專利名稱：帶有配件的橡膠部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車用的絕緣管、發(fā)動(dòng)機(jī)座、產(chǎn)業(yè)機(jī)械用的防振部件等的帶有配件的橡膠部件及其制造方法。
背景技術(shù)：
一般，汽車用的絕緣管、發(fā)動(dòng)機(jī)座、產(chǎn)業(yè)機(jī)械用的防振部件等是配件和橡膠材料一體化形成的帶有配件的橡膠部件，作為車架、發(fā)動(dòng)機(jī)等各種構(gòu)成物之間的連接部件使用。
上述防振部件等帶有配件的橡膠部件，在配件和橡膠材料的界面上如果配件表面腐蝕，配件和橡膠材料的粘結(jié)就會(huì)剝離，擔(dān)心其功能變得不能得到發(fā)揮。因此，通常作為防腐蝕的目的，在配件表面要進(jìn)行通過鉻酸鹽處理來形成鉻酸鹽系化學(xué)膜(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特開平6-179978號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，在鉻酸鹽處理中所使用的化學(xué)處理液中，含有對(duì)人體和環(huán)境有壞影響的6價(jià)鉻，這成為問題。
而且，鉻酸鹽系化學(xué)膜的膜結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的結(jié)晶水由于橡膠硫化時(shí)的熱容易脫水，所以容易產(chǎn)生膜縮合所引起的裂紋，或密合性也容易降低。在這樣的狀態(tài)下，如果對(duì)配件實(shí)施縮徑加工，不能跟隨其加工所引起的變形，有時(shí)發(fā)生裂紋。而且，由于該裂紋使防腐蝕變得不充分。
本發(fā)明鑒于這樣的情況，其目的是提供在配件表面上形成的防腐蝕化學(xué)膜不對(duì)人體或環(huán)境帶來壞的影響，而且對(duì)配件的變形的跟隨性優(yōu)良的帶有配件的橡膠部件及其制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第1要點(diǎn)是帶有配件的橡膠部件，配件和橡膠材料通過配件表面的防腐蝕化學(xué)膜形成一體的帶有配件的橡膠部件，并且是上述防腐蝕化學(xué)膜為鋯系化學(xué)膜。
再有，本發(fā)明的第2要點(diǎn)是在配件表面形成防腐蝕用的鋯系化學(xué)膜后，通過該鋯系化學(xué)膜使配件和橡膠材料形成一體的帶有配件的橡膠部件的制造方法，包括在形成上述鋯系化學(xué)膜之前，對(duì)配件表面脫脂后，進(jìn)行噴丸處理，該噴丸處理面脫脂后，進(jìn)行水洗的工序和上述鋯系化學(xué)膜形成后，經(jīng)過水洗后使其干燥的工序。
本發(fā)明人著眼于以鋯系化學(xué)膜對(duì)配件等金屬可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的密合性、即使是薄的厚度也可以實(shí)現(xiàn)防腐蝕性以及可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橡膠硫化時(shí)的熱也穩(wěn)定的耐熱性，進(jìn)行重復(fù)研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)鋯系化學(xué)膜除上述特性外，由于是非結(jié)晶性的，即使對(duì)于配件進(jìn)行縮徑加工等也可以實(shí)現(xiàn)良好的跟隨性，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。這樣的鋯系化學(xué)膜的形成，在順序地進(jìn)行配件表面的脫脂、噴丸處理、再次的脫脂以及水洗后進(jìn)行。然后，上述鋯系化學(xué)膜形成后，實(shí)施水洗以及干燥。
