができる。
【0006】本発明において、臨界表面張力γc とは、
昭和53年8月20日、丸善株式会社発行「化学便覧」基礎
編II(第3刷),第618頁に記載されているように、
固体面上で液体炭化水素その他の有機液体化合物の同族
列が示す接触角をθ、その液体の表面張力をγとする
と、cos θとγとの関係は同族体の種類に関せず大体一
本の直線となる。このとき、θ=0、すなわちcos θ=
1に相当するγc として定義される。ただし、本発明に
定義する原料ゴム成分の臨界表面張力γc は、上記固体
の代わりに、γc を測定しようとするゴムを熱プレスに
より平坦にしたゴムサンプルを使用して同様に測定した
値をいう。
【0007】本発明において、削り出し方式により作製
した超高分子量PEシートCとは、超高分子量のポリエ
チレン粉末を加熱加圧シンタリングして円柱状の成形物
を作製し、この成形物をその周方向に薄肉に削ってシー
ト状又はフィルム状に切り出したものをいう。本発明に
使用する水素添加NBRゴム組成物Aとしては、エチレ
ン性不飽和ニトリル単位を10〜60重量部含み、共役
ジエン単位を30重量部以下含有する水素添加NBR1
00重量部に対して、メタクリル酸を20〜60重量
%、酸化亜鉛を10〜60重量部の範囲で、メタクリル
酸と酸化亜鉛のモル比が1/0.5〜1/3になるよう
に配合し、有機過酸化物を0.5〜20重量部配合した
組成物がある。具体的には、日本ゼオン株式会社製のZ
SC−2295がある。
【0008】また、本発明に使用する汎用ゴム組成物D
は、臨界表面張力γc が25〜35mN/mの原料ゴム
を含有することが必要である。原料ゴムの臨界表面張力
γcが上記範囲内のものでないと、超高分子量PEシー
トに対し、良好な接着性を有するゴム組成物が得られな
い。上記範囲の臨界表面張力γc を有する原料ゴムとし
ては、1988年、米国マーセル・デッカー社(Marcel
Dekker, Inc., New York and Basel)発行の“ハンドブ
ック・オブ・エラストマーズ・ニューデベロップメント
・アンド・テクノロジー(Handbook of Elastomers New
Development and Technology):エー・ケー,ボーミッ
ク及びエッチ・エル,ステファンズ(A.K, Bhowmik and
H.L. Stephens)共著,第8章,第253頁の表1に記
載されている原料ゴムがある。即ち、IIR(γc =2
7mN/m)、天然ゴム(NR,γc =31mN/
m)、エチレン・プロピレン・ジエン系三元共重合体ゴ
ム(EPDM,γc =28mN/m)、ポリブタジエン
ゴム(BR,γc =32mN/m)、スチレン・ブタジ
エン共重合体ゴム(SBR,γc =33mN/m)があ
る。
【0009】また、IIRゴム組成物Bとしては、特に
限定されるものではなく公知のIIRを含有する各種配
合組成のものを使用することができる。本発明におい
て、上述の水素添加NBRゴム組成物A、IIRゴム組
成物B及び汎用ゴム組成物Dには、それぞれ硫黄等の加
硫剤、カーボンブラック等の補強剤、老化防止剤、加硫
促進剤、その他のゴム薬品が所定量配合される。
【0010】本発明に使用する超高分子量PEシートC
としては、分子量100万以上のポリエチレンからなる
厚さが10〜200μmの範囲のものが望ましい。分子
量が100万以上であることにより、IIRゴム組成物
B及び汎用ゴム組成物Dに対する接着性をより一層向上
することができる。また、厚さを10μm以上にするこ
とにより引張強度や弾性率を大きくし、補強効果を付与
することができる。一方、200μm以下にすることに
より接着部分の柔軟性を確保することができる。
【0011】このような本発明のゴム・ゴム接着複合体
は、次のようにして製造することができる。まず、上述
のゴム組成物A,B及びDを、それぞれプレフォーム成
形してシート状又は板状等の任意の積層可能な形状を有
