JPH06171009A - 金属・ゴム複合防振体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】公害の問題や製造上の困難を招くことなく金具
２の防錆を図るととともに、該金具２と防振ゴム体１と
の接着安定性の向上を図る。 【構成】金具２の表面にはシランカップリング剤による
有機シラン化合物皮膜３が形成されていて、該有機シラ
ン化合物皮膜３の表面に同時加硫型接着剤層４，５を介
して上記防振ゴム体１が接着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防振作用を呈する防振
ゴム体に金具が接着されてなる金属・ゴム複合防振体に
関し、エンジン用マウント、サスペンションリンク用ブ
ッシュなど自動車用の防振体として用いられ、あるいは
他の機械器具の防振支持体として用いられる。

【０００２】

【従来の技術】金属・ゴム複合防振体として、アルミニ
ウム又はその合金による金具の表面にクロメート処理を
施してクロム酸塩皮膜を形成し、該皮膜の表面に同時加
硫型接着剤を介して防振ゴム体を同時加硫接着したもの
が知られている（特開平４−１１５９４３号公報参
照）。

【０００３】また、特開昭５５−６６９５１号公報に
は、シリコーンゴムを金属に加硫接着させる際に金属表
面に塗布するプライマーとして、シリコーンゴムにシリ
コーンレジン、オルガノポリシロキサン、有機シラン化
合物、充填材及び硬化用触媒を含有したものが記載され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記クロメー
ト処理が施された金具を用いてなる金属・ゴム複合防振
体の場合、当該クロメート処理によって上記金具の防錆
が図れるものの、クロムイオンによる公害発生の問題が
ある。

【０００５】また、金具と防振ゴム体との接着安定性を
高めるために、上記クロメート処理後にカチオン電着塗
装を施すこともなされているが、クロメート処理自体
が、金具のアルカリ脱脂→水洗→酸洗→水洗→スマット
除去→水洗→クロメート処理→水洗→湯洗→乾燥という
多数の工程を必要とする上に、さらに上記電着塗装を施
すことになるため、工程数が非常に多くなり、生産性の
点で不利になる。

【０００６】これに対して、上記シリコーンゴム系プラ
イマーの場合、シリコーンゴムと金具との接着に効を奏
しても、該金具の防錆効果を期待することはできない。

【０００７】すなわち、本発明の課題は、公害の問題や
製造上の困難を招くことなく金具の防錆を図るとととも
に、該金具と防振ゴム体との接着安定性の向上を図るこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及びその作用】本発明は、
このような課題について鋭意研究した結果、シランカッ
プリング剤を用いて金具の表面を処理すると上述の問題
を解決することができることを見出し、その完成に至っ
たものである。

【０００９】すなわち、上記課題を解決する第１の手段
は、防振作用を呈する防振ゴム体に金具が接着されてな
る金属・ゴム複合防振体であって、上記金具の表面には
シランカップリング剤による有機シラン化合物皮膜が形
成されていて、該有機シラン化合物皮膜の表面に同時加
硫型接着剤層を介して上記防振ゴム体が接着されている
ことを特徴とするものである。

【００１０】本手段においては、金具の表面の有機シラ
ン化合物皮膜によって当該金具の耐蝕性が得られるとと
もに、金具表面に対する接着剤層の接着安定性が得られ
る。すなわち、上記有機シラン化合物は、アルコキシ基
やハロゲン等の加水分解性の置換基と、ビニル基、エポ
キシ基、アミノ基等の有機質と反応しやすい基とを有
し、前者の置換基によって金具と結合して該金具を腐蝕
から保護する一方、後者の有機質と反応しやすい基によ
って接着剤層と結合することによって、接着剤層の金具
表面への接着を良好なものにする。

【００１１】上記金具としては、非鉄金属製、例えばア
ルミニウム製やアルミニウム合金製、マグネシウム合金
製のものが好適に用いられ、この非鉄金属と結合した酸
化皮膜等と有機シラン化合物（シランカップリング剤）
との間でシランカップリング反応が行なわれて有機シラ
ン化合物皮膜が形成されることになる。