本發(fā)明的帶有配件的橡膠部件先在配件表面上形成鋯系化學(xué)膜作為防腐蝕化學(xué)膜，該鋯系化學(xué)膜在對(duì)配件可以實(shí)現(xiàn)良好的密合性的同時(shí)，對(duì)于配件的變形也可以實(shí)現(xiàn)良好的跟隨性。因此，盡管配件由于縮徑加工等變形，鋯系化學(xué)膜上也不產(chǎn)生裂紋，本發(fā)明的帶有配件的橡膠部件可以實(shí)現(xiàn)良好的防腐蝕性。
另外，本發(fā)明的帶有配件的橡膠部件的制造方法中，在配件表面上形成鋯系化學(xué)膜，由于該鋯系化學(xué)膜形成之前，在配件表面脫脂后進(jìn)行噴丸處理，該噴丸處理面脫脂后，進(jìn)行水洗，所以鋯系化學(xué)膜在對(duì)配件可以實(shí)現(xiàn)良好的密合性的同時(shí)，對(duì)于配件的變形也可以實(shí)現(xiàn)良好的跟隨性。進(jìn)一步，由于隨后上述鋯系化學(xué)膜形成后，經(jīng)過水洗進(jìn)行干燥，所以和橡膠材料牢固地進(jìn)行一體化。
附圖簡(jiǎn)單說明

圖1是顯示本發(fā)明的帶有配件的橡膠部件的一個(gè)實(shí)施方式的圓筒狀的絕緣管的縱斷面圖。
圖2是顯示上述圓筒狀絕緣管的重要部分的擴(kuò)大斷面圖。
圖3是顯示鹽水噴霧試驗(yàn)中所使用的試驗(yàn)樣品的正面圖。
符號(hào)說明1防振橡膠2內(nèi)筒配件A鋯系化學(xué)膜B粘結(jié)劑層具體實(shí)施方式
下面，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1所示的縱斷面圖顯示本發(fā)明的帶有配件的橡膠部件的一種實(shí)施方式。該實(shí)施方式中，作為本發(fā)明的帶有配件的橡膠部件的一個(gè)例子，對(duì)汽車用的圓筒狀絕緣管進(jìn)行了說明。該圓筒狀絕緣管，是在圓筒狀的防振橡膠(橡膠材料)1的內(nèi)圓周面上，圓筒狀的內(nèi)筒配件(配件)2同軸地粘結(jié)一體化的同時(shí)，在上述圓筒狀的防振橡膠1的外圓周面上，圓筒狀的外筒配件(配件)3同軸地粘結(jié)一體化。
然后，在上述內(nèi)筒配件2和防振橡膠1的界面部分，如圖2所示的擴(kuò)大圖那樣，在內(nèi)筒配件2的整個(gè)表面上，連接形成有鋯系化學(xué)膜A，在該鋯系化學(xué)膜A的外圓周面上，連接形成有粘結(jié)劑層B，在該粘結(jié)劑層B的外圓周面上，連接形成有上述防振橡膠1。對(duì)于外筒配件3和防振橡膠1的界面部分，也和上述同樣。這樣，帶有配件的橡膠部件(圓筒狀絕緣管等)，在橡膠材料(防振橡膠1等)和配件(內(nèi)筒配件2以及外筒配件3等)的界面的配件的表面部分上形成了鋯系化學(xué)膜A，這是本申請(qǐng)發(fā)明的特征。
這樣的圓筒狀絕緣管，例如，可以如下述那樣制作，即，首先，準(zhǔn)備內(nèi)筒配件2和外筒配件3，通過將內(nèi)筒配件2以及外筒配件3浸漬在加熱的堿脫脂液中，對(duì)各自的整個(gè)表面進(jìn)行脫脂。接著，對(duì)內(nèi)筒配件2以及外筒配件3的整個(gè)表面進(jìn)行噴丸處理使其表面粗糙化(十點(diǎn)平均粗糙度(Rz)為10-30μm左右)。然后，在進(jìn)行和上述一樣的脫脂后，在水洗槽中進(jìn)行水洗。接著，將這些內(nèi)筒配件2以及外筒配件3浸漬在化學(xué)處理液中(45-70℃×1-10分鐘左右)，在內(nèi)筒配件2以及外筒配件3的整個(gè)表面上形成鋯系化學(xué)膜A(以鋯原子量換算，膜質(zhì)量為10-100mg/m2左右)。然后，將這些內(nèi)筒配件2以及外筒配件3從上述化學(xué)處理液中取出，在水洗槽中進(jìn)行水洗后，使其干燥(80-100℃×3-20分鐘左右)。接下來，在內(nèi)筒配件2的外圓周面以及外筒配件3的內(nèi)圓周面上，通過噴涂等涂布粘結(jié)劑，形成粘結(jié)劑層B(厚度5-20μm左右)。然后，在成型用的模具中同軸配置這些內(nèi)筒配件2以及外筒配件3，在內(nèi)筒配件2和外筒配件3和模具所圍成的成形空間內(nèi)填充形成上述防振橡膠1用的未硫化的橡膠，其后，硫化(140-200℃×5-60分鐘左右)。然后，脫模后，從外筒配件3的外圓周面加壓，對(duì)外筒配件3進(jìn)行縮徑加工(縮徑至外筒配件3的外徑的10％左右)。這樣就可以制作出上述圓筒狀的絕緣管。
