JPH07330919A

JPH07330919A - ゴムと金属との接着方法

Info

Publication number: JPH07330919A
Application number: JP12518794A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Muramatsu; 佳孝村松; Seiji Ito; 政治伊藤; Tetsurou Oigo; 哲朗老後; Kazuhisa Ishikawa; 和久石川; Sokuei Kiyo; 則栄許; Masahiro Minowa; 昌啓箕輪
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1994-06-07
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 1995-12-19

Abstract

(57)【要約】【目的】各種の金属とゴムとを良好にかつ容易に接着
することができるゴムと金属との接着方法を提供する。【構成】表面洗浄処理を施した鋼板などの金属体の表
面に、金属体を硫黄イオンを含有する溶液、たとえば硫
化ナトリウム溶液に浸漬するなどの方法で、金属硫化物
層を形成した後、その上に、ゴム材を配し、一体に加硫
接着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防振ゴムやゴムローラ
などのゴム／金属複合体製品の製造に有用なゴムと金属
との接着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、防振ゴムやゴムローラなどの
ゴム−金属複合体製品を製造する際のゴムと金属とを接
着する技術として、金属側に予め接着剤を塗布してお
き、これを未加硫ゴムと加硫成型することにより接着さ
せる、いわゆる加硫接着方式、予め加硫したゴムと金属
とを接着剤により接着させる、いわゆる後接着方式が知
られており、なかでも、接着強度の点から加硫接着方式
が一般に用いられている。しかしながら、このような接
着剤を用いる方法では、金属の前処理や接着剤の塗布工
程が非常に煩雑であるという問題があった。すなわち、
接着剤を塗布する前の金属処理として、不純物、油分な
どを除去するための洗浄処理、接着力を高めるためのブ
ラスト処理または化学処理などが不可欠である。また、
接着剤は、通常、金属との親和力に優れた下塗り用と、
ゴムとの親和力に優れた上塗り用の2種類の接着剤が使
用されることから、接着剤の塗布を 2回行う必要があ
る。しかも、塗布むらがあった場合には接着力が大きく
低下して接着不良を起こすおそれがあることから、厳し
い工程管理が要求される。なお、このような処理工程の
煩雑さは、接着物が非常に大きかったり、逆に小さかっ
たりした場合、あるいは、形状が複雑な場合に、よりそ
の適用を困難にするものである。

【０００３】また、従来の接着剤には、通常、接着成分
の溶媒または分散剤として有機溶剤が使用されているた
め、作業環境が悪く、これを改善するために特殊な設備
を要するという問題もあった。

【０００４】そのうえ、昨今のオゾン層破壊物質の規制
により、使用できる接着成分や溶剤が制限されるように
なり、各種のゴム、金属に広く適用でき、これらを良好
に接着させることができる接着剤は未だ得られていない
のが実状である。

【０００５】このような中で、近年、接着剤を使用せず
に金属とゴムとを直接接着する方法、たとえば黄銅や黄
銅めっきした金属とゴムとを直接加硫接着させる方法、
さらには、トリアジンチオール化合物を配合したゴムと
金属とを直接加硫接着させる方法などが開発され注目さ
れている。

【０００６】しかしながら、上記の黄銅や黄銅めっきし
た金属とゴムとの直接接着では、金属が限定されるとい
う欠点に加え、黄銅中の銅比率に接着力が左右されると
いう問題がある。銅比率の低い黄銅の接着の場合、ゴム
中に有機コバルト塩などを配合することにより初期接着
力は改善されるが、耐久性が悪くなる。さらに、黄銅ま
たは黄銅めっき自身の保存性が悪いことから接着力にば
らつきを生じやすい、非接着部分のいわゆるマスキング
処理が困難であるなどの問題もある。

【０００７】また、トリアジンチオール化合物を用いる
直接接着法においても、金属やゴムの種類によっては良
好な接着力が得られない、良好な接着力を得るために
は、使用する加硫剤や加硫促進剤などを狭い範囲で管理
しなければならない、黄銅や黄銅めっきの場合と同様、
接着を要しない部分のマスキング処理が困難であるな
ど、実用化を図るうえで解決すべき多くの問題が残され
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、近年、金
属とゴムとの接着技術として、作業性や環境上、様々な
問題のある接着剤を用いずに金属とゴムを直接接着する
方法が開発されているが、各種の金属とゴムとの接着に
広く適用でき、しかも、良好な接着力を得るるための配
合剤や加硫条件の厳しい管理を必要とせず、また、接着
を要しない部分のマスキング処理も容易な接着技術は未
だ確立されていない。

