(57)【要約】【課題】ゴム金属複合製品の脱型の際における金属部材からのゴム部材の剥離困難性を評価する。【解決手段】接着試験方法は、試験片成形型に加硫接着剤を塗布した金属片１１及び未加硫ゴム組成物をセットし、それを加熱して金属片１１に加硫接着剤を介してゴム組成物１２が部分的に加硫接着した接着試験片１０を作製する試験片作製ステップと、試験片作製ステップで作製した接着試験片１０を試験片成形型から脱型し、その温度が室温まで低下する前に、金属片１１からゴム組成物１２を剥離するゴム剥離ステップと、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片成形型に加硫接着剤を塗布した金属片及び未加硫ゴム組成物をセットし、それを加熱して金属片に加硫接着剤を介してゴム組成物が部分的に加硫接着した接着試験片を作製する試験片作製ステップと、
上記試験片作製ステップで作製した接着試験片を試験片成形型から脱型し、その温度が室温まで低下する前に、金属片からゴム組成物を剥離するゴム剥離ステップと、
を備えたことを特徴とする接着試験方法。
【請求項２】
請求項１に記載された接着試験方法において、
上記ゴム剥離ステップにおいて、金属片からのゴム組成物の剥離を、接着試験片の試験片成形型からの脱型直後に行うことを特徴とする接着試験方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された接着試験方法において、
上記試験片作製ステップにおいて、上記ゴム剥離ステップにおける金属片からのゴム組成物の剥離幅が５ｍｍ以下となるように、接着試験片を作製することを特徴とする接着試験方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された接着試験方法において、
上記試験片作製ステップにおいて用いる試験片成形型を、ＪＩＳ Ｋ６２５６における金属片とゴムの９０度剥離試験用試験片の金型とすることを特徴とする接着試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接着試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種製品について、ＪＩＳ等の規格以外にも、その使用態様に則した接着試験方法が種々提案されている。
【０００３】
特許文献１には、測定サンプル基板と対向基板とを熱硬化性接着剤にて貼り合わせた測定評価用基板を作製し、その測定評価用基板の接着部分に荷重を加えることにより被膜の剥離状態及び剥離強度を測定する被膜の密着性評価方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、基板上に形成した第一の膜の上に第二の膜を形成し、この第二の膜上に剥離補助膜を接着し、第一の膜と第二の膜との界面を部分的に剥離させた後、基板を固定し、第二の膜と剥離補助膜とからなる積層膜の剥離させた端部を保持しつつ基板面に対して所定の引張り角度で引っ張り、第一の膜と第二の膜との界面を剥離させるために必要な引っ張り強度を測定することにより、第一の膜と第二の膜との界面の接着力を測定する接着力測定方法が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、基材フィルム上に転写層として少なくとも剥離層及び感熱性接着剤層が形成されている転写箔シートの熱圧着側を被転写体に重ね、転写箔シートを感熱性接着剤が熱融着する温度にて熱圧着し、得られた転写物積層体に対して、ＪＩＳ６８５４の手法を用いて剥離強度の変化を測定することにより、熱圧着部位の境界における破断強度と、基材フィルムと転写層間の剥離強度を簡易的に得る転写箔シートの剥離性及び破断性の評価方法が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、試験体の粘着テープもしくはシートの基材を鋼板等の容易に変形せず平滑な表面を有する固定部に固定し、粘着テープもしくはシートの粘着層に厚さの異なる数種類の剥離体をそれぞれ別々に貼着し、それぞれの剥離体を剥離し、粘着層の糊残りの有無を観察する粘着テープもしくはシートのアンカー力評価方法が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、ゴム組成物−金属複合体に交流を通電させる手段と、ゴム組成物−金属複合体の複素インピーダンスを測定する手段と、測定した複素インピーダンス値から低周波側分散の実抵抗値を計算する手段とを備えた接着界面評価装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２８５７９５号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２５３３号公報