【００１２】上記防振ゴム体としては、天然ゴム（Ｎ
Ｒ）及び合成ゴム（例えばスチレンブタジエンゴム（Ｓ
ＢＲ）やブタジエンゴム（ＢＲ）等）のいずれによって
成形してもよく、また、天然ゴムとスチレンブタジエン
ゴムとのブレンド（ＮＲ／ＳＢＲ）や天然ゴムとブタジ
エンゴムとのブレンド（ＮＲ／ＢＲ）によって成形する
こともできる。

【００１３】上記有機シラン化合物としては、Ｘ−Ｒ−
Ｓｉ−（ＯＲ´）₃ の一般式で表わされる各種のシラン
カップリング剤を用いることができる。この場合、Ｘは
メタクリロキシ系、アミン系、エポキシ系、メルカプト
系等の活性基、Ｒ，Ｒ´はアルキル基である。例えば、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエ
チル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルトリメトキシシラン等の使用が好適である。

【００１４】上記同時加硫型接着剤としては、フェノー
ル樹脂系、塩素化ゴム系等の２液硬化型接着剤、あるい
は１液硬化型接着剤等を用いることができる。

【００１５】上記金属・ゴム複合防振体の製造は、例え
ば金具の下地処理（アルカリ脱脂→水洗→湯洗→乾燥）
を行なった後、シランカップリング剤による有機シラン
処理を行ない、次いで有機シラン化合物皮膜の表面に同
時加硫型接着剤を塗布し乾燥させた後、防振ゴム体用の
未加硫ゴムを上記接着剤層の上に設けて加硫する、とい
う方法によって実施することができる。上記有機シラン
処理にあたっては、シランカップリング剤溶液への金具
の浸漬や、同溶液の金具への刷毛塗りもしくはスプレー
塗布を採用することができる。

【００１６】また、上記課題を解決する第２の手段は、
同じく防振作用を呈する防振ゴム体に金具が接着されて
なる金属・ゴム複合防振体であって、上記金具の表面に
シランカップリング剤による有機シラン化合物皮膜が形
成されているとともに、該有機シラン化合物皮膜の表面
における上記防振ゴム体との接着面に熱硬化型接着剤が
熱硬化してなる接着剤硬化層が形成されており、上記金
具の接着剤硬化層に上記防振ゴム体の表面活性化処理さ
れてなる接着面がイソシアナート系接着剤によって接着
されていることを特徴とする。

【００１７】本手段においても、先の第１の手段と同様
の理由で、金具の表面の有機シラン化合物皮膜によって
当該金具の耐蝕性が得られるとともに、金具表面に対す
る接着剤硬化層の接着安定性が得られる。

【００１８】上記金具及び防振ゴム体に関しては、先に
説明した第１の手段のものと同様のものを用いることが
できる。上記熱硬化型接着剤としても、上記第１の手段
における同時加硫型接着剤と同様のものを用いることが
できる。

【００１９】また、上記防振ゴム体の表面活性化処理
は、有機酸、無機酸または物理処理により加硫ゴム表面
の活性化を行なうものであり、ハロゲン化処理、ニトロ
化処理、環化処理、ヨウ化メチレン処理またはプラズマ
処理などのうちから適宜選択することができる。