するゴム材料にする。これらゴム材料は、スチールコー
ドのような金属コード、ナイロン、ポリエステル、アラ
ミド等の各種有機繊維からなるコードにより補強したも
のであってもよい。プレフォームされたゴム材料を超高
分子量PEシートDとともに、A/B/C/Dの順に重
ね合わせ、次いでプレス下に加熱し、水素添加NBRゴ
ム組成物Aを硬化させると共に、各ゴム組成物B,Dを
それぞれ加硫させることにより接着し、ゴム・ゴム接着
複合体にすることができる。
【0012】この場合に、汎用ゴム組成物Dが未加硫の
ときは、γc が25〜35mN/mのゴムを含有するゴ
ム組成物を使用することができるが、加硫済みのときは
25〜30mN/mのゴムを含有するゴム組成物を使用
する必要がある。このγc が上記範囲外のゴムを使用す
ると、超高分子量PEシートCに対する接着性が低く、
強固に接着したゴム・ゴム接着複合体を得ることができ
ないからである。
【0013】また、本発明のゴム・ゴム接着複合体は、
予め、水素添加NBRゴム組成物Aと超高分子量PEシ
ートCとの間にIIRゴム組成物Bを挟んで積層して加
熱することにより、水素添加NBRゴム組成物Aを硬化
させると共に、IIRゴム組成物Bを加硫して接着一体
化させ、次いで、このA/B/C積層体の超高分子量P
EシートC面に汎用ゴム組成物Dを重ね併せてA/B/
C/Dの順に積層し、好ましくは超高分子量PEシート
Dが融解する温度以上の温度に加熱することによっても
ゴム・ゴム接着複合体を得ることができる。
【0014】
【実施例】表1に示す配合組成を有する5種類のIIR
ゴム組成物B、汎用ゴム組成物D−1(ゴム成分N
R)、D−2(ゴム成分EPDM)及びD−3(ゴム成
分SBR)を調製した。これら各ゴム組成物を用いて、
それぞれ150mm×50mm×2.5mmのシート状
の未加硫のゴム材料を成形した。
【0015】また、水素添加NBRゴム組成物Aとし
て、日本ゼオン株式会社製のZSC−2295,85重
量部と日本ゼオン株式会社製のZETPOL−2020
(水素添加NBR)15重量部とをロールで添加混合
し、この混合物100重量部に、老化防止剤(“ナウガ
ード445”)を1.5重量部、有機過酸化物として
1,3−ビス(ターシャリーブチルパーオキシイソプロ
ピル)ベンゼン(化薬アクゾ株式会社製“パーカドック
ス14/40”)を5重量部ロールで添加混合したもの
を用いて、同様に150mm×50mm×2.5mmの
シート材料に成形した。
【0016】さらに削り出し方式により作製された分子
量約500万のポリエチレンからなる厚さ50μmのフ
ィルム状超高分子量ポリエチレンシートCを用意した。
上記水素添加NBRゴム組成物Aと、IIRゴム組成物
Bと、超高分子量PEシートCと、汎用ゴム組成物D−
1,2,3とから、それぞれシート状材料をプレフォー
ム成形し、得られたシード状ゴム材料を、表2に示す順
序で積層し、20kg/cm2 の加圧下、170℃で2
0分間加熱し、水素添加NBR含有ゴム組成物Aからな
るシート材料を硬化させると同時に、未加硫のIIRゴ
ム組成物Bと各汎用ゴム組成物D−1,2,3を加硫
し、ゴム・ゴム接着複合体を製作した、これらゴム・ゴ
ム接着複合体の接着性を下記の方法により評価し、その
結果を表2に示した。
【0017】
【0018】また、*1 はN−フェニル−N’−イソプ
ロピル−p−フェニレンジアミン *2 はN−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェ
ンアミド *3 はテトラメチルチウラムジスルフィド *4 は2−メルカプトベンゾチアゾール *5 はテトラメチルチウラムモノスルフィド *6 はベンゾチアジルジスルフィドである。接着性の評価方法 :ゴム・ゴム接着複合体の接着性は、
接着力の大きさで評価するのは正確ではない。そこで、
幅20mmのサンプルを作製して剥離テストを行い、界
