JP2005239814A - 防振ゴム組成物およびそれを用いてなる防振ゴム - Google Patents

Abstract

【課題】防振性能の高い低動倍率のゴムを提供することができる防振ゴム組成物を提供する。
【解決手段】下記の（Ａ）を主成分とし、下記の（Ｂ）を含有する防振ゴム組成物である。
（Ａ）ジエン系ゴム。
（Ｂ）下記の一般式（１）で表されるカルボン酸亜鉛塩。
【化１】

【選択図】なし

Description

本発明は、防振ゴム組成物およびそれを用いてなる防振ゴムに関するものであり、詳しくは、自動車等のエンジンの支持、および振動伝達を抑制するためのエンジンマウントやサスペンションブッシュ等に使用される防振ゴム組成物およびそれを用いてなる防振ゴムに関するものである。

一般に、自動車等のエンジンの支持、および振動伝達を抑制するためのエンジンマウントやサスペンションブッシュ等に使用される防振ゴムにおいては、低動倍率であることが重要な性能の１つとして要求されている。このような低動倍率化を図るため、従来は、天然ゴム５０〜８０部と、末端変性ブタジエンゴム５０〜２０部とを混合したブレンドゴムに対して、ＤＢＰ吸油量１００ｍｌ／１００ｇ以上で、かつヨウ素吸着量４５ｍｇ／ｇ以下のカーボンブラックを３５〜７０部添加してなる車両用防振ゴム組成物が提案されている（特許文献１参照）。
特開平８−７３６５８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用防振ゴム組成物は、天然ゴムに末端変性ブタジエンゴムをブレンドしているため、天然ゴムの物性が悪くなって、耐久性が悪化する等の難点がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、防振性能の高い低動倍率のゴムを提供することができる防振ゴム組成物およびそれを用いてなる防振ゴムの提供をその目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、下記の（Ａ）を主成分とし、下記の（Ｂ）を含有する防振ゴム組成物を第１の要旨とする。また、上記防振ゴム組成物を用いてなる防振ゴムを第２の要旨とする。
（Ａ）ジエン系ゴム。
（Ｂ）下記の一般式（１）で表されるカルボン酸亜鉛塩。

なお、本発明の防振ゴム組成物において、主成分とは、ゴム組成物にゴム物性を付与する成分のことをいい、通常は、全体の５０重量％以上を占める。

すなわち、本発明者らは、低動倍率の防振ゴムを得るため、鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、ジエン系ゴムに上記特定のカルボン酸亜鉛塩を配合すると、静的ばね定数が高くなるという知見を得た。そして、この知見に基づき、さらに研究を重ねた結果、上記特定のカルボン酸亜鉛塩の配合により、静的ばね定数を高くすると、従来のような、カーボンブラックの添加により、静的ばね定数を上げる場合に比べて、動的ばね定数を低く抑えることができるようになり、防振ゴムの低動倍率化を実現することができることを見いだし、本発明に到達した。

このように、本発明の防振ゴム組成物は、ジエン系ゴムに上記特定のカルボン酸亜鉛塩を配合しているため、上記特定のカルボン酸亜鉛塩を添加していない場合に比べて、静的ばね定数を高くすることができる。その結果、従来のような、カーボンブラックの添加により、静的ばね定数を上げる場合に比べて、動的ばね定数を低く抑えることができるようになり、防振ゴムの低動倍率化を図ることができるという効果が得られる。

また、上記特定のカルボン酸亜鉛塩の使用により、静的ばね定数を高くすることができるため、カーボンブラックを併用する場合には、カーボンブラックの使用量を従来よりも減らすことができる。そのため、動的ばね定数をより低く抑えることができるようになり、さらに低動倍率化を図ることができる。

つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。

本発明の防振ゴム組成物は、ジエン系ゴム（Ａ成分）と、特定のカルボン酸亜鉛塩（Ｂ成分）とを用いて得ることができる。

上記ジエン系ゴム（Ａ成分）としては、特に限定はなく、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、防振性能、耐久性の点で、ＮＲが好適に用いられる。

つぎに、上記ジエン系ゴム（Ａ成分）とともに用いられる特定のカルボン酸亜鉛塩（Ｂ成分）は、下記の一般式（１）で表されるものである。

上記一般式（１）において、ＲおよびＲ′は、それぞれ一価の脂肪族基または一価の芳香族基を示す。上記一価の脂肪族基としては特に限定はなく、例えば、飽和もしくは不飽和のアルキル基等があげられる。これらは直鎖状であっても、分岐を有していてもよく、また低級アルキル基であっても、高級アルキル基であっても差し支えない。また、上記一価の芳香族基としては特に限定はなく、例えば、アリール基等があげられる。

また、上記特定のカルボン酸亜鉛塩（Ｂ成分）の配合割合は、ジエン系ゴム（Ａ成分）１００重量部（以下「部」と略す）に対して、１〜１０部の範囲が好ましく、特に好ましくは２〜５部の範囲である。すなわち、上記特定のカルボン酸亜鉛塩（Ｂ成分）の配合割合が１部未満であると、ゴムの低動倍率化の効果が小さくなる傾向がみられ、逆にカルボン酸亜鉛塩（Ｂ成分）の配合割合が１０部を超えても、静的ばね定数の上昇が頭打ちになるからである。