【０００９】本発明は、このような従来技術の課題に対
処してなされたもので、接着剤を用いずに、各種の金属
とゴムとを良好にかつ容易に接着することができるゴム
と金属との接着方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のゴムと金属との
接着方法は、金属体表面に金属硫化物層を形成した後、
その上にゴム材を配し、一体に加硫接着することを特徴
とする。

【００１１】ここで、金属体表面に金属硫化物層を形成
する方法としては、金属体を硫黄イオンを含有する溶
液、たとえば硫化ナトリウム溶液、硫化カリウム溶液な
どに浸漬する方法、金属体を硫化水素ガス雰囲気に暴露
する方法、金属体を金属イオン含有溶液、たとえば硝酸
鉄水溶液、硫酸鉄水溶液と、硫黄含有溶液、たとえばチ
オアセトアミド水溶液、チオ尿素水溶液の混合溶液に浸
漬する方法、スパッタリング法などを用いることができ
る。

【００１２】このような方法により、金属体の表面で次
式に示すような反応が起こり、金属硫化物からなる層が
形成される。Ｍ＋Ｓ^2- → ＭＳ＋２ｅ^- （Ｍは金属）そして、このように形成された金属硫化物層上にゴム材
を配して加硫接着を行うと、その界面で、Ｍ−ＭＳ−
Ｒ、Ｍ−ＭＳ−Ｓ−Ｒ（Ｒはゴム）のような結合を生
じ、金属体とゴム材が強固に接着された複合体が得られ
る。

【００１３】なお、本発明で使用される金属体およびゴ
ム材は特に限定されるものではなく、各種の金属材、ゴ
ム材の使用が可能である。本発明においては、金属硫化
物層の形成に先立って、金属体表面に洗浄処理を施して
おくことが好ましい。これにより工程数は増えるもの
の、接着力をより高めることができる。

【００１４】

【作用】このように本発明方法においては、金属体表面
に金属硫化物層を形成し、その上にゴム材を配して加硫
接着することにより、金属体とゴム材との界面にＭ−Ｍ
Ｓ−Ｒ、Ｍ−ＭＳ−Ｓ−Ｒのような結合を生じるため、
両者は強固に接着される。このような方法において
は、接着剤を用いないため、煩雑な接着剤の塗布工程を
必要とせず作業性に優れており、また、環境汚染のおそ
れもないことから、その対策を講ずる必要もない。さら
に、被接着体である金属体やゴム材の種類が特定される
こともなく、各種の金属とゴムの接着に広く適用するこ
とができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例を記載する。

【００１６】実施例１濃度10％のNa₂S 溶液を収容した50℃の恒温槽に、表面
の洗浄処理を施した85mm×25mm× 3mmの冷間圧延鋼板
（SPCC鋼板）を10分間浸漬し、表面に硫化物層を形成し
た。次いで、この硫化物層を形成したSPCC鋼板 2枚の間
に、厚さ 3mmのゴム材（未加硫の天然ゴム 100重量部に
対して、カーボンブラック 30 重量部、老化防止剤［大
内新興化学社製、商品名ノクラック 224］ 3重量部、
ステアリン酸 1.5重量部、亜鉛華 5重量部、硫黄 2重量
部、加硫促進剤［川口化学社製、商品名アクセルＤ
Ｍ］ 1重量部を混練し、シート状に押し出したもの）を
配して金型に入れ、15MPa の加圧下、 150℃の温度で10
分間加熱加硫して、図１に示す構造の接着試験片を作成
した。なお、図１において、１は鋼板、２はゴムを示
す。

【００１７】実施例２実施例１と同様にして得た洗浄処理済みのSPCC鋼板１
を、図２に示すような反応装置の石英ガラス管３内にセ
ットするともに、管内をＨ₂ガスで置換し、次いで、Ｈ
₂とＨ₂Ｓとの混合ガスを管内に供給しつつ、電気溶融
炉４により 300℃× 5分間の加熱処理を行い、SPCC鋼板
１表面に硫化物層を形成した。この後、実施例１の場合
と同様にして、硫化物層を形成したSPCC鋼板 2枚の間
に、厚さ 3mmのゴム材を配して金型に入れ、加圧下で加
熱加硫して一体に接着させた。

