(57)【要約】【課題】高腐食性環境下での使用においても金属板とゴムとの接着界面剥離の問題がない免震ゴムの製造方法を提供する。【解決手段】免震ゴム１は、最上部及び最下部に連結鋼板２，３が配置され、両者の間にゴム層４及び内部鋼板５が交互に配置され、側周面が耐候性ゴム６で被覆されたものである。鋼板に下塗り接着剤を塗布した後上塗り接着剤を塗布し、未加硫ゴムを当接して加熱加圧することにより加硫同時接着して免震ゴムを製造する。下塗り接着剤としてハロゲン化ポリマーを含まず、かつ、エポキシ樹脂あるいはエポキシ基を含有するポリマーを含む下塗り接着剤を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板に接着剤を塗布した後、該金属板と未加硫ゴムとを積層して加熱加圧することにより、ゴムを加硫すると共に、ゴムと金属板とを接着することにより免震ゴムを製造する方法において、
該接着剤として金属板にハロゲンを含まない下塗り接着剤を塗布した後上塗り接着剤を塗布することを特徴とする免震ゴムの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、下塗り接着剤の塗布膜厚が２〜３０μｍであることを特徴とする免震ゴムの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上塗り接着剤がハロゲン化ポリマーを含む接着剤であることを特徴とする免震ゴムの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、下塗り接着剤がエポキシ樹脂又はエポキシ基を含有したポリマーを含んだものであることを特徴とする免震ゴムの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、金属板が鋼板であることを特徴とする免震ゴムの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、免震ゴムが建築用又は橋梁用免震ゴムであることを特徴とする免震ゴムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は免震ゴムの製造方法に係り、特に、接着剤二液塗工式で金属板とゴムとの加硫同時接着により、免震ゴムを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の硬質板とゴム等の粘弾性的性質を有する軟質板とを積層した免震ゴムが建築、橋梁等の支承部材として広く用いられている（例えば特公平７−２９３９４号公報）。
【０００３】
一般に、免震構造体の最上部及び最下部に鋼板（連結鋼板又は補強鋼板）が配置されている。滑り支承式免震構造体にあっては、この補強鋼板の外面にフッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の高摺動性樹脂板が固着されている。
【０００４】
第１図は、このように最上部及び最下部に連結鋼板を配置し、側周面を耐候性ゴムで被覆した免震ゴムの一例を示す縦断面図である。この免震ゴム１は、最上部及び最下部に連結鋼板２，３が配置され、両者の間にゴム層４及び内部鋼板５が交互に配置され、側周面が耐候性ゴム６で被覆されたものである。
【０００５】
このようなゴムと金属板の加硫接着方法としては、一般に、１つの接着剤を用いる接着剤一液塗工式と、金属板表面にプライマーとして下塗り接着剤を塗布した後、更に上塗り接着剤を塗布する接着剤二液塗工式とがあり、汎用ゴムと金属板の加硫同時接着では、二液塗工式が広く用いられている。この二液塗工式の場合、上塗り接着剤としては、塩素化天然ゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリブタジエン、臭素化ポリマー等のハロゲン化ポリマー、又はこれらのハロゲン化ポリマーの混合物を主成分とし、これに芳香族ニトロソ化合物、マレイミド等の架橋剤等を配合したものが一般的に使用されている。一方、下塗り接着剤としては、各種金属板との接着力を確保するためにフェノール樹脂を主成分とし、また、上塗り接着剤との良好な接着を図るために、上塗り接着剤の主成分と同様のハロゲン化ポリマーを配合したものが用いられている。
【特許文献１】特公平７−２９３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の接着系は、初期の接着性、疲労性等には非常に優れているが、海岸地域などにおいて塩水飛沫が構造体にかかる等、腐食環境の厳しい条件で積層ゴムが使用されたとき、金属板とゴムの接着界面が暴露されている部分から、腐食に伴う陰極剥離等により鉄と下塗り接着剤の界面剥離が発生し、積層ゴムの耐久性が低下する。
【０００７】
特に、鋼材の腐食を防ぐために亜鉛メッキ等犠牲陽極と接着金具が導通している場合には、その剥離速度が著しい結果となってしまう。
【０００８】
