JP3342896B2 - エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム複合体の接着方法 - Google Patents

エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム複合体の接着方法

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エチレン−プロピレン
−ジエン系ゴムからなる加硫ゴム複合体の接着方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム
(以下,EPDMと略す)は、耐オゾン性、耐老化性、
耐熱性、低温特性等多くの優れた特性を有し、これらの
特性を活かせれば多くの用途が屋外のゴム製品に使用す
ることが可能である。しかし、加硫後のEPDMは、接
着性が著しく低く、同種又は他種のゴム材料と接着させ
ることが極めて困難であるため、多くの用途へ利用する
展開が殆どできないのが実情である。超高分子量のポリ
エチレンを使用すると接着可能であるとの報告がある
が、超高分子量ポリエチレンはシートやフィルムにする
ことが困難であることが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、EP
DMからなる加硫ゴムを同種又は他種のゴムと容易にか
つ強固に接着した複合体にすることを可能にする接着方
法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、EPDMの加硫ゴムと臨界表面張力γc
(以下、γcと略記する)が25〜29ミリニュートン
/メートル(以下、mN/mと略記する)の原料ゴムか
らなる未加硫ゴムとの間に、溶融状態の高密度ポリエチ
レンを介在させて接着する方法、或いはEPDMからな
る加硫ゴム同士の間に、溶融状態の高密度ポリエチレン
を介在させて接着する方法を特徴とする。
【0005】このように従来では接着困難とされていた
EPDM加硫ゴムと同種又は他のゴムとの間に高密度ポ
リエチレンを溶融状態にして介挿することにより、両ゴ
ムを容易にかつ強固に接着させることができる。本発明
において、臨界表面張力γc とは、鋭利な剃刀に水をつ
けて平坦に切断した原料ゴムをサンプルとして使用し、
該ゴムサンプルの表面上で液体炭化水素その他の有機液
体化合物の同族列の液体が示す接触角をθを測定すると
共に、それら液体の表面張力をγとしてcos θとγとを
プロットすると、前記同族列の液体の種類に関係しない
略一本の直線を得られるが、この直線において、θ=
0,すなわち cos θ=1に相当するγc をいう(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頁参照)。
【0006】本発明に使用するEPDMからなる加硫ゴ
ムは、特に限定されるものではなく、市販のEPDMを
原料ゴムとして含有するゴム組成物を任意の形状に成形
し、加硫したものが使用される。本発明において、EP
DM加硫ゴムに対して接着させる未加硫ゴムとしては、
γc が25〜29mN/mの原料ゴムを含有するゴム組
成物からなる未加硫ゴムを使用する。γcが上記範囲外
の原料ゴムを使用したのでは、たとえ溶融状態の高密度
ポリエチレンを介在させてもEPDM加硫ゴムに強固に
接着させることができない。γcが上記範囲の原料ゴム
としては、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム(EP
DM,γc=28mN/m)、イソブチレン−イソプレ
ン共重合体ゴム(IIR,γc=27mN/m)を挙げ
ることができる。
【0007】本発明に使用する原料ゴムのEPDMや上
記γcの原料ゴムには、カーボンブラック、酸化亜鉛、
ステアリン酸、プロセス油、老化防止剤、硫黄、加硫促
進剤、その他の各種ゴム薬品が所定量配合されたゴム組
成物として使用することができる。この場合、これらゴ
ム組成物にはEPDM等の原料ゴムがマトリックスとし
て、少なくとも50重量%を占めることが望ましい。ま
た、これらゴム組成物はそれぞれの用途に応じて板状、
シート状、棒状、筒状など任意の積層可能な形状にプレ
フォーム成形して使用される。
【0008】本発明において、接着用に使用される高密
度ポリエチレンは、特に限定されるものではなく、市販
品を使用することができる。好ましくは密度が0.93
0以上、分子量に関係する溶融粘度指数(メルトフロー
レート MFR)が7.0以下のポリエチレンを使用す
るのがよい。望ましくは密度0.935〜0.960の
ポリエチレンを使用するのがよい。
【0009】上記密度とMFRはいずれもJIS K−
6760による試験方法に準じて測定した値である。本
発明において、高密度ポリエチレンを接着媒体として使
用するときは、その接着処理時において溶融状態にする
必要がある。この溶融状態は、予めシート状又は粉末状
の固体状態にしたものを、被接着ゴム材料の間に介挿し
た後、それをポリエチレンの融点(135℃)以上に加
熱して溶融させてもよく、或いは溶融押出機等から直接
板状又はフィルム状に溶融押出しするようにしてもよ
い。板又は粉末の高密度ポリエチレンを、その融点以上
に加熱溶融しながら接着に供するときは、好ましくは僅
かに圧力を付加して圧着することが好ましい。圧着の時
間は一方のゴム材料が未加硫ゴムの場合は、その加硫が
完了するに十分な時間にすることが望ましい。
【0010】また、高密度ポリエチレンシートを上述の
ようにシートとして使用するときは、そのシートの厚さ
は特に限定されるものではない。しかし、0.5mmを
越えて余りに厚くし過ぎると、接着強度は大きいが接着
層が柔軟性を損なう。また、高密度ポリエチレンを溶融
押出ししながら接着に供するときは、その接着時に圧着
することにより、良好な接着が得られ、しかも220℃
以下で使用する限り、加硫ゴムの凝集破壊状態にまで接
着力を強化することができる。
【0011】
