JP3222956B2

JP3222956B2 - 金属・ゴム複合防振体

Info

Publication number: JP3222956B2
Application number: JP33164292A
Authority: JP
Inventors: 康信島野; 和規田村
Original assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 2001-10-29
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JPH06171009A

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。

【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】上記熱硬化型接着剤としては、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】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。

【００１６】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の表面を脱脂後、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。

【００１７】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の表面に短時間塗布し、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。

【００１８】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、上記防振ゴム体の表面をその環化処
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。

【００１９】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の表面に塗布する。

【００２０】さらに、プラズマ処理の場合、上記防振ゴ
ム体の表面に１００〜６００００Ｗｓｅｃ／ｌの低温プ
ラズマを照射する。

【００２１】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熱
硬化型接着剤を塗布し乾燥させる一方、防振ゴム体の表
面に活性化処理を施し、その活性化処理面にイソシアナ
ート系接着剤を塗布し、この接着剤層に上記金具の熱硬
化型接着剤層を重ねて接着させる、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。

【００２２】

【発明の効果】従って、本発明によれば、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、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。

【００２３】

【実施例】本発明の実施例に先だって参考例を説明す
る。

【００２４】＜参考例＞図１は本発明の参考例に係る金属・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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】−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。

【００２８】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） −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。

【００２９】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。

【００３０】−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。

【００３１】−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。

【００３２】（試験）上記参考例の効果を確認するために以下のテストを行な
った。

【００３３】−試験片− 試験片については、ＪＩＳＫ６３０１の８．３．１項に
従って参考例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。

【００３４】

【表１】

【００３５】参考例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、参考例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。

【００３６】また、上記参考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。

【００３７】−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。

【００３８】−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。

【００３９】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

【００４０】

【表２】

【００４１】表２によれば、参考例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、参考例
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。

【００４２】＜実施例＞次に本発明の実施例を説明する。

【００４３】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の接着には参考例と同様の加硫接着が採用さ
れている。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】−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参
考例のそれと同様にして行なった。

【００４７】−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。

【００４８】−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。

【００４９】−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。

【００５０】（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。

【００５１】−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。

【００５２】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。

【００５３】−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、参考例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。

【００５４】−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。

【００５５】

【表３】

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】なお、上記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。

【００６０】また、上記実施例に関して、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】参考例の防振体を示す縦断面図

【図２】参考例の防振体の接着部の断面図

【図３】実施例の防振体の分解断面図

【図４】実施例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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 C08J 5/12 F16F 15/00 - 15/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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。