【００２０】上記ハロゲン化処理の場合、有機酸として
ハロゲン化イソシアヌル酸、ハロゲン化サクシイミド、
ハロゲン化イソシアナート、Ｎ−ハロゲンスルホンアミ
ドまたはハロゲン化ヒダントインなどのうちから、無機
酸として塩酸、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム、塩
化ヨウ素または臭化ヨウ素などのうちからハロゲン化処
理剤を選択する。中でも、ヨウ化イソシアナート、ジク
ロロイソシアヌル酸、トリクロロイソシアヌル酸または
Ｎ−ジクロロ−Ｐ−トルエンスルホンアミドなどが表面
処理性能、加工安全性および処理速度などの点で好適で
ある。選択したハロゲン化処理剤は適当な有機溶剤に溶
解させて０．１〜３０％、好ましくは１〜２０％の濃度
に希釈してハロゲン化処理溶液とする。なお、上記有機
溶剤としては、トルエン、キシレン、イソオクタン、ジ
メチルエーテル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、四
塩化炭素または工業用シンナーなどを用いればよい。そ
して、加硫ゴムである防振ゴム体１の各端面１ａを脱脂
後、上記ハロゲン化処理溶液中に浸漬しまたは上記ハロ
ゲン化処理溶液をスプレーもしくは塗布して、比較的短
時間（例えば２，３秒〜３分間）揮発乾燥させる。この
場合、表面の水洗は多くの場合必要ではない。

【００２１】上記ニトロ化処理の場合、硝酸ヨウ素、ア
ジ化ヨウ素、アジ化臭素、硝酸または混酸などの内から
ニトロ化処理剤を選択する。そして、低濃度のニトロ化
処理溶液を上記防振ゴム体１の各端面１ａに短時間塗布
し、その後、塗布表面を十分に水洗する。このニトロ化
処理の場合、反応性が比較的大きいため、十分な安全設
備の内で行なう必要がある。

【００２２】上記環化処理の場合、環化処理溶液として
濃硫酸溶液を用い、上記防振ゴム体１の各端面１ａをそ
の環化処理溶液中に常温で２〜２０分間浸漬しまたは塗
布し、その後、付着した濃硫酸を水洗除去する。

【００２３】また、上記ヨウ化メチレン処理の場合、ヨ
ウ化メチレンを適当な溶剤に溶解させて０．１〜１０％
の濃度に希釈してヨウ化メチレン処理溶液とし、この溶
液を上記防振ゴム体１の表面１ａに塗布する。

【００２４】さらに、プラズマ処理の場合、上記防振ゴ
ム体１の各端面１ａに１００〜６００００Ｗｓｅｃ／ｌ
の低温プラズマを照射する。

【００２５】

【発明の効果】従って、上記第１の手段によれば、金具
の表面にシランカップリング剤による有機シラン化合物
皮膜が形成され、該有機シラン化合物皮膜の表面に同時
加硫型接着剤層を介して防振ゴム体が接着されているか
ら、製造工程を複雑にすることなく、且つ公害の問題を
招くことなく、当該金具の耐蝕性が得られるとともに、
金具表面に対する接着剤層の接着安定性が得られ、腐蝕
性環境下で使用しても長期間にわたって金具と防振ゴム
体との強固な接着を維持させることができる。

【００２６】また、第２の手段においても、金具の表面
にシランカップリング剤による有機シラン化合物皮膜が
形成され、該有機シラン化合物皮膜の表面における防振
ゴム体との接着面に熱硬化型接着剤が熱硬化してなる接
着剤硬化層が形成され、該接着剤硬化層に上記防振ゴム
体の活性化処理されてなる接着面がイソシアナート系接
着剤によって接着されているから、第１の手段と同様の
効果が得られる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２８】＜実施例１＞図１は本発明の実施例に係る
金属・ゴム複合防振体（自動車のエンジンマウント）を
示す。同図において、１は円柱形の防振ゴム体、２，２
はこの防振ゴム体１の両端に接着されたアルミニウム合
金製の金具である。上記金具２の全表面はシランカップ
リング剤による有機シラン化合物皮膜が形成されてい
て、図２に示すように、防振ゴム体１は上記金具２の有
機シラン化合物皮膜３の表面に、同時加硫型接着剤によ
る下層４及び上層５を介して接着している。

【００２９】上記下層４はフェノール樹脂系のプライマ
ー接着剤によって構成され、上層５はクロロスルホン化
ポリエチレンを主成分とする塩素化ゴム系接着剤によっ
て構成されている。