なお、本発明の防振ゴム組成物においては、上記ジエン系ゴム（Ａ成分）および特定のカルボン酸亜鉛塩（Ｂ成分）とともに、カーボンブラック、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、加工助剤、軟化剤等を必要に応じて適宜に配合することも可能である。

上記カーボンブラックの配合割合は、本発明における上記特定のカルボン酸亜鉛塩（Ｂ成分）の使用により、従来よりも減らすことができるのであり、ジエン系ゴム（Ａ成分）１００部に対して、１００部以下が好ましく、特に好ましくは３０〜８０部の範囲である。すなわち、上記カーボンブラックの配合割合が１００部を超えると、ムーニー粘度が高くなり、加工性が悪化する傾向がみられるからである。

上記カーボンブラックとしては、特に限定はなく、例えば、ＳＡＦ級，ＩＳＡＦ級，ＨＡＦ級，ＭＡＦ級，ＦＥＦ級，ＧＰＦ級，ＳＲＦ級，ＦＴ級，ＭＴ級等の種々のグレードのカーボンブラックがあげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、グローバル供給性、コスト、耐久性、動倍率のバランスから、ＦＥＦ級カーボンブラックが好適に用いられる。

また、上記加硫促進剤としては、特に限定はなく、例えば、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、アルデヒドアンモニア系、アルデヒドアミン系、グアニジン系、チオウレア系等の加硫促進剤があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、架橋反応性に優れる点で、スルフェンアミド系加硫促進剤が好ましい。

上記チアゾール系加硫促進剤としては、例えば、ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）、２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、２−メルカプトベンゾチアゾールナトリウム塩（ＮａＭＢＴ）、２−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩（ＺｎＭＢＴ）等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、特に架橋反応性に優れる点で、ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）が好適に用いられる。

上記スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾジアリルスルフェンアミド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−オキシジエチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＯＢＳ）、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾイルスルフェンアミド（ＢＢＳ）、Ｎ，Ｎ′−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾイルスルフェンアミド等があげられる。

上記チウラム系加硫促進剤としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴＤ）、テトラブチルチウラムジスルフィド（ＴＢＴＤ）等があげられる。

上記加硫促進剤の配合量は、上記ジエン系ゴム（Ａ成分）１００部に対して、０．３〜７部の範囲内が好ましく、特に好ましくは０．５〜５部の範囲内である。すなわち、加硫促進剤が０．３部未満であると、架橋反応性が劣る傾向がみられ、逆に加硫促進剤が７部を超えると、ゴム物性（破断強度、破断伸び）が低下するおそれがあるからである。

また、上記加硫助剤としては、特に限定はなく、例えば、亜鉛華（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

このような加硫助剤の配合量は、上記ジエン系ゴム（Ａ成分）１００部に対して、１〜２０部の範囲内が好ましく、特に好ましくは３〜１０部の範囲内である。

また、上記老化防止剤としては、例えば、カルバメート系老化防止剤、フェニレンジアミン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤、ジフェニルアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤、イミダゾール系老化防止剤、ワックス類等があげられる。

このような老化防止剤の配合量は、上記ジエン系ゴム（Ａ成分）１００部に対して、１〜７部の範囲内が好ましく、特に好ましくは２〜５部の範囲内である。

また、加工助剤としては、例えば、ステアリン酸、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、炭化水素系樹脂等があげられる。

このような加工助剤の配合量は、上記ジエン系ゴム（Ａ成分）１００部に対して、１〜５部の範囲内が好ましく、特に好ましくは１〜３部の範囲内である。

本発明の防振ゴム組成物は、例えば、つぎのようにして調製することができる。すなわち、上記ジエン系ゴム（Ａ成分）と、特定のカルボン酸亜鉛塩（Ｂ成分）とを配合し、さらに必要に応じてカーボンブラック、加硫助剤、老化防止剤、加工助剤、軟化剤等を適宜に配合し、これらをバンバリーミキサー等を用いて、約５０℃の温度から混練りを開始し、最高温度が１００〜１３０℃（通常、１２０℃位）の範囲で、３〜５分間程度混練を行う。ついで、加硫促進剤と加硫剤とを配合し、オープンロールを用いて、所定条件（例えば、５０℃×４分間）混練することにより、防振ゴム組成物を作製する。ついで、得られた防振ゴム組成物を、所定の条件でプレス加硫等することにより、目的とする防振ゴムを得ることができる。

このようにして得られる本発明の防振ゴムの用途としては、特に限定はないが、低動倍率化を図ることができることから、自動車等の車両に用いられるエンジンマウント、スタビライザブッシュ、サスペンションブッシュ等に好適に用いることができる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。