面剥離が起こった場合にはたとえ接着力が高くても不良
(×)と評価した。他方、界面剥離を起さなかった場合
は、ゴム・ゴム接着複合体の接着界面を中心にして約
0.5mmの厚さのシートをカミソリにて切り出し、そ
の界面付近にカミソリで傷を入れて剥離テストを行い、
いずれかのシートが凝集破壊を起こすほどに強固に接着
していた場合を接着性良好(○)と評価した。
【0019】 表2から、実施例1〜3の本発明に規定する積層順序の
ゴム・ゴム接着複合体はいずれも優れた接着性を示し
た。これに対し、比較例1の水素添加NBRゴム組成物
Aと超高分子量PEシートCとを直接重ね合わせると、
これらの間が接着せずゴム・ゴム接着複合体を得ること
ができなかった。また、比較例2の水素添加NBRゴム
組成物Aと超高分子量PEシートCとの間に汎用ゴム組
成物D−1を挟んでも接着させることができなかった。
比較例3に示したように、水素添加NBRゴム組成物A
と汎用ゴム組成物D−3とを直接接着させても良好な接
着は得られなかった。
【0020】次に、表2の実施例2及び3において、予
め、水素添加NBRゴム組成物Aと超高分子量PEシー
トCとをIIRゴム組成物Bを介して接着させた後、そ
の超高分子量PEシートC面に、それぞれ汎用ゴム組成
物D−2(ゴム成分EPDM)及びD−3(ゴム成分S
BR)を重ね合わせて、20kg/cm2 の加圧下、1
60℃で20分間加熱し、汎用ゴム組成物D−2とD−
3を加硫すると共に、接着一体化し、2種類のゴム・ゴ
ム接着複合体を得た。これらゴム・ゴム接着複合体の接
着性を上記の方法により評価したところ汎用ゴム組成物
D−2を積層したものは○であったか、汎用ゴム組成物
D−3を積層したものは×であった。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、I
IRゴム組成物Bの超高分子量PEシートCのみなら
ず、水素添加NBRゴム組成物Aに対する優れた接着性
を利用することにより、超高分子量PEシートCを介し
て特定のγc を有するゴムを含有する汎用ゴム組成物D
を接着し、A/B/C/Dの順に接着されたゴム・ゴム
接着複合体にすることができる。このゴム・ゴム接着複
合体は、水素添加NBRゴム組成物Aの高強度、高剛
性、耐熱性、耐油性、耐候性等の優れた特性と、汎用ゴ
ム組成物Dがそれぞれ有する固有の特性を合わせ有し、
しかも、無色の水素添加NBRゴム組成物Aに任意の色
彩、着色を付与し外観を美麗にすることが可能であり、
ゴム製品としての利用価値を著しく向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−249748(JP,A) 特開 昭47−39283(JP,A) 特開 平4−368843(JP,A) 特開 平4−126238(JP,A) 特開 平2−89639(JP,A) 特開 平1−210338(JP,A) 特開 平1−123837(JP,A) 特開 昭60−165227(JP,A) 特開 昭53−129253(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 C08J 5/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水素添加アクリロニトリル・ブタジエン
    共重合体ゴム,メタクリル酸,酸化亜鉛及び有機過酸化
    物を含有するゴム組成物Aと、ポリイソブチレン・イソ
    プレン共重合体ゴム含有ゴム組成物Bと、削り出し方式
    により作製した超高分子量ポリエチレンシートCと、臨
    界表面張力γc が25〜35ミリニュートン/メートル
    の汎用ゴムを含有するゴム組成物Dとを、A/B/C/
    Dの順に積層し、接着一体化したゴム・ゴム接着複合
    体。
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