WO2015079475A1

WO2015079475A1 - 未加硫ゴムを接着対象物にゴム層として定着させる方法

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Publication number: WO2015079475A1
Application number: PCT/JP2013/007008
Authority: WO
Inventors: 力人江口; 幹雄中島; 芳邦高田; 武美吉住
Original assignee: 中島ゴム工業株式会社
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-06-04
Also published as: JPWO2015079475A1; JP6211096B2

Abstract

　接着対象物の接着対象面に未加硫ゴムを接着するための接着剤層を、接着シートと定着機とを使用して、前記接着対象面上に形成する方法であって、前記定着機は密閉されたチャンバを有し、前記定着機はそのチャンバの内部のガスから排気し、そのチャンバの内部にガスを導入可能であって、前記定着機はそのチャンバの内部に前記接着対象物を載置可能なテーブルを備え、前記接着シートは、フィルム上に形成された上塗接着剤層と前記上塗接着剤層上に形成された下塗接着剤層とを有する。

Description

未加硫ゴムを接着対象物にゴム層として定着させる方法

　この発明は、未加硫ゴムを接着対象物の接着対象面に接着するための接着剤層を、予めその接着対象面上に形成する方法に関する。

　たとえば、未加硫ゴムをある接着対象物の接着面にゴム層として定着させるために予め形成接着剤層をその接着対象面上に事前に形成する材料として、特許文献１には、接着シート１０が開示されている。特許文献１の接着シート１０は、フィルム１１、上塗接着剤層１２、下塗接着剤層１３を備える。

　特許文献１のシート１０におけるフィルム１１は、紙など、またはナイロン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエステル、ポリイミドの高分子化合物などのシート材料である。耐熱性が高い材料が好ましいので、フィルム１１の材料としては、ポリエステルやポリイミドなどの耐熱性の高い高分子化合物を材料とするフィルムが好ましい。ポリエステルの中でも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などがフィルム１０の材料として最適とされている。

　フィルム１１の一方の面上には、ゴム３０と反応性を有する「溶剤分散型加硫接着剤」が塗布されている。たとえば、図７に示すように、スロットダイ６により、連続的に供給されるフィルム１１の一方の面上に溶剤分散型加硫接着剤を塗布される。最終的に形成される上塗接着剤層１２の厚さが１０ミクロンから３０ミクロンぐらいの範囲となるように、溶剤分散型加硫接着剤の塗布厚さを管理されている。図７の断面７－７の箇所の接着剤シート１０には、図８に示すような溶剤分散型加硫接着剤の層が形成される。塗布後、揮発成分の溶剤を蒸発させるように、その接着剤を乾燥させる。たとえば、図７に示すように、高温の乾燥ガス７を吹き付けて、所定時間加熱する。接着剤を約１分間摂氏８０度で保持して、その後３分間から４分間摂氏１２０度で保持する。これにより、図８に示すように、フィルム１１の一方の面上に未加硫ゴムとの反応性が高い溶剤分散型加硫接着剤の上塗接着剤層１２が形成される。

　フィルム１１の面上に上塗接着剤層１２が形成された後に、上塗接着剤層１２のさらに上側の面（上塗接着剤層１２の面のうち、フィルム１１と反対側の面）に下塗接着剤層１３が形成される。下塗接着剤層１３として、金属と反応性を有する接着剤層であって、まずこれがフィルム１１上に塗布される。下塗接着剤層１３の形成の仕方は、上塗接着剤層１２を形成する場合と同じである。上塗接着剤層１２が形成されたフィルム１１を、図１に示すように、上塗接着剤層１２がノズル４０の側となるように、ローラ４４から一定の速度でフィルム１０を連続的に供給する。連続的に供給されるフィルム１１の上塗接着剤層１２の面上にスロットダイ４０により、所定の厚さで接着剤を塗布されている。図７の断面７－７の箇所のフィルム１１には、図５に示すような溶剤分散型加硫接着剤の層が形成される。塗布後，揮発成分の溶剤を蒸発させるように、接着剤が乾燥させる。図７に示すように、高温の乾燥ガス４１を吹き付けて乾燥する。そして、図８に示すように、フィルム１１の一方の面上に溶剤分散型加硫接着剤の上塗接着剤層１１が形成され、さらにその上に下塗接着剤層１２が形成されている接着剤シート１０がローラ４２に巻き取られて得られる。この接着剤シート１０の下塗接着剤層１３を接着対象物に接着して定着することにより、その下塗接着剤層１３は、未加硫ゴムと接着対象物との間に介在し、その接着剤層が接着対象物２０に未加硫ゴムを定着させることができるものである。