這樣得到的圓筒形絕緣管，鋯系化學(xué)膜A與內(nèi)筒配件2以及外筒配件3牢固地密合。而且，鋯系化學(xué)膜A即使厚度薄(如上所述那樣以鋯原子量換算，膜質(zhì)量為10-100mg/m2左右的厚度)，也可以發(fā)揮優(yōu)良的防腐蝕性。另外，鋯系化學(xué)膜A是非結(jié)晶性的，所以在上述圓筒狀絕緣管的制作中，如上所述的那樣，即使對(duì)外筒配件3進(jìn)行縮徑加工，也可以跟隨它的變形，在鋯系化學(xué)膜A上不會(huì)生成裂紋。因此，上述圓筒狀絕緣管可實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的防腐蝕性。其結(jié)果，內(nèi)筒配件2和以及外筒配件3和防振橡膠1之間的粘結(jié)性可以長(zhǎng)時(shí)間得到維持，進(jìn)而上述圓筒狀絕緣管的防振功能可以長(zhǎng)時(shí)間得到維持。
下面，對(duì)上述制造方法中所使用的防振橡膠1、內(nèi)筒配件2以及外筒配件3的形成材料、以及為形成鋯系化學(xué)膜A所使用的上述化學(xué)處理液及粘結(jié)劑層B的材料等進(jìn)行說明。
作為上述防振橡膠1的形成材料，通?？墒褂孟率霾牧?。例如，可舉出天然橡膠(NR)、丁二烯橡膠(BR)、丁苯橡膠(SBR)、異戊二烯橡膠(IR)、丙烯腈丁二烯橡膠(NBR)、羧基改性NBR、氯丁二烯橡膠(CR)、乙烯丙烯橡膠(EPM、EPDM)、馬來酸改性EPM、丁基橡膠(IIR)、鹵化IIR、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)、氟橡膠(FKM)、丙烯酸類橡膠、表氯醇橡膠等。這些可以單獨(dú)使用，也可以2種以上并用。再有，根據(jù)需要的性能，在上述材料中可適當(dāng)添加炭黑等補(bǔ)強(qiáng)劑、硫化劑、硫化促進(jìn)劑、潤滑劑、助劑、增塑劑、防老化劑等。
上述內(nèi)筒配件2以及外筒配件3的金屬材料沒有特別限定，例如，可舉出鋁、鐵、不銹鋼等。
在形成上述鋯系化學(xué)膜A中所使用的化學(xué)處理液是含有氟化氫和鋯化合物的pH為3-5的水溶液。該化學(xué)處理液中的鋯的濃度通常設(shè)定為1-10重量％的范圍內(nèi)。
在形成上述粘結(jié)劑層B中所使用的粘結(jié)劑沒有特別的限定，通?？墒褂檬惺燮?。例如，可舉出ケムロツク205(LORD社制造)，ケムロツク6108(LORD社制造)等。這些可單獨(dú)使用，也可以2種以上并用。
再有，上述實(shí)施方式中，作為本發(fā)明的帶有配件的橡膠部件，對(duì)汽車用的圓筒狀絕緣管進(jìn)行了說明，但并不限定于此，可舉出可用于汽車或運(yùn)輸機(jī)械(飛機(jī)、叉式起重機(jī)、汽車挖土機(jī)、吊車等產(chǎn)業(yè)用運(yùn)送車輛、鐵路車輛等)等的圓筒狀以外形狀的絕緣管、發(fā)動(dòng)機(jī)座、馬達(dá)座等、或者產(chǎn)業(yè)機(jī)械等的各種各樣的機(jī)械中所使用的防振部件等。即，配件的形狀不限定于圓筒狀，有平板狀、波形狀等各種形狀。這些形狀的配件中，常用在上下的配件之間夾著橡膠材料的三明治形狀，但只在上下的任何一方上設(shè)置配件也可以。
下面，對(duì)于實(shí)施例和以往例及比較例一起進(jìn)行說明，但是，本發(fā)明并不限定于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1為了制作圖3所示的試驗(yàn)樣品，準(zhǔn)備了下述的配件，防振橡膠11形成用的未硫化橡膠等。