【００３０】上記金属・ゴム複合防振体の製造は、以下
の工程によって行なった。

【００３１】−金具２の下地処理− 金具２の下地処理は次の順序で行なった。 アルカリ脱脂（７０〜８０℃×５分間）→水洗（１分
間）→水洗（１分間）→湯洗（６０〜７０℃×１分間）
→乾燥（１００℃×２０分間）

【００３２】−有機シラン処理− 上記下地処理済みの金具２をシランカップリング剤溶液
に浸漬することによって有機シラン化合物皮膜３を上記
金具２の表面に形成した。シランカップリング剤溶液の
配合は次の通りである。

【００３３】アルコール １リットル シランカップリング剤 ２０ミリリットル 水 １０ミリリットル 上記浸漬条件は室温で３０分間とし、また、浸漬後の乾
燥条件は１００℃×２０分間とした。

【００３４】−接着剤塗布− 上記有機シラン化合物皮膜３における防振ゴム体１との
接着面に上記フェノール樹脂系プライマー接着剤を塗布
し、これが乾燥した後、上記塩素化ゴム系接着剤を塗布
して乾燥させた。乾燥条件はいずれも７０℃×５分間で
ある。

【００３５】−加硫接着− 上記接着剤が塗布された金具２を加硫型に入れ、防振ゴ
ム体１用の未加硫ゴムを注入してから、加熱することに
よって防振ゴム体１の金具２への加硫接着を行なった。

【００３６】（試験）上記実施例の効果を確認するため
に以下のテストを行なった。

【００３７】−試験片− 試験片については、ＪＩＳＫ６３０１の８．３．１項に
従って実施例ａ〜ｄ及び比較例ａ〜ｃの各々につき作製
した。各試験片における防振ゴム体１に相当するゴム部
の配合は表１の通りである。

【００３８】

【表１】

【００３９】実施例ａ〜ｄの各試験片における上記金具
２に相当する金属部の材質はアルミニウム合金（ＪＩＳ
Ｈ４０００におけるＡ５０５２、同６０６３、又は同７
００３）であり、シランカップリング剤にはγＡＰＳ
（γ−アミノプロピルトリエトキシシラン）又はγＭＰ
Ｓ（γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）
を用いた。すなわち、実施例ａ〜ｄは金属部の材質又は
シランカップリング剤の種類が互いに異なるものであ
り、それらについては表２に掲載した。比較例ａ〜ｃは
有機シラン処理に代えてクロメート処理又は上述の下地
処理のみとした。この比較例についても、各々の金属部
の材質及び金属表面処理の態様は表２に掲載されてい
る。

【００４０】また、上記実施例及び比較例の各試験片に
は、下層４のフェノール樹脂系のプライマー接着剤とし
て、米国ロード社製の商品名ケムロック２０５を用い、
上層５の塩素化ゴム系接着剤として、米国ロード社製の
商品名ケムロック２５２を用いた。

【００４１】−試験の内容− 上記各試験片につき、ＪＩＳＫ６３０１の８．３項に基
づく９０度剥離試験を行なった。また、当該剥離試験に
ついては、ＪＩＳＺ２３７１に準ずる塩水噴霧テスト
（ＳＳＴ）と組み合わせて行なった。すなわち、初期
（塩水噴霧なし）、塩水噴霧６００時間後、同７２０時
間後、及び同１０００時間後の各時期について当該剥離
試験を行なった。

【００４２】−試験結果− 試験結果は表２に示されている。同表において、剥離状
態の項のＲ−ＲＣ−ＣＰ−Ｍの各記号の意味は次の通り
である。

【００４３】Ｒ；ゴム部の破断 ＲＣ；ゴム部と接着剤との間の破損 ＣＰ；接着剤部の破損 Ｍ；金属と接着剤との間の破損

【００４４】

【表２】

【００４５】表２によれば、実施例ａ〜ｄと比較例ａ，
ｂとでは金属と接着剤との間の破損（Ｍ）を含めてその
耐剥離強度にほとんど差が認められない。また、実施例
ａ〜ｄにおいてはその金属部には有害な白錆も発生しな
かった。このことから、本発明の如く、金具２の表面に
シランカップリング剤による有機シラン化合物皮膜３を
形成した場合には、従来のクロメート処理を施したもの
と同等の耐蝕性及び接着安定性が得られることがわか
る。

