(57)【要約】【課題】  加硫フッ素ゴム同士を接着する際において、接着部位においても、その特性を損なうことのない加硫フッ素ゴム接着用積層体とそれらを用いた加硫フッ素ゴムの接着方法を提供する。【解決手段】  生地層２とゴム層３とからなるライナー４のゴム層２側の表面に未加硫フッ素ゴム層５を積層して加硫フッ素ゴム接着用積層体１とする。  また、接着を所望する加硫フッ素ゴム同士を接着するに際し、一方の加硫フッ素ゴム面上に、上記の積層体１を、未加硫フッ素ゴム層５面を接触させて仮止めした後、ライナー４を剥離し、残った未加硫フッ素ゴム層５上に、他方の加硫フッ素ゴムを接触させ、これらを加圧・加熱して加硫接着する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生地層とゴム層とからなるライナーの、該ゴム層側の表面に未加硫フッ素ゴムからなる加硫フッ素ゴム用接着材を積層してなる加硫フッ素ゴム接着用積層体。
【請求項２】
加硫フッ素ゴム同士を接着するに際し、一方の加硫フッ素ゴム面上に、請求項１に記載の加硫フッ素ゴム接着用積層体を、該積層体の未加硫フッ素ゴムからなる加硫フッ素ゴム用接着材層面を接触させて仮止めした後、該積層体のライナーを剥離し、残った前記加硫フッ素ゴム用接着材層上に、他方の加硫フッ素ゴム面を接触させ、これらを加圧・加熱して加硫接着することを特徴とする加硫フッ素ゴムの接着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加硫フッ素ゴム同士の接着に使用される接着技術に関し、詳しくは、接着部位においてもその特性を損なうことのない加硫フッ素ゴム接着用積層体と、それを用いた加硫フッ素ゴムの接着方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ゴム引布同士を接着する方法としては、そのゴム引布を構成する未加硫ゴムを溶剤に溶解して得られるゴムのりを用い、一方の被着面にこれを塗布して他方の被着面を貼り合わせ、加圧・加熱することにより架橋接着する方法や、アミン架橋したエポキシ樹脂系接着剤を塗布する方法などが一般的である。
【０００３】
しかし、ゴムのりは溶剤を含んでいるため、架橋接着を行う際の熱プレスなどの加熱により溶剤が発泡してしまい、安定した接着強度を得ることが困難であるという問題があった。
一方、エポキシ樹脂系接着剤を用いた場合の接着面は、該接着剤の硬化後、非常に硬くなるため、可撓性の少ない厚いゴム板などの使用には適切であるが、薄いゴム引布などに使用すると可撓性に劣ったり、衝撃や屈曲などの外部エネルギーに対して脆くなったりするという問題があった。
【０００４】
また、従来より、加硫ゴムシートと基材とを接着させるに際し、未加硫状態のゴムシートと基材とを貼り合わせた後に加硫するという加硫接着方法なども行われている。
【０００５】
ところで、加硫フッ素ゴムの用途は、耐熱・耐薬剤ガスケット、Ｏリングなどが代表的であるが、いずれも加硫フッ素ゴムの特性、すなわち耐熱性や、溶剤などを含む薬剤への耐性（耐薬剤性）が必要とされる場合に使用されることが多く、この特性は接着部位についても同等のレベルが求められている。
しかし、加硫フッ素ゴムを接着するために、フッ素ゴムではない他の未加硫ゴムを用いて上記のような加硫接着を行うと、接着部位における耐熱性や耐薬剤性が損なわれてしまう。
そこで、未加硫フッ素ゴムを用いて上記のような加硫接着を行う方法が考えられるが、次のような問題がある。
【０００６】
すなわち、一般に、上記の加硫接着方法に使用されるゴムシート（未加硫ゴムシート）は、離型紙や織布などの上面に所望のゴムをカレンダートッピングすることにより製造する方法が採用されている（例えば、特開平６−１９０８５２号公報、同６−１９０９１６号公報）。
しかし、フッ素ゴムは離型紙や織布との粘着力が乏しく、カレンダー加工の途中で剥がれたり滑ったりしてしまうため、カレンダートッピングによって、未硫化フッ素ゴムシートを製造することは困難である。
【０００７】