【特許文献３】特開２００２−９０２７６号公報
【特許文献４】特開平６−３４５２０号公報
【特許文献５】特開２００８−５１５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、一般に、金属部材にゴム部材が加硫接着したゴム金属複合製品を製造する場合、金型に加硫接着剤を塗布した金属部材及び未加硫ゴム組成物をセットし、それを加熱及び加圧することによりゴム部材を成型加硫すると共に金属部材に加硫接着する。
【０００９】
ところが、種々の原因からゴム金属複合製品の脱型が困難となる場合があり、その場合に力を加えて脱型しようとすると、接着部に過大な力が作用して金属部材からゴム部材が剥離することが起こり得る。
【００１０】
本発明は、ゴム金属複合製品の脱型の際における金属部材からのゴム部材の剥離困難性を評価することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の接着試験方法は、
試験片成形型に加硫接着剤を塗布した金属片及び未加硫ゴム組成物をセットし、それを加熱して金属片に加硫接着剤を介してゴム組成物が部分的に加硫接着した接着試験片を作製する試験片作製ステップと、
上記試験片作製ステップで作製した接着試験片を試験片成形型から脱型し、その温度が室温まで低下する前に、金属片からゴム組成物を剥離するゴム剥離ステップと、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接着試験片を試験片成形型から脱型し、その温度が室温まで低下する前に、金属片からゴム組成物を剥離するので、現実のゴム金属複合製品の製造が模され、その剥離状態等により、ゴム金属複合製品の脱型の際における金属部材からのゴム部材の剥離困難性を評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態に係る接着試験方法は、ゴム金属複合製品の脱型の際における金属部材からのゴム部材の剥離困難性を評価するものである。ここで、ゴム金属複合製品としては、例えば、ブッシュなどの自動車部品や防振ゴム装置等が挙げられる。
【００１５】
（準備ステップ）
まず、接着試験片を作製するための試験片成形型、金属片、加硫接着剤、及び未加硫ゴム組成物を準備する。なお、図１及び２には、接着試験片１０の例として、ＪＩＳ Ｋ６２５６における金属片１１とゴムの９０度剥離試験用試験片と同一形状のものを示す。
【００１６】
ここで、試験片成形型としては、特に限定されるものではないが、汎用の金型を転用して使用できるという観点から、ＪＩＳ Ｋ６２５６における金属片とゴムの９０度剥離試験用試験片の金型が好適である。
【００１７】
金属片１１としては、ゴム金属複合製品の金属部材と同材質或いは類似材質の例えば板状のものが挙げられる。ＪＩＳ Ｋ６２５６における金属片とゴムの９０度剥離試験用試験片と同一形状の接着試験片１０を作製する場合には、厚さ１．５±０．１ｍｍ、幅２５．０±０．１ｍｍ、及び長さ６０±１ｍｍの金属板である。
【００１８】
金属片１１には、所定の部分に加硫接着剤を塗布して乾燥させる。
【００１９】
加硫接着剤としては、例えば、単一剤で構成される一層型接着剤、金属側に塗布されるプライマーとその上に塗布されてゴム側となる上塗り剤とで構成される二層型接着剤が挙げられる。なお、後者の場合、金属片１１にプライマーと塗布して乾燥させた後、その上に上塗り剤を塗布して乾燥させる。加硫接着剤の具体例としては、例えば、ロード・ファー・イースト社製のケムロックシリーズや株式会社東洋化学研究所社製のメタロックシリーズが挙げられる。加硫接着剤の膜厚は例えば２〜５０μｍである。また、二層型接着剤の場合、そのうちプライマーの膜厚は例えば１〜３０μｍである。
【００２０】