これは、接着剤の下塗り接着剤から加硫中にハロゲンが脱離し、金属板面の腐食を誘発、高湿環境下での剥離を発生してしまうこと、及び、フェノール樹脂が鋼材腐食先端の局部陰極部分での陰極剥離や、腐食環境で発生する水酸基により金属板との接着部分が侵されることにより発生する。
【０００９】
この耐久性を確保するために、耐候性ゴムで全体をライニングし、接着界面が外部に露出しないようにする方法；あるいは、接着耐久性を必要とする部分の鋼材を燐酸系の化成処理皮膜により覆い接着耐久性を挙げる方法が行われている。
【００１０】
しかしながら、前者の方法でも完全な対策にはならず、生産性が著しく阻害される。また、ゴムライニングは、そのゴムのやわらかさのために積層ゴムと橋脚や桁との連絡に緩みを生じせしめ、構造体全体の強度に影響を与えることがある。
【００１１】
後者の方法は、化成処理のために巨大な処理設備が必要であり、処理コストに大きなコストが発生するとともに、化成処理後の接着剤塗布までの日限等により工程設計が著しく制約されてしまう。
【００１２】
本発明は上記従来の問題点を解決し、金属板とゴムとの接着界面剥離の問題がなく、腐食環境の厳しい条件下でも長期にわたり実用することができる免震ゴムの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の免震ゴムの製造方法は、金属板に接着剤を塗布した後、該金属板と未加硫ゴムとを積層して加熱加圧することにより、ゴムを加硫すると共に、ゴムと金属板とを接着することにより免震ゴムを製造する方法において、該接着剤として金属板にハロゲンを含まず、好ましくはエポキシ樹脂あるいは、エポキシ基を含有するポリマーを含んだ下塗り接着剤を塗布した後上塗り接着剤を塗布することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明者らは、腐食環境の厳しい条件下でも長期にわたり実用することができるゴムと金属板との接着界面剥離を防止すべく鋭意検討を重ねた結果、この接着界面剥離は、ゴム／上塗り接着剤との間の剥離（ＲＣ剥離）と、金属板と下塗り接着剤との間の剥離に大別され、このうち、ゴム／上塗り接着剤間の剥離はゴム配合を調整することにより改善し得るが、金属板／下塗り接着剤間の剥離は従来技術では防止し得ないことを知見した。そして、金属板／下塗り接着剤間の剥離の原因について更に検討を重ねた結果、上塗り接着剤の主成分及び下塗り接着剤に含まれるハロゲン化ポリマーから発生するハロゲン化合物が、加硫等の高温条件下において発生し、金属板／下塗り接着剤間に到達して金属板／下塗り接着剤間の腐食を誘発すること及び、水分の浸入により、フェノール樹脂と金属との接着低下が誘発されていることが腐食環境下における金属板／下塗り接着剤間の剥離の原因であることを見出し、又、下塗り接着剤としてハロゲン元素、特に塩素を含有しない接着剤を用いることにより、ハロゲン化合物の金属面への到達が防止され、これにより金属板／下塗り接着剤間の接着界面剥離が防止されて接着性が飛躍的に改善されること、かつ、エポキシ成分を含有する事で耐水接着性が改善されることを見出し、本発明を完成させた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
本発明においては、免震ゴムを構成する金属板のゴム接着予定面にまず下塗り接着剤を塗布した後上塗り接着剤を塗布し、この接着剤塗布面に未加硫ゴムを当接して加熱加圧する。
【００１７】
本発明において、下塗り接着剤としては、ハロゲンを含まないものであれば良く、特にハロゲン化合物を含まず、耐水接着性を向上させるためエポキシ樹脂あるいはエポキシ基含有ポリマーを含んだものが好適であり、具体的には、ハロゲン化ポリマーを含まない東洋化学研究所製「メタロックＰＨ−５６」等を用いることができる。このような下塗り接着剤は、必要に応じてメチルエチルケトン、アセトン等の適当な溶剤で希釈して金属板面に塗布される。
【００１８】
下塗り接着剤としてハロゲン元素、特に塩素を含まない接着剤を用いることにより、上塗り接着剤のハロゲン化合物が下塗り接着剤−金属板間の接着を弱めることによるゴムと金属板の間の接着界面剥離を有効に防止することができるが、下塗り接着剤の塗布膜厚が薄過ぎると上塗り接着剤の主成分であるハロゲン化ポリマーから発生するハロゲン化合物が、下塗り接着剤−金属板界面へ到達するのを遮蔽することが困難となるため、下塗り接着剤の塗布膜厚は平均して１μｍ以上とするのが好ましく、特に２μｍ以上、とりわけ５μｍ以上とするのが好ましい。
【００１９】
なお、この塗布膜厚は過度に厚くても効果に差異はみられず、徒にコストアップを招くため下塗り接着剤の塗布膜厚は３０μｍ以下とするのが好ましい。
【００２０】
下塗り接着剤上に塗布する上塗り接着剤としては、従来一般的に上塗り接着剤として用いられているハロゲン化ポリマー系の接着剤、例えば、ロームアンドハース社製「５１１ＥＦ」、「ＯＳＮ−２」、ロードファーイースト社製「ケムロック２５２」等が適用される。
【００２１】
上塗り接着剤の塗布膜厚は、接着力及び経済性の面から５〜３０μｍ程度とするのが好ましい。
【００２２】