特許第４６８１６３４号公報

　接着剤シート１の下塗接着剤層１２を接着対象物に接着させる際には、より強固に、より正確に、下塗接着剤層１２を接着対象物に接着させる必要がある。そこで、接着剤シート１に下塗接着剤層１２を接着させる際には、下塗接着剤層１２を接着対象物に接着させる適切な条件に基づく方法によることが望ましい。
　さらに、接着対象物が複雑な形状をしている場合には、その形状に適応した方法によることが望ましい。

　そこで、接着対象物の接着対象面に未加硫ゴムを接着するための接着剤層を、接着シートと定着機とを使用して、前記接着対象面上に形成する方法であって、密閉されたチャンバを有し、前記定着機はそのチャンバの内部のガスから排気し、そのチャンバの内部にガスを導入可能であって、そのチャンバの内部に前記接着対象物を載置可能なテーブルを備える定着機により、フィルム上に形成された上塗接着剤層と前記上塗接着剤層上に形成された下塗接着剤層とを有する接着シートにより形成する。

　本願発明により、接着シートと定着機とを使用することで、接着対象物の接着対象面に未加硫ゴムを接着するための接着剤層を、前記接着対象面上に効果的に形成することが可能となる。

本発明で使用する定着機の横断面図および上断面図を示す。本発明の実施の形態１の接着対象物を示す。本発明の定着機の動きを示す。本発明の実施の形態２の接着対象物を示す。本発明の実施の形態２の接着対象物を定着機に載置した状態を示す。本発明で使用する接着剤シートが接着対象面に密着している状態の断面を示す。本発明で使用する接着剤シートの製造プロセスを示す。本発明で使用する接着剤シートの断面を示す。

（実施の形態１）
　(定着機)
　図１を参照して、定着機１について説明する。図１の上図は定着機１の側面断面図であり、図１の下図は定着機１の上側断面図である。定着機１は、真空チャンバ２、フィルム保持板３、昇降テーブル４を具備する。真空チャンバ２は、たとえば、２つのベッセル部２ａ，２ｂに分かれていて、真空チャンバ２の内部へのアクセスは、２つのベッセル部２ａ，２ｂを分離した際に行なうことが可能となっている。そして、２つのベッセル部２ａ，２ｂを組合せた際には、その組合せた部分において密着し、気密性が高い真空チャンバ２が形成される。真空チャンバ２の内部は、内部の気体を排気して所定の程度の真空を確保することが可能である。一方、内部に気体を導入することで、真空チャンバ２の内部の圧力を高めることができる。その圧力は、できるだけ高いことが好ましい。また、真空チャンバ２のベッセル部２ａ，２ｂの少なくとも一方には、たとえばヒータなどの加熱部材が取り付けてあって、真空チャンバ２の内部を摂氏８０度から摂氏１２０度の加熱することが可能である。

　フィルム保持板３は、真空チェンバ２の内部において、真空チャンバ２の内部の空間を二分するように設置される。図１のように、その一部が真空チェンバ２の外に配置されていてもよい。フィルム保持板３を含めて、真空チャンバ２内が気密に保たれていればよい。フィルム保持板３には、孔２ａが配置されていて、フィルム保持板３で仕切られる真空チャンバ２の内部の両空間を連通させるものである。
　真空チェンバ２の内部には、真空チェンバ２の内で上下動を行なうことが可能な昇降テーブル４を具備する。昇降テーブル４には、接着対象物２０を載置するに十分な大きさの面積が確保された載置台を具備している。載置台は、昇降テーブル４の昇降の際に、フィルム保持板３の孔３ａを通過できる大きさとして設定される。

(接着シート接着工程)
　続いて、図２を参照して、接着シート１０を用いて、接着対象物２０上に未加硫ゴムを接着するための接着剤層を形成する方法について説明する。
　接着対象物としては、たとえば金属である。まず、接着対象物２０の接着対象面２０ａが平面を有し、かつその接着対象面２０ａが端部２０ｂを有する場合の接着方法を説明する。図１は、接着対象面２０が平面を有し、かつその接着対象面２０ａが端部２０ｂを有するような接着対象物２０に接着シート１０を接着する方法を示した図である。接着対象物２０の接着対象面２０ａが平面を有し、かつその接着対象面が端部２０ｂを有する場合とは、多角形平面や、円などが接着対象面となるものである。これらは、辺を有し、接着対象面２０がその辺において端部をなす。図１は、その代表例として、円柱の一端面上に接着剤層を形成する例を示している。