未加硫ゴム組成物としては、ゴム金属複合製品のゴム部材を形成するものと同材質或いは類似材質のものが挙げられる。未加硫ゴム組成物は、バンバリーミキサー等のゴム混練機に原料ゴムを投入して素練りし、しかる後、ゴム配合剤を投入してそれらを混練することにより作製される。原料ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、エチレン−α−オレフィンエラストマー（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）等が挙げられる。ゴム配合剤としては、例えば、ゴム軟化剤、カーボンブラックなどの補強材、加硫促進助剤、加工助剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等が挙げられる。
【００２１】
（試験片作製ステップ）
試験片成形型に加硫接着剤を塗布した金属片１１及び所定量の未加硫ゴム組成物をセットする。このとき、金属片１１の加硫接着剤を塗布した面に未加硫ゴム組成物を当接させるが、金属片１１にゴム組成物１２が接着部１３で部分的に加硫接着するように、金属片１１と未加硫ゴム組成物との間の非接着部１４にセロハンや離型紙等を介在させ、接着部１３のみに加硫接着剤が介在するようにする。なお、金属片１１の接着部１３のみに加硫接着剤を塗布した場合にはそのまま金属片１１の加硫接着剤を塗布した面に未加硫ゴム組成物を当接させればよい。
【００２２】
ここで、接着部１３は、剥離方向が長さ方向となるように細長であることが好ましく、長さが例えば１０〜３０ｍｍである。接着部１３の幅は、後のゴム剥離ステップにおける金属片１１からのゴム組成物１２の剥離幅が５ｍｍ以下となるように、同じく５ｍｍ以下であることが好ましい。剥離幅が５ｍｍよりも太いと、金属片１１からゴム組成物１２を剥離しようとした際にゴム組成物１２自身が破壊して接着性能の評価ができない場合が生じる得る。
【００２３】
次に、金属片１１及び所定量の未加硫ゴム組成物をセットした試験片成形型を熱板プレス機で挟んで所定時間だけ加熱及び加圧する。このとき、未加硫ゴム組成物が加硫されたゴム組成物１２が成型されると共に金属片１１に加硫接着され、接着試験片１０が得られる。ＪＩＳ Ｋ６２５６における金属片とゴムの９０度剥離試験用試験片と同一形状の接着試験片１０の場合には、厚さ６．０±０．１ｍｍ、幅２５．０±０．１ｍｍ、及び長さ１２５ｍｍである。
【００２４】
ここで、成型加工条件は、ゴム組成等によって相異するが、一般的には、例えば、温度が１２０〜２００℃、圧力が３〜５０ＭＰａ、及び時間が３〜３０分である。
【００２５】
（ゴム剥離ステップ）
接着試験片１０を試験片成形型から脱型し、その温度が室温（例えば２５℃）まで低下する前に、図３に示すように金属片１１からゴム組成物１２を９０°方向に或いは１８０°方向に剥離する。
【００２６】
ここで、脱型から剥離までの時間は、６０秒以内であることが好ましく、１０秒以内であることがより好ましいが、金属片１１からのゴム組成物１２の剥離を、接着試験片１０の試験片成形型からの脱型直後に行うことが最も好ましい。
【００２７】
剥離時の接着試験片１０の温度は、成型温度から−１０℃以内であることが好ましく、−５℃以内であることがより好ましい。
【００２８】
剥離操作は、手で行ってもよく、また、治具を用いて行ってもよく、さらに、剥離装置を用いて行ってもよい。
【００２９】
金属片１１からゴム組成物１２を剥離した後は、例えば、その破壊状態を目視により、ゴム部の破損をＲ、ゴム部と接着剤間の破損をＲＣ、接着剤間の破損をＣＰ、及び金属と接着剤間の破損をＭと分類し、それらの割合を評価することができる。
【００３０】
以上のような方法によれば、接着試験片１０を試験片成形型から脱型し、その温度が室温まで低下する前に、金属片１１からゴム組成物１２を剥離するので、現実のゴム金属複合製品の製造が模され、その剥離状態等により、ゴム金属複合製品の脱型の際における金属部材からのゴム部材の剥離困難性を評価することができる。
【００３１】
なお、ＪＩＳ Ｋ６２５６によれば、接着試験片を試験室に１６時間以上放置した後に剥離試験を実施することとなっているが、仮に接着試験片が一旦室温まで低下した後にオーブン等により昇温させて剥離した場合、温度が室温まで低下する前に剥離する場合と同じ結果は得られず、従って、ゴム金属複合製品の脱型の際における金属部材からのゴム部材の剥離困難性を評価することはできない。
【実施例】
【００３２】
［試験評価１］
（接着試験片材料）
＜金属片＞
金属片として、厚さ１．５ｍｍ、幅２５．０ｍｍ、及び長さ６０ｍｍの鋼板（ＳＰＨ）を準備した。