【００１８】実施例３実施例１と同様にして得た洗浄処理済みのSPCC鋼板１
を、図３に示すようなガラス製の反応容器５内にセット
するともに、容器５内に硝酸鉄水溶液およびチオアセト
アミド水溶液を70℃で10分間導入して、SPCC鋼板１表面
に硫化物層を形成した。この後、実施例１の場合と同様
にして、硫化物層を形成したSPCC鋼板 2枚の間に、厚さ
3mmのゴム材を配して金型に入れ、加圧下で加熱加硫し
て一体に接着させた。

【００１９】実施例４実施例１と同様にして得た洗浄処理済みのSPCC鋼板１
を、図４に示すようなスパッタリング装置の真空チャン
バ６内にセットし、Arガスを流圧 1Paで流しつつSPCC鋼
板鋼電極７にコンデンサを通して電圧 1.5kVを印加し、
Ｈ₂Ｓガスを投入して SPCC鋼板１表面に硫化物層を形
成した。なお、処理時間は10分間とした。図４中、８は
試料台である。この後、実施例１の場合と同様にして、
硫化物層を形成したSPCC鋼板 2枚の間に、厚さ 3mmのゴ
ム材を配して金型に入れ、加圧下で加熱加硫して一体に
接着させた。

【００２０】比較例実施例１で用いたものと同じSPCC鋼板に、洗浄、ブラス
ト処理、洗浄を順に行った後、２液塗布型接着剤（ロ−
ドファーイースト・インコ−ポレイテッド社製ケムロッ
ク205/ケムロック252 ）を塗布した。すなわち、まず、
下塗り接着剤を塗布し乾燥させ、次いで、上塗り接着剤
を塗布し乾燥させた。この後、得られた接着剤層を有す
るSPCC鋼板 2枚の間に、実施例１の場合と同様にして、
厚さ 3mmのゴム材を配し、金型により加圧下で加熱加硫
して一体に接着させた。

【００２１】このようにして得られた各実施例および比
較例の接着試験片について、初期接着力および 100℃×
10日熱老化後の接着力を測定した。結果を表１に示す。
なお、接着力は次式により算出した。

【００２２】

【表１】表１からも明らかなように、実施例は比較例に比べ、簡
便で工程数が大幅に削減されているうえ、接着力は初
期、熱老化後ともに比較例と同等もしくはそれ以上とな
っている。

【００２３】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明方法によれば、金属体表面に金属硫化物層を形成
し、その上に直接ゴム材を配して一体に加硫接着するの
で、従来の接着剤を用いる方法に比べ、工程数を大幅に
削減することができ、しかも高い接着力をもってゴムと
金属とを接着することができる。そのうえ、被接着材で
あるゴムや金属の種類、形状、サイズなどが特定される
ようなことはなく、各種のゴム、金属の接着に広く用い
ることができる。したがって、防振ゴム、ゴムローラ、
オイルシールなどの各種ゴム／金属複合体製品の製造に
極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で作成された接着試験片を示
す斜視図。

【図２】本発明に使用される装置の一例を概略的に示す
図。

【図３】本発明に使用される装置の他の例を概略的に示
す図。

【図４】本発明に使用されるスパッタリング装置の例を
概略的に示す図。

【符号の説明】

１………SPCC鋼板２………ゴム３………石英ガラス管４………電気溶融炉５………反応容器６………真空チャンバ７………電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者老後哲朗神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者石川和久神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者許則栄神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者箕輪昌啓神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属体表面に金属硫化物層を形成した
後、その上にゴム材を配し、一体に加硫接着することを
特徴とするゴムと金属との接着方法。
【請求項２】請求項１記載のゴムと金属との接着方法
において、金属硫化物層の形成は、金属体を硫黄イオン
含有溶液に浸漬する方法、金属体を硫化水素ガス雰囲気
に暴露する方法、金属体を金属イオン含有溶液および硫
黄含有溶液に浸漬する方法、またはスパッタリング法を
用いることを特徴とするゴムと金属との接着方法。