【００４６】＜実施例２＞本例の金属・ゴム複合防振体
は円筒ブッシュであって、図３及び図４に示されてい
る。同図において、２１は円筒形の防振ゴム体、２２は
防振ゴム体２１の内周面に接着されたアルミニウム合金
製の内筒金具、２３は防振ゴム体２１の外周面に接着さ
れるアルミニウム合金製の外筒金具である。防振ゴム体
２１に対する内筒金具２２の接着には実施例１と同様の
加硫接着が採用されている。

【００４７】一方、上記外筒金具２３の全表面にはシラ
ンカップリング剤による有機シラン化合物皮膜が形成さ
れていて、図４に示すように、有機シラン化合物皮膜２
４の表面における上記防振ゴム体２１との接着面に熱硬
化型（同時加硫型）接着剤が熱硬化してなる下層２５及
び上層２６が形成されている。また、上記防振ゴム体２
１の外周面には所定の表面活性化処理が施されている。
そうして、上記外筒金具２３の接着剤硬化層２６に上記
防振ゴム体２１の表面活性化処理されてなる接着面がイ
ソシアナート系接着剤層２７によって接着されている。

【００４８】上記防振ゴム体２１と外筒金具２３との接
着は以下の工程によって行なった。 −外筒金具２３の下地処理及び有機シラン処理− 外筒金具２３の下地処理及び有機シラン処理は実施例１
のそれと同様にして行なった。

【００４９】−接着剤硬化層の形成− 上記外筒金具２３の有機シラン化合物皮膜２４における
防振ゴム体２１との接着面（内周面）に下層２５として
上記ケムロック２０５を塗布して乾燥させた後、上層２
６として米国ロード社製の商品名ケムロック２２０（塩
素化ゴム系接着剤）を塗布して乾燥させた。乾燥条件は
いずれも７０℃×５分間である。そして、これらの接着
剤の熱硬化を１５０℃×２０分間という条件で行なうこ
とによって、上記接着剤硬化層２５，２６を形成した。

【００５０】−表面活性化処理− 防振ゴム体２１の外周面に溶剤によって脱脂処理を施し
た後、トリクロロイソシアヌル酸の３％溶液（希釈液は
有機溶剤）を塗布することによって、当該外周面の活性
化処理を行なった。

【００５１】−接着− 上記防振ゴム体２１の外周面にイソシアナート系接着剤
を塗布した後、この防振ゴム体２１を外筒金具２３の筒
孔に圧入して径方向内方に圧縮した状態にし、当該ゴム
の弾性復元力が作用した状態で上記イソシアナート系接
着剤を１２０℃×２０分間の加熱条件で硬化させた。こ
れにより、イソシアナート系接着剤層２７が形成され
て、上記防振ゴム体２１と外筒金具２３とが一体になっ
た。

【００５２】（試験）上記実施例の効果を確認するため
に以下のテストを行なった。

【００５３】−試験片− 試験片は上記円筒ブッシュであって、先に説明した方法
に従って実施例ｅ，ｆ及び比較例ｄ，ｅの各々につき作
製した。各試験片における防振ゴム体のゴム配合は表１
の通りであり、金具２２，２３の材質はアルミニウム合
金（ＪＩＳＨ４０００におけるＡ５０５２）である。シ
ランカップリング剤については実施例ｅには上述のγＡ
ＰＳを用い、実施例ｆにはγＭＰＳを用いた。比較例ｄ
には金具に有機シラン処理に代えてクロメート処理を施
し、比較例ｅには上述の下地処理のみとした。