このような事情により、これまで、加硫フッ素ゴムシートを該ゴムシートが有する特性を保持させて接着する技術は知られていない。
【特許文献１】特開平６−１９０８５２号公報
【特許文献２】特開平６−１９０９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の実情を考慮し、加硫フッ素ゴム同士を接着する際に、接着部位においても、その特性を損なうことなく接着することができる加硫フッ素ゴム接着材と、それを用いた加硫フッ素ゴムの接着方法とを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決するために検討を行った結果、未加硫フッ素ゴムは、カレンダートッピングが可能な通常のゴムとの粘着力は充分にあり、このようなゴム面上にはカレンダートッピングが可能であり、カレンダー加工の途中での剥がれや滑りは発生しないとの知見を得た。
【００１０】
本発明は、この知見の下でなし得たものであり、
〔１〕生地層とゴム層とからなるライナーのゴム層側の表面に未加硫フッ素ゴムからなる加硫フッ素ゴム用接着材を積層してなる加硫フッ素ゴム接着用積層体、および
〔２〕接着を所望する加硫フッ素ゴム同士を接着するに際し、一方の加硫フッ素ゴム面上に、〔１〕に記載の加硫フッ素ゴム接着用積層体を、該積層体の未加硫フッ素ゴムからなる加硫フッ素ゴム用接着材層面を接触させて仮止めした後、該積層体のライナーを剥離し、残った加硫フッ素ゴム用接着材層上に、他方の加硫フッ素ゴム面を接触させ、これらを加圧・加熱して加硫接着することを特徴とする加硫フッ素ゴムの接着方法、
を要旨とする。
【００１１】
本発明の加硫フッ素ゴム用接着材の被着対象としての加硫フッ素ゴムは、どのようなものでもよく、例えば、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＶｄＦ−ＨＦＰ）やテトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体（ＴＦＥ−Ｐ）等の２元系フッ素ゴム、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＶｄＦ−ＨＦＰーＴＦＥ）等の３元系フッ素ゴム、パーフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）等が挙げられる。
好ましくは、そのような組成からなる加硫フッ素ゴム引布（メタ系アラミド繊維などからなる布帛の両面に加硫フッ素ゴムをトッピングした引布（ターポリン）など）、加硫フッ素ゴムシート、加硫フッ素ゴム成形体などが挙げられる。
【００１２】
また、加硫フッ素ゴムは、永久歪の除去、寸法安定性の向上を図るなどの意味で、一次加硫した後に二次加硫を行うのが一般的であるが、例えば上記に挙げた加硫フッ素ゴム引布は布帛により寸法安定性が得られるため、一次加硫のみを行ったものを用いてもよい。
本発明の加硫フッ素ゴム用接着材は、二次加硫した加硫フッ素ゴム引布よりも、むしろ一次加硫のみを行った該引布に、より高い接着強度を与える。
【００１３】
本発明の加硫フッ素ゴム用接着材は、未加硫フッ素ゴムを主成分とする。この未加硫フッ素ゴムの具体例としては、上記の加硫フッ素ゴムと同様な組成の加硫フッ素ゴムにおいて、加硫を行っていない、すなわち未加硫のフッ素ゴムとすればよい。
本発明では、上記の未加硫フッ素ゴムの他に、カーボンブラック、酸化チタン等の顔料、パーオキサイド系加硫剤、ポリオール系加硫剤、ジアミン系加硫剤等の加硫剤、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の加硫促進剤、カルナバ蝋等の天然系ワックス、ステアリン酸ナトリウム等の加工助剤などを配合することができる。
【００１４】
また、本発明における未加硫フッ素ゴム層の組成は、被着体を構成する加硫フッ素ゴムの組成と同様することにより、より強力な接着強度を得ることができるため好ましく、被着体の組成により適宜変更するとよい。