【００３３】
＜加硫接着剤＞
以下の接着剤Ａ及びＢを準備した。
【００３４】
−接着剤Ａ−
プライマーをロード・ファー・イースト社のケムロック２０５、及び上塗り剤をロード・ファー・イースト社のケムロック６１０８とした加硫接着剤を接着剤Ａとした。
【００３５】
−接着剤Ｂ−
プライマーをローム・アンド・ハース社のメガム３３５１、及び上塗り剤をローム・アンド・ハース社のメガム５３１とした加硫接着剤を接着剤Ｂとした。
【００３６】
＜ゴム組成物＞
以下のゴムＡ及びＢを準備した。それぞれの配合を表１にも示す。
【００３７】
−ゴムＡ−
天然ゴムを原料ゴムとし、この原料ゴム１００質量部に対し、オイル３質量部、カーボンブラック５０質量部、酸化亜鉛５質量部、ステアリン酸２質量部、老化防止剤４質量部、加硫剤３質量部、及び加硫促進剤１質量部を混練して配合した未加硫ゴム組成物をゴムＡとした。
【００３８】
−ゴムＢ−
天然ゴムとスチレンブタジエンゴムとを前者／後者＝７０／３０（質量比）の割合でブレンドしたブレンドゴムを原料ゴムとし、この原料ゴム１００質量部に対し、オイル１８質量部、カーボンブラック７５質量部、酸化亜鉛１０質量部、ステアリン酸１質量部、老化防止剤６質量部、加硫剤０．８質量部、及び加硫促進剤２質量部を混練して配合した未加硫ゴム組成物をゴムＢとした。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
（接着試験）
＜実施例１＞
接着剤ＡとゴムＡとの組合せで、接着部の幅が５ｍｍ及び長さが２５ｍｍとなるようにし、ＪＩＳ Ｋ６２５６における金属片とゴムの９０度剥離試験用試験片と同一形状の接着試験片を、成型加工の温度条件を１６５℃、１７０℃、１７５℃、１８０℃、及び１８５℃のそれぞれで作製した。なお、プライマーの膜厚を１〜３μｍ及び接着剤トータルの膜厚を３〜５μｍとした。成型加工の圧力条件を８ＭＰａ及び時間を１０分とした。
【００４１】
そして、各温度で作製した接着試験片を試験片成形型から脱型した直後に金属片からゴム組成物を９０°方向に剥離し、その破壊状態を目視により、ゴム部の破損をＲ、ゴム部と接着剤間の破損をＲＣ、接着剤間の破損をＣＰ、及び金属と接着剤間の破損をＭと分類し、それらの割合を評価した。なお、試行を２回行った
＜実施例２＞
接着剤ＡとゴムＢとの組合せとし、接着試験片の成型加工の温度条件を１６５℃、１７０℃、１７５℃、１８０℃、１８５℃、１９０℃、１９５℃、及び２００℃としたことを除いて実施例１と同一の接着試験を行った。
【００４２】
＜実施例３＞
接着剤ＢとゴムＡとの組合せとし、接着試験片の成型加工の温度条件を１６５℃、１７０℃、１７５℃、１８０℃、及び１８５℃としたことを除いて実施例１と同一の接着試験を行った。
【００４３】
＜実施例４＞
接着剤ＢとゴムＢとの組合せとし、接着試験片の成型加工の温度条件を１５０℃、１５５℃、１６０℃、１６５℃、１７０℃、及び１７５℃としたことを除いて実施例１と同一の接着試験を行った。
【００４４】
（試験結果）
試験結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
実施例１では、１６５℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１７０℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１７５℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１８０℃のとき１回目の試行がＲ１００％、２回目の試行がＲ９８％／Ｍ２％であった。１８５℃のとき１回目の試行がＲ８５％／Ｍ１５％、２回目の試行がＲ６０％／Ｍ４０％であった。
【００４７】
実施例２では、１６５℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１７０℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１７５℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１８０℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１８５℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１９０℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１９５℃のとき２度の試行共にＲ９５％／Ｍ５％であった。２００℃のとき１回目の試行がＲ５０％／Ｍ５０％、２回目の試行がＭ１００％であった。