【００５４】また、上記実施例及び比較例の各試験片に
は、接着剤硬化層２５，２６のために上記ケムロック２
０５と同２２０を用い、イソシアナート系接着剤として
ウレタン系ボンドを用いた。

【００５５】−試験の内容− 上記各試験片につき、外筒金具２３を保持した状態にし
て、防振ゴム体２１及び内筒金具２２に軸方向の荷重を
かけてこれらを打抜く、という打抜き試験を行なった。
当該打抜き試験についても、実施例１における試験と同
様に塩水噴霧テストと組み合わせて行なった。

【００５６】−試験結果− 試験結果は表３に示されている。同表において、剥離状
態の項の各記号の意味は表２の場合と同様である。

【００５７】

【表３】

【００５８】表３によれば、実施例ｅ，ｆと比較例ｄと
では、その破壊荷重及び破壊状態のいずれにおいても、
ほとんど差が認められない。また、実施例ｅ，ｆにおい
てはその金属部には有害な白錆も発生しなかった。この
ことから、本発明の有用性が裏付けられる。

【００５９】特に、防振ゴム体２１をアルミニウム合金
製金具２３の地肌にイソシアナート系接着剤によって直
接接着するのではなく、有機シラン化合物皮膜２４、熱
硬化させた接着剤硬化層２５，２６により上記地肌を被
覆してから上記イソシアナート系接着剤を適用している
から、当該金具にクロメート処理やカチオン電着塗装を
施すことなく、加硫ゴムである防振ゴム体２１を強固に
結合させることができるものである。

【００６０】この場合、上記有機シラン化合物皮膜２４
が無機質である金具２３とフェノール系接着剤硬化層２
５とに結合して両者の橋渡しをし、さらにフェノール系
接着剤硬化層２５と塩化ゴム系接着剤硬化層２６との
間、塩化ゴム系接着剤硬化層２６とイソシアナート系接
着剤層２７との間、並びにイソシアナート系接着剤層２
７と防振ゴム体２１の活性化処理面との間にそれぞれ強
固な結合が得られるため、結果的に上記金具２３と防振
ゴム体２１とが強固に結合しているものと認められる。

【００６１】なお、上記各実施例において説明した防振
体の製法は一例に過ぎず、各工程の条件は金具の材質、
使用する接着剤の種類等に応じて適宜変更することがで
きることはもちろんである。

【００６２】また、上記実施例２に関して、イソシアナ
ート系接着剤は金具の方に塗布してもよく、さらには金
具と防振ゴム体との双方に塗布するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の防振体を示す縦断面図

【図２】実施例１の防振体の接着部の断面図

【図３】実施例２の防振体の分解断面図

【図４】実施例２の防振体の接着部の断面図

【符号の説明】

１，２１ 防振ゴム体 ２，２２，２３ 金具 ３，２４ 有機シラン化合物皮膜 ４，５ 同時加硫型接着剤層 ２５，２６ 接着剤硬化層 ２７ イソシアナート系接着剤層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】防振作用を呈する防振ゴム体に金具が接着
   されてなる金属・ゴム複合防振体であって、 上記金具の表面にはシランカップリング剤による有機シ
   ラン化合物皮膜が形成されていて、該有機シラン化合物
   皮膜の表面に同時加硫型接着剤層を介して上記防振ゴム
   体が接着されていることを特徴とする金属・ゴム複合防
   振体。
2. 【請求項２】防振作用を呈する防振ゴム体に金具が接着
   されてなる金属・ゴム複合防振体であって、 上記金具の表面にシランカップリング剤による有機シラ
   ン化合物皮膜が形成されているとともに、該有機シラン
   化合物皮膜の表面における上記防振ゴム体との接着面に
   熱硬化型接着剤が熱硬化してなる接着剤硬化層が形成さ
   れており、 上記金具の接着剤硬化層に上記防振ゴム体の表面活性化
   処理されてなる接着面がイソシアナート系接着剤によっ
   て接着されていることを特徴とする金属・ゴム複合防振
   体。