なお、本発明においては、接着剤の塗布に先立ち、金属板表面にブラスト処理、有機溶剤による脱脂処理等の適当な清浄化処理を施し、錆、油分、水分、汚れ等を予め除去しておくことが好ましい。
【００２３】
金属板に下塗り接着剤と上塗り接着剤とを塗布した後は、未加硫ゴムを当接し、加熱加圧することにより、ゴムを加硫すると共に金属板とゴムとを接着する。
【００２４】
この加熱加圧条件は、ゴムの加硫温度等によって適宜決定されるが、通常の場合、１１０〜２００℃、０．５〜１０ＭＰａで５〜２００分程度とされる。
【００２５】
本発明において、ゴムを接着する金属板としては、特に制限はないが、鋼板が好適である。
【００２６】
また、ゴムとしても特に制限はなく、天然ゴム、又は各種の合成ゴム或いはこれらのゴムを２種以上混合したブレンドゴムが挙げられる。これらのゴムは、カーボンブラック、老化防止剤、架橋剤等、通常のゴム用添加剤を配合したゴム組成物として適用される。
【００２７】
本発明の方法によれば、下塗り接着剤を選定するのみで、従来の製造方法に従って容易かつ効率的に免震ゴムを製造することができる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２９】
実施例１
２５ｍｍ×６０ｍｍ×２．３ｍｍの鋼板（ＳＰＣＣ）を有機溶剤により脱脂・洗浄処理した後、この表面に乾式ブラスト処理を施して除錆し、次いで溶融亜鉛メッキを施した。その後、下塗り接着剤としてハロゲン化ポリマーを含まない「メタロックＰＨ−５６」（東洋化学研究所製）を塗布した。塗布膜厚は平均で１５μｍとした。この下塗り接着剤を乾燥させた後、上塗り接着剤としてロームアンドハース社製「５１１ＥＦ」を塗布膜厚１５μｍとなるように塗布し、乾燥させた。
【００３０】
接着剤を塗布した金属板と、天然ゴムにカーボンブラック、架橋剤等を配合したゴム組成物よりなる未加硫ゴムを積層し、金型で１５０℃、４ＭＰａ、６０分の条件で加熱加圧して加硫同時接着することにより、ＪＩＳ  Ｋ６２５６に準ずる接着試験片を作製した。
【００３１】
この試験片について、塩水噴霧環境下、及び高湿度環境下での耐久性試験を行った。塩水噴霧環境試験では、３５℃の５％ＮａＣｌ水溶液を４週間にわたって噴霧し、１週間目、２週間目及び４週間目においてＪＩＳに規定された９０度剥離試験を実施し、接着面の破壊モードを調べた。
【００３２】
高湿度環境下試験では、４０℃、湿度９５ＲＨ％の雰囲気中に４週間放置し、その後同様の試験を行った。
【００３３】
これらの結果を表１に示す。
【００３４】
なお、この破壊モードとは、破壊がゴム、ゴムと上塗り接着剤との界面、上塗り接着剤と下塗り接着剤との界面、下塗り接着剤と金属板との界面のいずれにおいて生じたかを調べたものである。表中のＲはゴム層での破壊を示す。なお、この表では示されていないが、一般に、この試験では、ＰＭは下塗り接着剤と金属板との界面剥離を示し、ＲＣはゴムと上塗り接着剤との界面剥離を示す。表１中における破壊モードの％は、その破壊又は剥離の出現率を示している。
【００３５】
実施例２
実施例１において、鋼板にブラスト処理のみを施し、溶融亜鉛メッキは施さなかったこと以外は同様にして加硫同時接着を行い、同様に剥離試験を行って結果を表１に示した。
【００３６】
比較例１，２
下塗り接着剤にハロゲン化ポリマーを含む「ケムロック２０５」（ロードファーイースト社製）を使用したこと以外は実施例１，２と同様にして加硫同時接着を行い、同様に剥離試験を行って結果を表１に示した。
【００３７】
比較例３，４
下塗り接着剤にハロゲン化ポリマーを含む「Ｐ−６−１」（ロードファーイースト社製）を使用したこと以外は実施例１，２と同様にして加硫同時接着を行い、同様に剥離試験を行って結果を表１に示した。
【００３８】
比較例５
鋼板をブラスト処理する代りに、燐酸亜鉛化成処理を施したこと以外は比較例３と同様にして加硫同時接着を行い、同様に剥離試験を行って結果を表１に示した。なお、この燐酸亜鉛化成処理では、鋼板を水洗後、２％の蓚酸水溶液で１分間表面調整を行った後、第一燐酸亜鉛及び亜硝酸ナトリウムを含む、ｐＨ２〜３、温度６０〜８０℃の化成処理液に１２分間浸漬し、皮膜付着重量２ｇ／ｍ２の割合にて燐酸亜鉛化成皮膜を形成した。
【００３９】
比較例６
下塗り接着剤として、ハロゲン系ポリマーを含む東洋化学研究所製ＰＡ３３７５を用いたこと以外は比較例１と同様にして加硫同時接着を行い、同様に剥離試験を行って結果を表１に示した。
【００４０】
【表１】
2005178181.tif 000003
【００４１】
表１より、本発明によれば、鋼板に化成処理を施すことなく、高腐食性条件下での接着界面剥離を防止して、高い耐久性を得ることができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】免震ゴムの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  免震ゴム
２，３  連結鋼板
４  ゴム層
５  内部鋼板
６  耐候性ゴム
【図１】
2005178181.tif 000004