準(zhǔn)備由鋁材ADC12制成的圓板(直徑35.7mm)12兩枚，各圓板12的一面的中心通過焊接設(shè)立螺桿13。
通過將天然橡膠100重量份、HAF炭黑(東海碳社制造，シ一スト3)35重量份、氧化鋅(堺化學(xué)工業(yè)社制造，氧化鋅1種)5重量份、硬脂酸(花王社制造，ル一ナツクS-30)2重量份、硫化促進(jìn)劑(住友化學(xué)社制造，ソクシノ一ルCZ)0.7重量份和硫磺(鶴見化學(xué)工業(yè)社制造，サルフアツクス200S)2份使用捏合機(jī)以及混練輥機(jī)進(jìn)行混煉，制備未硫化橡膠。
準(zhǔn)備パ一ルコ一ト3796(日本パ一カライジング社制造)。
首先，通過將上述各配件的整個(gè)表面浸漬在加熱至60℃的堿脫脂液中進(jìn)行脫脂。接著，對(duì)脫脂的整個(gè)表面進(jìn)行噴丸處理使表面粗糙化(十點(diǎn)平均的粗糙度(Rz)為20μm)。接著，與上述同樣進(jìn)行脫脂后，在水槽中進(jìn)行水洗。然后，浸漬在形成上述鋯系化學(xué)膜用的化學(xué)處理液中(50℃×3分鐘)，形成鋯系化學(xué)膜(以鋯原子量換算，膜質(zhì)量為50mg/m2)。接著，從該化學(xué)處理液中取出，在水洗槽中水洗后，使其干燥(80℃×10分鐘)。再有，上述十點(diǎn)平均粗糙度(Rz)用表面粗度計(jì)(東京精密社制造，サ一フコム1400D)進(jìn)行測(cè)定。另外，鋯系化學(xué)膜的膜質(zhì)量通過用熒光X射線分析裝置(島津制作所制造，EDX900-HS)進(jìn)行測(cè)定，利用預(yù)先作成的校正曲線換算為鋯原子量算出。
首先，在上述鋯系化學(xué)膜形成的各配件中沒有設(shè)立螺桿13一側(cè)的整個(gè)面上通過噴涂涂布粘結(jié)劑ケムロツク205(LORD社制造)后，進(jìn)一步，通過噴涂涂布粘結(jié)劑ケムロツク6108(LORD社制造)。其后，使其干燥(60℃×10分鐘)，形成粘結(jié)劑層(厚度為20μm)。然后，使用成型用模具在2個(gè)配件的圓板12之間的成形空間內(nèi)，填充上述未硫化橡膠，通過加壓硫化(150℃×20分鐘)。通過這樣圓柱狀的防振橡膠(厚度為15mm)11與上述兩個(gè)配件同軸地形成一體，得到圖3所示的試驗(yàn)樣品。
實(shí)施例2在制作圖3所示的試驗(yàn)樣品時(shí)，在上述實(shí)施例1中，使配件的圓板為用鐵材料SPHC制成的。另外，作為用于形成鋯系化學(xué)膜的化學(xué)處理液，使用サ一フダインEC 3200(日本ペイント社制造)，形成鋯系化學(xué)膜(以鋯原子量換算，膜質(zhì)量為100mg/m2)。除此以外，與實(shí)施例1同樣操作，制作試驗(yàn)樣品。
以往例1在上述實(shí)施例1中，形成鉻酸鹽化學(xué)膜(以鉻原子量換算，膜質(zhì)量為100mg/m2)來代替形成鋯系化學(xué)膜。在該鉻酸鹽化學(xué)膜的形成中，作為化學(xué)處理液使用ケミボンダ一334(日本シ一·ビ一·ケミカル社制造)。除此以外與實(shí)施例1同樣操作。
在上述實(shí)施例1中，不進(jìn)行鋯系化學(xué)膜的形成。除此以外與實(shí)施例1同樣操作。
在上述實(shí)施例2中，形成磷酸鋅化學(xué)膜(膜質(zhì)量為5g/m2(利用溶出法測(cè)定))來代替形成鋯系化學(xué)膜。在該磷酸鋅化學(xué)膜的形成中，作為化學(xué)處理液使用ケミボンダ一5020(日本シ一·ビ一·ケミカル社制造)。除此以外與實(shí)施例2同樣操作。
在上述實(shí)施例2中，不進(jìn)行鋯系化學(xué)膜的形成。除此以外與實(shí)施例2同樣操作。
將如此操作得到的實(shí)施例1、2，以往例1、比較例1-3的各試驗(yàn)樣品的配件的螺桿13固定在拉伸試驗(yàn)機(jī)上，在軸向(箭頭X的方向)拉伸。然后，測(cè)定拉伸強(qiáng)度，一并示于下述的表1、2中。再有，該拉伸試驗(yàn)的結(jié)果，不管哪一個(gè)，斷裂面的100％都是防振橡膠11。