　まず、図１に示すように、接着シート１０を接着対象面２０ａの各辺からほぼ均等に所定の幅ｗのマージン幅１０ａだけ大きくなるように、接着対象面の大きさより大きめに前記接着シートを切断する。マージン幅１０ａには、側面部への重なりがないように、切り欠きを配置することが好ましい。続いて、切断した接着シート１０において、所定の幅ｗを維持するように接着シート１０を接着対象物２０の接着対象面２０ａに密着するように取り付ける。図１では、円柱の一端面である円形状としているが、他の形状でも同様である。

　定着機１のフィルム保持板３には、その孔３ａを塞ぐように、可撓性シート５を取り付ける。続いて、真空チェンバ１内を約摂氏８０度から１２０度に昇温し、その可塑性カバーシート５を加熱し、軟化させる。可撓性シート５としては、加熱する前は一定の剛性を有し加熱により軟化し易い材料、たとえば無延伸ポリエチレンテレフタレート（A-PET）フィルムが好ましい。

　接着シート１０を接着対象面２０ａに密着するように載置した接着対象物２０を定着機１の昇降テーブル４の載置台上に載せる。真空チャンバ２内のベッセル２ａ，２ｂを組合せて、真空チャンバ２内の内部を真空にする準備を行なう。定着機１の真空チェンバ１内のガスを排気して、真空チェンバ１内を真空とする。真空チェンバ１内を昇温して可塑性カバーシート５を加熱する工程と定着機１の真空チェンバ１内のガスを排気する工程とを開始するタイミングは、いずれが早くてもよく、または同時でもよい。軟化した可撓性シート５は自重により下側に弛む。

　可撓性シート５が加熱されて軟化したタイミングで、フィルム保持板３で二分されている真空チャンバ２の空間のうち、接着対象物が載置されている側と反対側の空間を大気に開放するとともにさらに気体を導入して加圧する。気体は、たとえば圧搾空気が好ましい。圧力としては、０．３メガパスカルから５メガパスカルが好ましいが、上限の圧力は高ければ高いほど、良好な効果が現れる。その加圧のタイミングと、ほぼ同じタイミングで、接着対象物２０を載置した昇降テーブル４を上昇させる。昇降テーブル４上の接着対象物がフィルム保持板３の孔３ａを通過して、真空チャンバ２の空間の他方の空間へと入り込むと、図４のように接着対象物２０には軟化した可撓性シート５がぴったりと密着するように接する。ここでは、接着対象物２０が存在する側は真空に保たれているため、接着対象物２０の接着対象面２０ａと軟化した可撓性シート５との間には隙間がなく密着する。ここでは、フィルム保持板３を固定して昇降テーブル４を上昇させることにより、可撓性シート５に接着対象物を押し付けて、接着対象物の接着シート１０を可撓性シート５に密着する方法を紹介している。しかし、逆に昇降テーブル４を固定してフィルム保持板３を下降させてもよい。接着対象物の接着シート１０に対して可撓性シート５が相対的に近づけばよい。

　この段階で、図４に示すように、接着対象物２０の接着対象面２０ａ上で可撓性シート５には、圧搾空気により圧縮力がかかっている。可撓性シート５の加圧に加え、ここで下塗接着剤１３の流動が始まる程度（樹脂成分が溶融する温度）の温度、たとえば、摂氏８０度ぐらい、また摂氏８０度から摂氏１２０度ぐらいまで加熱する。加熱時間は１分から５分程度が好ましい。摂氏８０度程度で３分の加熱を行うと、下塗接着剤１３は、接着対象物の接着面に定着する。その後、チェンバの内部を冷却するとともに大気圧に開放する。可撓性シート５は、接着シート１０のフィルム１１と接しているので、すぐに分離できる。それを分離した後、接着シート１０のフィルム１１を剥がすと、下塗接着剤１３が接着対象物２０の接着対象面２０ａ上にしっかりと固着し、その上に上塗接着剤１２が現れる。

　この上塗接着剤１２の上に未加硫ゴムを載置して押圧すれば、未加硫ゴムが接着対象物２０の接着対象面２０ａ上に接着される。これにより、接着シート１０と定着機とを使用することで、接着対象物の接着対象面に未加硫ゴムを接着するための接着剤層を、前記接着対象面上に効果的に形成することが可能となる。