【実施例】実験例1 表1に示す配合組成を有する4種類のゴム組成物ア(原
料ゴムEPDM,γc=28mN/m)、イ(原料ゴム
IIR、γc=27mN/m)、ウ(原料ゴムNR、γ
c=31mN/m)及びエ(原料ゴムSBR、γc=3
3mN/m)を調製した。これら各ゴム組成物ア〜エか
ら、それぞれ150mm×50mm×2.5mmのシート状
の未加硫ゴム材料A,B,C,Dを成形した。ここで、
原料ゴムEPDMとしてはEPT3045(三井化学)
を、原料ゴムIIRとしてはButyl 268(エクソン化
学)を、原料ゴムNRとしてはRSS#1を、原料ゴム
SBRとしてはNipol 1702(日本ゼオン)をそれぞれ用
いた
【0012】また、上記未加硫ゴム材料Aを加硫し、加
硫ゴム材料A′を作製した。さらに密度=0.946、
MFR=0.04の高密度ポリエチレンからなる厚さ2
00μmのシートを用意した。高密度ポリエチレンとし
ては、S6008G(日本ポリオレフィン)を用いた
上記EPDM加硫ゴム材料A′とそれぞれ未加硫ゴム材
料A,B,C,Dとの間に、個別に上記高密度ポリエチ
レンシートを挟み、160℃で加熱してこれを溶融する
と共に、20kg/cmの圧力で20分間圧着すること
により、未加硫ゴム材料A、B、C、Dの加硫と同時に
加硫ゴム材料A′と接着させた。
【0013】 表1中の数値は、いずれも重量部である。
【0014】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。
【0015】得られた4種類のゴム−ゴム複合体A’−
A(実施例1)、A’−B(実施例2)、A’−C(比
較例1)、A’−D(比較例2)の接着性を、それぞれ
下記方法により評価した。接着性の評価方法 :ゴム−ゴム複合体の接着性は、接着
力の大きさで評価するのは正確ではない。そこで、幅2
0mm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・ゴム複合体の接着界面を中心にして約0.5
mm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5回繰り返
し、いずれかのシートが内部で凝集破壊が起こるほどに
強く接着していた場合を接着性良好(○)と評価した。
【0016】その結果、実施例1と2の複合体の接着性
はいずれも○であった。これに対し、比較例1と2の複
合体の接着性は、それぞれ高密度ポリエチレンとゴム材
料C及びDの間の接着が不良で接着性は×であった。 実験例2 実験例1と同様にして作製した2枚の加硫ゴム材料A’
同士間及びこの加硫ゴム材料A’と未加硫ゴム材料Cか
ら得た加硫ゴム材料C’との間に、それぞれ前記高密度
ポリエチレンシートを介挿し、20kg/cm2 の加圧
下、160℃で20分間加熱することによって、ゴム−
ゴム複合体A’−A’(実施例3)とA’−C’(比較
例3)を得た。
【0017】これら実施例3と比較例3の複合体の接着
性をそれぞれ上記測定方法により評価した。その結果、
実施例3の複合体の接着性は○であったが、比較例3の
複合体の接着性は×であった。 実験例3 実験例1と同様に、2枚の加硫ゴム材料A’の両端末を
ずらして重ね合わせ、その重ね合わせ部に手動式押出機
を使用して200℃で高密度ポリエチレンを溶融押し出
しながら塗布した。十分に冷却し、ゴム−ゴム複合体
A’−A’(実施例4)を得た。この実施例4の複合体
の接着性を上述した方法により評価した。その結果、接
着性は良好(○)であった。
【0018】実験例4 実験例1の2枚の加硫ゴム材料A’(厚さ2mm)の間
に、表2に示す密度とメルトフローレート(MFR)を
有する2種類の厚さ0.2mmのポリエチレンフィルム
(イ)と(ロ)をそれぞれ介在させ、160℃で20
分、加熱加圧して接着させ、ゴム−ゴム複合体A’−
A’(実施例5,6)を得た。これら実施例5と6の複
合体の接着性を上記測定方法により評価した。その結
果、いずれも接着性は○であった。
【0019】 実験例5 実験例1の2枚の加硫ゴム材料A’(厚さ2mm)の間
に、表3に示す低密度(0.922)及び高MFR(1
7)の2種類の厚さ0.2mmのポリエチレンフィルム
(ハ)と(ニ)をそれぞれ介在させ、160℃で20
分、加熱加圧して接着させたゴム−ゴム複合体A’−
A’(比較例4,5)を得た。
【0020】これら比較例4と5の複合体の接着性をそ
れぞれ上記測定方法により評価した。その結果、いずれ
も接着性は×であった。これは比較例4の複合体はポリ
エチレンフィルム(ハ)の密度が低いためであり、ま
た、比較例5の複合体はポリエチレンフィルム(ニ)の
MFRが高すぎるため、融解したポリエチレンの流動性
が低いためであると考えられる。
【0021】
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、EPDM加硫ゴムと特
定のγcのゴムを含有する未加硫ゴムとの間、又はEP
DM加硫ゴム同士の間に、溶融状態の高密度ポリエチレ
ンを介在させて接着することにより、両ゴムを強固に接
着させることができる。このため、優れた性能をもつE
PDM加硫ゴムの用途を拡大し、有効に活用することが
できる。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン−プロピレン−ジエン系ゴムか
    らなる加硫ゴムと臨界表面張力γcが25〜29ミリニ
    ュートン/メートルの原料ゴムからなる未加硫ゴムとの
    間に、溶融状態の高密度ポリエチレンを介在させて接着
    することを特徴とするエチレン−プロピレン−ジエン系
    ゴム複合体の接着方法。
  2. 【請求項2】 エチレン−プロピレン−ジエン系ゴムか
    らなる加硫ゴム同士の間に、溶融状態の高密度ポリエチ
    レンを介在させて接着することを特徴とするエチレン−
    プロピレン−ジエン系ゴム複合体の接着方法。
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