【００４８】
実施例３では、１６５℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１７０℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１７５℃のとき２度の試行共にＲ１００％であった。１８０℃のとき１回目の試行がＲ１００％、２回目の試行がＲ９８％／Ｍ２％であった。１８５℃のとき１回目の試行がＲ１００％、２回目の試行がＲ９５％／Ｍ５％であった。
【００４９】
実施例４では、１５０℃のとき１回目の試行がＲ１０％／ＲＣ９０％、２回目の試行がＲＣ１００％であった。１５５℃のとき１回目の試行がＲ２０％／ＲＣ８０％、２回目の試行がＲＣ１００％であった。１６０℃のとき１回目の試行がＲ９０％／ＲＣ１０％、２回目の試行がＲ９５％／ＲＣ５％であった。１６５℃のとき２度の試行共にＲ９０％／ＲＣ１０％であった。１７０℃のとき１回目の試行がＲ７０％／ＲＣ３０％、２回目の試行がＲ８５％／ＲＣ１５％であった。１６０℃のとき１回目の試行がＲ５％／ＲＣ９５％、２回目の試行がＲＣ１００％であった。
【００５０】
以上の結果から、ゴム金属複合製品の脱型の際における金属部材からのゴム部材の剥離困難性について、成型加工の温度条件を、接着剤ＡとゴムＡとの組合せでは１６５〜１７５℃とすることが好ましく、接着剤ＡとゴムＢとの組合せでは１６５〜１９０℃とすることが好ましく、接着剤ＢとゴムＡとの組合せでは１６５〜１７５℃とすることが好ましく、接着剤ＢとゴムＢとの組合せでは１６０〜１６５℃とすることが好ましいことが分かる。
【００５１】
［試験評価２］
上記実施例１の成型加工の温度条件を１８５℃とした場合と同一条件で接着試験片を作製した。そして、それを１日試験室に放置して一旦室温まで冷却し、その後１８５℃に温度設定したギアオーブンに入れて３０分間加熱して取り出した直後に金属片からゴム組成物を９０°方向に剥離し、上記と同様に評価した。なお、試行を２回行った
その結果、２度の試行共にＲ１００％であった。脱型直後に剥離した場合（実施例１の１８５℃）には、１回目の試行がＲ８５％／Ｍ１５％、２回目の試行がＲ６０％／Ｍ４０％であり、両者の結果は異なることが分かる。これは、１日試験室に放置して一旦室温まで冷却したものは、その間にも加硫接着剤の反応が進行するためであると考えられる。従って、一旦冷却した接着試験片を昇温させて剥離しても、ゴム金属複合製品の脱型の際における金属部材からのゴム部材の剥離困難性を評価することはできない。
【００５２】
［試験評価３］
接着部の幅を７ｍｍ及び９ｍｍとしたことを除いて上記実施例１の成型加工の温度条件を１６５℃とした場合と同一条件で接着試験片を作製して接着試験を行った。
【００５３】
しかしながら、接着部の幅を７ｍｍ及び９ｍｍとした場合、いずれもゴム組成物自身が破壊して接着性能を評価することができなかった。これは、ゴムＡの場合、接着部の幅、つまり、剥離幅が５ｍｍよりも広いと、接着強度よりもゴムＡの強度の方が低くなってしまうためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明はゴム金属複合製品の脱型の際における金属部材からのゴム部材の剥離困難性を評価する接着試験方法について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】接着試験片の斜視図である。
【図２】接着試片片の（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。
【図３】ゴム剥離ステップを示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  接着試験片
１１  金属片
１２  ゴム組成物
１３  接着部
１４  非接着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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