（実施の形態２）
　実施の形態１では、接着対象物の接着対象面に端部が存在する場合への接着を説明した。続いて、図５および図６を参照して、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、実施の形態１と異なる点について特に説明する。

　図５は、内部が中空の円筒の断面を示している。たとえば、図５に示すような断面を有する円筒形の周方向に接着剤層を定着化する例では、円筒形の周方向に端部が存在しない。したがって、実施の形態１のように、接着剤シート１０を用意することができない。このような形状の接着対象物に接着剤層を形成しようとすると、必ず周方向に少なくとも一箇所の接着シート１０の継目Ｐができる。この接着シート１０の継目Ｐでは、接着剤シート１０を他の部分よりも圧力をかけて接着剤シート１０を接着対象面に密着させるプロセスが必要となるので、その箇所における接着剤層の厚さが他の箇所の接着剤層の厚さと比較して差が生じる。すなわち、この接着シート１０の継ぎ目Ｐ付近では、接着剤シート１０のフィルム１１に形成されている接着剤の厚さ（上塗接着剤１２と下塗接着剤１３の厚さ）ｔ２が、その他の箇所の厚さｔ１と比較して、薄くなる。このような場合には、円筒の中心軸Ｃを鉛直方向に配置して、実施の形態１と同じ方法をとると、その厚さの差はそのまま維持されて、未加硫ゴムを接着するための接着剤層の厚さが不均一になってしまう。

　そこで、このような場合には、図６に示すように、円筒の中心軸Ｃが水平方向になるように配置して、昇降テーブル４の載置台に載せる。その際に、継目Ｐが下側になるように、接着対象物を配置する。すなわち、実施の形態２は、たとえば、接着対象物の接着対象面に端部が存在しない場合の接着方法である。ただし、実施の形態２は、接着対象物の接着対象面に端部が存在しない場合に、接着シート１０の継目が生じる場合の接着方法も含む。

　続いて、実施の形態２の具体的な方法について、説明する。定着機は、実施の形態１と同じものを使用できるので、ここでは説明を省略する。まず、実施の形態１と同様に、接着シート１０を接着対象物３０の接着対象面３０ａの各辺からほぼ均等に所定の幅ｗのマージン幅だけ大きくなるように切断する。その際、端部のない方向については、接着シート１０の一端から端部のない方向に向かって貼り付けると、その一端に向かって沿って戻ってくるので、端部のない方向についての接着シート１０の一端からその一端までの距離で切断する。たとえば、図５でいえば、一端は、継目Ｐの箇所であるので、継目Ｐから円周方向に進んで継目Ｐに戻ってくるまでの距離である。したがって、戻ってきて合致する箇所が継ぎ目になるような適切な長さで、端部のない方向のシートを切断する。その継目では、接着シート１０が不足したり、または接着シート１０の重なりがでない長さとする。仮に、重なりがでる長さで設定する場合には、図６のように、接着対象面３０ａの継目Ｐでは重なりがでないように、端部を処理する。

　切断した接着シート１０を接着対象面３０ａに密着するように取り付ける。そして、接着対象面３０ａに接着シート１０を密着するように載置した接着対象物３０を定着機１の昇降テーブル４の載置台上に載せる。その際には、図６に示すように、接着シート１０が継目Ｐが鉛直方向下側となるように、載置する。この場合、接着対象物３０が中空の円筒形状である場合には、その軸を昇降テーブル４の載置台と平行になるようにする。たとえば、図６に示すように、棒６ａを円筒の中空部を貫通させて、その棒６ａの両端を支持部６ｂで支え、その支持部６ｂを支持台６ｃで支える。

　定着機１のフィルム保持板３に、可撓性シート５を取り付け、可塑性シート５を加熱して軟化させる工程以降は、実施の形態１と同じである。なお、可撓性シート５を取り付け、可撓性シート５を加熱して軟化させることにより、圧力をかけると、円筒形状の下側にも可撓性シート５が回りこみ、適正な圧力を付加することができる。接着対象物２０の接着対象面２０ａと軟化した可撓性シート５との間には隙間がなく密着する。