〔ステアリン酸〕
花王社製、ルーナックＳ３０

〔老化防止剤Ａ〕
Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ′−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン（精工化学工業社製、オゾノン６Ｃ）

〔老化防止剤Ｂ〕
特殊ワックス系老化防止剤（大内新興化学工業社製、サンノック）

〔ＦＥＦ級カーボンブラック〕
東海カーボン社製、シーストＳＯ（平均粒径４０ｎｍ）

〔軟化剤〕
ナフテン系プロセスオイル（日本サン石油社製、サンセン４１０）

〔加硫促進剤〕
Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾジアリルスルフェンアミド（三新化学工業社製、サンサラーＣＺ−Ｇ）

〔芳香族カルボン酸亜鉛塩〕
前記一般式（１）において、ＲおよびＲ′がいずれもアリール基であるカルボン酸亜鉛塩（エスアンドエス社製、ストラクトールアクチベーター７３Ａ）

〔実施例１〜３、比較例１，２〕
後記の表１に示す、加硫促進剤と加硫剤以外の各成分を同表に示す割合で配合し、これらをバンバリーミキサーを用いて、約５０℃の温度から混練りを開始し、最高温度（約１２０℃）で、４分間程度混練を行った。ついで、加硫促進剤と加硫剤を同表に示す割合で配合し、オープンロールを用いて、約５０℃で４分間混練することにより、防振ゴム組成物を調製した。

このようにして得られた実施例および比較例の防振ゴム組成物を用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表１に併せて示した。

〔初期物性〕
各防振ゴム組成物を、１５０℃×２０分の条件でプレス成形し、ＪＩＳ５号ダンベルで打ち抜き、厚み２ｍｍの防振ゴムシートを作製した。そして、この防振ゴムシートを用い、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して、破断強度（ＴＢ）、破断伸び（ＥＢ）、および硬度（ＪＩＳ Ａ）を測定した。

〔ダンベル疲労試験〕
各ゴム組成物を用いて、１５０℃×２０分の条件で加硫して、ゴムシートを作製した。ついで、このゴムシートを、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に記載のダンベル３号形状に打ち抜き、ＪＩＳ Ｋ ６２６０に準じた装置を用い、伸張率０〜１００％でダンベル疲労試験を行った。評価は、１万回以上で破断したものを○、１万回未満で破断したものを×とした。

〔動倍率〕
各ゴム組成物を用いて、１７０℃で３０分間加硫して、円柱状形状（直径５０ｍｍ、高さ２５ｍｍ）の試験片を作製し、その上面および下面に円形金具（直径６０ｍｍ、厚み６ｍｍ）をそれぞれ取り付け、静ばね定数（Ｋｓ）、動ばね定数（Ｋｄ₁₀₀ ）を測定し、動倍率（Ｋｄ₁₀₀ ／Ｋｓ）を求めた。すなわち、上記静ばね定数は、上記試験片を円柱の軸方向に７ｍｍ圧縮し、２回目の往きの荷重−撓み曲線から、１．５ｍｍと３．５ｍｍの歪みの時の荷重を読み取り計算した。また、上記動ばね定数は、上記試験片を軸方向に２．５ｍｍ圧縮し、この２．５ｍｍ圧縮の位置を中心に、下方から１００Ｈｚの周波数により振幅±０．０５ｍｍの定変位調和圧縮振動を加え、試験片上方に取り付けたロードセルにて動的荷重を測定し、ＪＩＳ Ｋ ６３９４に準拠して計算した。そして、静ばね定数と動ばね定数との比から、動倍率を求めた。

上記結果から、実施例品は、上記特定のカルボン酸亜鉛塩を配合しているため、初期物性に優れるとともに、動倍率が小さく、防振性能に優れていた。そして、これらの実施例の防振ゴム組成物を用い、上記特性評価の際と略同様の条件でエンジンマウントをつくってその性能を評価した結果、上記同様優れた防振性能が得られた。

これに対して、比較例１品は、上記特定のカルボン酸亜鉛塩を配合しない以外は実施例１品と同じ配合組成であるが、実施例１品に比べて、静的ばね定数が低く、動倍率も高くなった。このことから、実施例１品と同等の静的ばね定数を得るためには、カーボンブラックの配合量を多くしなければならないと思われる。そこで、比較例２品においては、比較例１品のカーボンブラックの配合量を増量したが、静的ばね定数は向上しているものの、動的ばね定数が高く、ゴムの低動倍率化を図ることができなかった。

本発明の防振ゴムは、動倍率が低いことから、自動車等の車両に用いられるエンジンマウント、スタビライザブッシュ、サスペンションブッシュ等に好適に用いることができる。

Claims (3)

1. 下記の（Ａ）を主成分とし、下記の（Ｂ）を含有することを特徴とする防振ゴム組成物。
   （Ａ）ジエン系ゴム。
   （Ｂ）下記の一般式（１）で表されるカルボン酸亜鉛塩。
   
2. カーボンブラックを含有する請求項１記載の防振ゴム組成物。
3. 請求項１または２記載の防振ゴム組成物を用いてなる防振ゴム。