使上述各試驗(yàn)樣品的防振橡膠11在軸向伸長(zhǎng)25％(在箭頭X方向拉伸)，在端面用切刀C切出缺口的狀態(tài)下，放置于溫度35℃、濕度95％RH的氣氛環(huán)境下，對(duì)于各試驗(yàn)樣品連續(xù)噴霧濃度為5％的氯化鈉水溶液1000小時(shí)。其后，測(cè)定剝離率(防振橡膠11剝離的面積的比例)，一并示于下述表1、2中。
和上述實(shí)施例1、2、以往例1、比較例2同樣操作，在和各例中所用配件相同材料(鋁材ADC12或鐵材SPHC)制成的長(zhǎng)方形狀的平板[60mm×25mm×3mm(厚度)]上形成各化學(xué)膜，在各化學(xué)膜上，在10mm×10mm中，以1mm的間隔切割成棋盤格狀的網(wǎng)格，形成100個(gè)1mm×1mm的方格(枡目)。然后，根據(jù)JIS K5400(俄里克森試驗(yàn)方法)，使形成上述方格的部分凸起變形。接著，在烘箱中進(jìn)行150℃×20分鐘的加熱處理(假定形成防振橡膠11時(shí)的硫化時(shí)的熱負(fù)荷的處理)。接下來，在形成上述方格的部分涂布粘結(jié)劑(ケムロツク205，LORD社制造)，使其干燥后，依據(jù)JIS K5400進(jìn)行膠帶剝離試驗(yàn)(將膠帶粘貼后，剝掉)。然后，數(shù)出上述100個(gè)方格中沒有移向上述膠帶而殘留在平板表面上的方格數(shù)，一并記載在下述的表1、2中。該值(殘留在平板表面上的方格數(shù))越多，化學(xué)膜的密合性越高，可以判定對(duì)于變形的跟隨性越高。
表1

表2

從上述表1、2的結(jié)果可知，實(shí)施例1、2的鋯系化學(xué)膜，其化學(xué)處理液無害，而且，對(duì)變形的跟隨性好。另外，作為化學(xué)處理液中無害的化學(xué)處理液，還有形成磷酸鋅系化學(xué)膜的場(chǎng)合(比較例2)，但對(duì)于變形的跟隨性不太好。
權(quán)利要求
1.帶有配件的橡膠部件，其是配件和橡膠材料通過配件表面的防腐蝕用化學(xué)膜形成一體的帶有配件的橡膠部件，其特征在于，上述防腐蝕用化學(xué)膜是鋯系化學(xué)膜。
2.權(quán)利要求1所述的帶有配件的橡膠部件，其是使上述配件形成為圓筒狀，使形成上述鋯系化學(xué)膜的圓筒狀配件縮徑而形成。
3.帶有配件的橡膠部件的制造方法，其是在配件表面上形成防腐蝕用的鋯系化學(xué)膜后，通過該鋯系化學(xué)膜使配件和橡膠材料形成為一體的帶有配件的橡膠部件的制造方法，其特征在于，包括在上述鋯系化學(xué)膜形成之前，在配件表面脫脂后進(jìn)行噴丸處理，該噴丸處理面脫脂后，進(jìn)行水洗的工序；和在形成上述鋯系化學(xué)膜后，經(jīng)過水洗使其干燥的工序。
4.權(quán)利要求3所述的帶有配件的橡膠部件的制造方法，其中，使上述配件形成為圓筒狀，在該圓筒狀配件表面上形成上述鋯系化學(xué)膜后，使該圓筒狀配件縮徑。
全文摘要
本發(fā)明提供在配件表面形成的防腐蝕化學(xué)膜對(duì)人體以及環(huán)境沒有壞影響，而且，對(duì)配件的變形跟隨性好的帶有配件的橡膠部件以及它的制造方法。具體地是在內(nèi)筒配件2的外圓周面上，經(jīng)過脫脂、噴丸處理、再次脫脂以及水洗的順序，接觸形成鋯系化學(xué)膜A，在該鋯系化學(xué)膜A的外圓周面上，經(jīng)過水洗以及干燥的順序，接觸形成粘結(jié)劑層B，在該粘結(jié)劑層B的外圓周面上，接觸形成上述防振橡膠1。
文檔編號(hào)C23C18/18GK101041895SQ20071008879
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者杉浦隆典, 遠(yuǎn)山豐久, 田口武彥 申請(qǐng)人:東海橡膠工業(yè)株式會(huì)社