　本願発明は、接着対象物の接着対象面に未加硫ゴムを接着するための接着剤層を接形成するような場合に適用することができる。

１　　定着機
２　　チャンバ
３　　フィルム保持板
４　　昇降テーブル
５　　可撓性シート
１０　接着シート
２０，３０　接着対象物

Claims

　接着対象物の接着対象面に未加硫ゴムを接着するための接着剤層を、接着シートと定着機とを使用して、前記接着対象面上に形成する方法であって、
　前記定着機は密閉されたチャンバを有し、前記定着機はそのチャンバの内部のガスから排気し、そのチャンバの内部にガスを導入可能であって、前記定着機はそのチャンバの内部に前記接着対象物を載置可能なテーブルを備え、
　前記接着シートは、フィルム上に形成された上塗接着剤層と前記上塗接着剤層上に形成された下塗接着剤層とを有し、
　前記方法は、
　接着対象物の端部より所定の幅の分だけ大きくなるように、前記接着対象面の大きさより大きめに前記接着シートを切断する切断工程と、
　前記端部より前記幅の分だけ延出するように、切断した前記接着シートの下塗接着剤層の面を前記接着対象面に密着する接着シート密着工程と、
　前記接着対象物を前記接着対象面が上になるように前記テーブルに載置する載置工程と、
　前記チャンバの内部からガスを排気し、前記接着対象物周りから十分にガスを排気した状態で、前記接着対象物を可塑性カバーシートで覆って、前記可塑性カバーシートと前記テーブル面との間に隙間がないようにする排気工程と、
　前記チャンバの内部にガスを導入して、前記可塑性カバーシートを介して、前記接着シートが前記接着面に対して加圧する加圧工程と、
　前記可塑性カバーシートを介して、前記接着シートと前記接着面とを加熱する加熱工程と、
　前記チャンバの内部を大気圧にする工程と、
　前記接着対象物を冷却後に、前記接着シートのフィルムを除去する工程とを備える方法。
　請求項１に記載した方法であって、
　前記接着対象物を可塑性カバーシートで覆って、その可塑性カバーシートとそのテーブル面との間に隙間がないようにする排気工程では、その可塑性カバーシートを加熱し、軟化させる工程を備える方法。
　請求項１または２に記載した方法であって、
　前記接着対象面の大きさより大きめに前記接着シートを切断する際に、切断した前記接着シートの接着面を前記端部より延出させた前記幅において、前記接着対象物に接着された際に前記接着シートが重ならずに前記接着シートの端面が突きあうように、予め前記幅の部分に、切り欠きを形成させる方法。
　接着対象物の接着対象面に未加硫ゴムを接着するための接着剤層を、接着シートと定着機とを使用して、前記接着対象面上に形成する方法であって、
　前記定着機は密閉されたチャンバを有し、前記定着機はそのチャンバの内部のガスから排気し、そのチャンバの内部にガスを導入可能であって、前記定着機はそのチャンバの内部に前記接着対象物を載置可能なテーブルを備え、
　前記方法は、
　前記接着対象面に基づいて前記接着シートを切断して前記接着対象面に密着させる接着シート密着工程と、
　前記接着シート密着工程で、切断した接着シートを前記接着対象面の一部から密着して、前記一部まで接着シートを巻きつける場合において、前記一部が鉛直方向の下側に位置するように前記接着対象物を前記テーブルに載置する工程と、
　前記チャンバの内部からガスを排気し、前記接着対象物周りから十分にガスを排気した状態で、前記接着対象物を可塑性カバーシートで覆って、前記可塑性カバーシートと前記テーブル面との間に隙間がないようにする工程と、
　前記チャンバの内部にガスを導入して、前記可塑性カバーシートを介して、前記接着シートが前記接着面に押し付けられるように加圧する工程と、
　前記可塑性カバーシートを介して、前記接着シートと前記接着面とを加熱する加熱工程と、
　前記チャンバの内部を大気圧にする工程と、
　前記接着対象物を冷却後に、前記接着シートと除去する工程とを備える方法。
　請求項４に記載した方法であって、
　前記接着対象物が円筒形状である場合には、棒状部材を円筒に貫通させ、その棒状部材の両端を支持することで前記接着対象物を前記テーブルに載置する方法。
　請求項１から５のいずれか一項に記載した方法であって、
　前記チャンバは、孔を有する板により二分されていて、
　前記テーブルは、前記孔を通過しながら、前記チャンバの内部を上昇と下降が可能であって、
　前記方法は、前記テーブルが前記孔を有する板より低くなるように下降させておいて、前記可塑性カバーシートを前記孔の全域を覆うように前記孔を有する壁の一の面に取り付ける工程を備え、
　前記接着対象物を可塑性カバーシートで覆う際には、前記接着対象物周りから十分にガスを排気した状態で、前記テーブルが前記孔を有する壁より高くなるように前記テーブルを上昇させて、前記可塑性カバーシートと前記テーブル面との間に隙間がないようにする方法。