この未加硫フッ素ゴム層の厚さは、被着体の接着部位において必要とされる接着強度などにもよるが、薄すぎると充分な接着強度が得られず、厚すぎてもそれに応じた強度の向上は得られないため、一般に５０〜２０００μｍ程度、好ましくは１００〜５００μｍ程度とする。
【００１５】
本発明における加硫フッ素ゴム用接着材に積層されるライナーの生地層としては、ゴム層をカレンダートッピングする際に必要となる耐熱性、カレンダー加工後の巻き取りや接着の際の操作性において必要とされる柔軟性や寸法安定性などを備えた生地であれば、どのようなものも用いることができ、具体的には、ポリエステル系繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維などが挙げられ、生地の厚さは、薄すぎれば生地層に要求される機械的強度や取り扱い性などに欠け、厚すぎても取り扱い性が低化するため、一般には５０〜１０００μｍ程度のものが好適である。
【００１６】
加硫フッ素ゴム接着用積層体を用いて被着体である加硫フッ素ゴムを接着する場合、被着体となる加硫フッ素ゴムに、該積層体の未加硫フッ素ゴム層を接触させ仮止めした後に、生地層とゴム層とからなるライナーを剥離する必要がある。
したがって、ライナーのゴム層を構成するゴムとしては、この上にカレンダートッピングされる未加硫フッ素ゴム層に対してカレンダートッピング時における充分な粘着力を有すると共に、カレンダー加工後の巻き取りの際に必要となる柔軟性や、長期保存にも充分に耐えることができる保持性を有するにみならず、被着体である加硫フッ素ゴムとの仮止め後には未加硫フッ素ゴム層との剥離が容易なものが用いられる。
【００１７】
具体的には、ネオプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−ブテンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴムなどを挙げることができ、なかでも、未加硫フッ素ゴム層のカレンダートッピング時における該未加硫フッ素ゴム層との粘着力と、被着体である加硫フッ素ゴムとの仮止め後の未加硫フッ素ゴム層との剥離性の観点から、クロロスルホン化ポリエチレンゴムを好ましく用いることができる。
【００１８】
このゴム層の厚さは、薄すぎると、ライナーの強度が低化し、生産スピードを上げることができず、厚すぎると、ライナーの柔軟性が低化し、作業性が悪くなる傾向があるため、一般には０．１〜０．３ｍｍ程度が適している。
【００１９】
上記の生地層上にカレンダートッピングなどによりゴム層を積層して基材層を構成する。得られた基材層のゴム層側の表面に未加硫フッ素ゴム層をカレンダートッピングすることにより、加硫フッ素ゴム接着用積層体とすることができる。
被着体において接着しようとする部位が広範囲に及ぶ場合には、加硫フッ素ゴム接着用積層体の使用形態をシート状として用いるため、該積層体をそのまま用いてもよいし、被着体における接着部位により、所望の大きさ、形状に裁断して用いてもよい。
通常は、上記のようにして得られる該積層体は、カレンダー加工後に巻き取られてロール状となっているため、このロール状体のものを所望の幅に裁断し、テープ状として用いるのが実用上好ましい。
【００２０】
次に、本発明の加硫フッ素ゴムの接着方法について説明する。
接着を所望する加硫フッ素ゴムの接着部位に、該部位に合わせて所望の形状とした加硫フッ素ゴム接着用積層体の未加硫フッ素ゴム層側の面を接触させ、該積層体の生地層側からアイロン掛けなどを行って仮止めした後、該積層体の生地層とゴム層とからなるライナーを剥離して、被着体の接着部位に未加硫フッ素ゴム層を残す。
この未加硫フッ素ゴム層の上に接着したい加硫フッ素ゴムを宛がって、双方の間に未加硫フッ素ゴム層を挟み、これを加圧・加熱して加硫すればよい。
【００２１】
このときの加圧・加熱は、加硫接着ができる加圧・加熱条件であればよく、特に限定はしないが、一般には、０．０１〜０．２ＭＰａ程度、好ましくは０．０５〜０．１ＭＰａ程度、１７０〜２００℃程度、好ましくは１９０〜２００℃程度とし、３分間程度の熱プレスにより好適に、加硫フッ素ゴムと加硫フッ素ゴムとの接着を行うことができる。
【００２２】
また、被着体となる加硫フッ素ゴムの接着部位は、予めその表面をバフ掛けしておくことにより、接着強度を一層高めることもできる。
【００２３】
なお、特に接着部位が広範囲に渡る場合などで、シート状の加硫フッ素ゴム接着用積層体を用いた際などにおいては、剥離したライナーを新しい加硫フッ素ゴム接着用積層体製造の際にリサイクルすることもできる。
すなわち、再度これをライナーとして未加硫フッ素ゴム層を積層することにより、加硫フッ素ゴム接着用積層体とすることもできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の加硫フッ素ゴム接着用積層体は、生地層上にゴム層を設けたライナーを用い、このライナーのゴム層側の表面に、加硫フッ素ゴムの接着材として作用する未加硫フッ素ゴム層を積層した構成を有しており、この構成であれば、未加硫フッ素ゴム層を、従来不可能とされていたカレンダートッピングにより、容易かつ良好に積層することができる。
そして、この加硫フッ素ゴム接着用積層体を用いれば、被着体の接着部位においても加硫フッ素ゴムの特性を損なうことなく被着体を接着することができ、フッ素ゴムの加工において飛躍的な進歩を助長するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
〔実施例１〕（加硫フッ素ゴム接着用積層体の製造例）
図１に示す構成の加硫フッ素ゴム用接着材とライナーとの積層体（すなわち、本発明の加硫フッ素ゴム接着用積層体）１を、次のようにして製造した。
まず、厚さ１００μｍのポリエステル繊維製の生地層２に、厚さ１００μｍのクロロスルホン化ポリエチレンゴム層３を、カレンダートッピングし、加硫して、ゴム引布を作成し、この引布をライナー４とした。
得られたライナー４のゴム層３側の表面に、下記組成からなる未加硫フッ素ゴム層５を、その厚さが１００μｍとなるようにカレンダートッピングした。
このようにして製造された加硫フッ素ゴム接着用積層体１は、図２に示すように、ロール状に巻き取った。
【００２６】
未加硫フッ素ゴム層５の組成：
テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体フッ素ゴム（商品名「アフラス１５０Ｐ」  旭硝子（株）製）            １００重量部
ＭＴカーボンブラック                            ３０重量部
有機過酸化物                                      ２重量部
加工助剤                                ５重量部
【００２７】
〔実施例２〕（加硫フッ素ゴムの接着例）
図３、図４に示すようにして加硫フッ素ゴム同士の接着試験を行った。
まず、厚さ１００μｍのメタ系アラミド繊維からなる布帛６の両面に、実施例１と同様の組成を有する未加硫フッ素ゴム５１，５１をそれぞれカレンダートッピングした後、プレス加硫して、加硫フッ素ゴム引布１０を得た。
【００２８】
この加硫フッ素ゴム引布１０を被着体として用い、図４に示すように、この引布１０の向かい合う二辺を接着して筒状とするため、予めその二辺のうち重なり合わせる部分、すなわち接着部位１５についてバフ掛けを行った。
【００２９】
一方、実施例１にて得られた加硫フッ素ゴム接着用積層体１を、図２に示すように、幅２０ｍｍのテープ状１′に裁断した。
このテープ状積層体１′の未加硫フッ素ゴム層５側の面を、図３に示すように、引布１０の一辺における接着部位１５の未加硫フッ素ゴム５１面に接触させ、積層体１′の生地層２側からアイロン掛けして仮止めした後、ライナー３を剥離した。
【００３０】
次いで、上記のようにして接着部位１５に残された未加硫フッ素ゴム層５の上に、図４に示すように、引布１０の他方の一辺を重ね合わせ、１９０℃×３分間、０．１ＭＰａの熱プレスを掛けることにより、引布１０の向かい合う二辺を、接着部位１５において、加硫接着して筒状とした。
【００３１】
得られた接着部位１５の接着強度を、雰囲気温度を２５℃にして測定したところ、５０Ｎ／２０ｍｍ以上にて母材破壊が起こり、強力な接着強度を有することがわかった。
また、その接着部位１５においても、引布１０と同等の柔軟性を保持していることがわかった。
【００３２】
比較例１
実施例１の未加硫フッ素ゴム層５の組成と同様の組成からなる配合物を、酢酸ブチルに溶解して、固形分濃度３０重量％のゴムのりを作製した。
これを接着材として実施例２と同様の加硫フッ素ゴム引布１０のバフ掛けされた接着部位１５に、目付が１５０ｇ／ｃｍ２となるように塗布し、乾燥後に、該引布１０の他方の一辺を重ね合わせて熱プレスする以外は実施例２と同様にして、引布１０の向かい合う二辺を接着して筒状とした。
【００３３】
この方法では、溶剤の乾燥に長時間を要したうえ、接着部位１５に塗布したゴムのりに残留する溶剤が、熱プレスによる加熱により発泡してしまったため、接着部位１５において、十分な接着強度を得ることができなかった。
【００３４】
比較例２
接着材としてエポキシ系接着剤（日本ペルノックス（株）製商品名「ＡＤ４５」）を使用し、実施例２と同様にバフ賭けされた加硫フッ素ゴム引布１０の接着部位１５に、目付が１００ｇ／ｃｍ２となるように塗布した後、直ちに引布１０の向かい合う二辺を接着して筒状とした。
【００３５】
この方法では、溶剤の乾燥に長時間は必要と要せず、得られた筒状の引布１０の接着部位１５における接着強度も十分であったものの、該部位１５が硬化して柔軟性（フレキシブル性）に劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の加硫フッ素ゴム接着用積層体によれば、未加硫フッ素ゴムからなる加硫フッ素ゴム用接着材をライナー上にカレンダートッピングなどで積層することができるため、該加硫フッ素ゴム接着用積層体の量産および保管が可能であり、また定形のテープ状などにも加工しやすく、取り扱い性にも優れる。
本発明の加硫フッ素ゴム接着用積層体を用いれば、従来では難しかったフッ素ゴム同士の接着を行うことができる。
しかも、その接着部位において、フッ素ゴムの耐熱性や耐薬品性を保持し、かつ柔軟性も損なわれることがないため、柔軟性、耐熱性、耐薬品性などを兼ね備えた複雑な構造のフッ素ゴム成形品を、型成形ではなく、接着により製造することができる。
したがって、本発明の加硫フッ素ゴム接着用積層体およびこれを用いた接着方法は、フッ素ゴム引布などの可撓性を有するフッ素ゴム成形体同士の接着に特に有用な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の加硫フッ素ゴム接着用積層体の構成を説明するための模式図である。
【図２】ロール状に巻き取った本発明の加硫フッ素ゴム接着用積層体をテープ状に裁断する状態を模式的に示す図である。
【図３】本発明の加硫フッ素ゴム接着用積層体を用いて引布同士を接着する際における接着部位を模式的に示す図である。
【図４】本発明の加硫フッ素ゴム接着用積層体を用いて引布を筒状に接着する際の斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１          加硫フッ素ゴム接着用積層体
１′        テープ状の加硫フッ素ゴム接着用積層体
２          生地層
３          ゴム層
４          基材層
５          未加硫フッ素ゴム層
６          メタ系アラミド繊維からなる布帛
５１，５１  加硫フッ素ゴム
１０        加硫フッ素ゴム引布
１５          接着部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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