JP2010138241A

JP2010138241A - 防振部材

Info

Publication number: JP2010138241A
Application number: JP2008314186A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Maruyama; 英和丸山; Shuichi Miyano; 修一宮野
Original assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2010-06-24

Abstract

【課題】防振ゴムが強固に取付金具に加硫接着された防振部材を提供する。
【解決手段】防振部材１０は、防振ゴム１３が加硫接着剤を介して取付金具１１，１２に加硫接着されている。防振ゴム１３は、クロロプレンゴムを原料ゴムとし、該原料ゴムに対してシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されたゴム組成物で形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は防振ゴムが加硫接着剤を介して取付金具に一体に設けられた防振部材に関する。

防振ゴムを用いた防振部材が広く実用化されている。

特許文献１には、クロロプレンゴム１００重量部に対し、酸化亜鉛１〜１５重量部、酸化マグネシウム０．２重量部以下、加硫促進剤０．１重量部以下、及び分子内に少なくとも１個以上のエポキシ基を含有するグリシジルアミン化合物０．１〜１０重量部が配合された防振ゴム用クロロプレンゴム組成物が開示されている。

特許文献２には、クロロプレン系ゴム１００重量部に対し、エポキシ当量が３５０〜１０００、臭素含有量が１０〜６０重量％の臭素化エポキシ樹脂０．３〜２０重量部を含有することを特徴とするクロロプレン系ゴム組成物と金属との加硫接着体からなる自動車用防振部材が開示されている。
特許第３８５２１７１号公報特許第３９５７４２５号公報

本発明の目的は、防振ゴムが強固に取付金具に加硫接着された防振部材を提供することである。

本発明の防振部材は、防振ゴムが加硫接着剤を介して取付金具に加硫接着されたものであって、
上記防振ゴムは、クロロプレンゴム（以下、「ＣＲ」という。）を原料ゴムとし、該原料ゴムに対してシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されたゴム組成物で形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、防振ゴムが、ＣＲを原料ゴムとし、その原料ゴムに対してシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されたゴム組成物で形成されているので、防振ゴムが強固に取付金具に加硫接着されることとなる。

以下、実施形態について詳細に説明する。

図１は本実施形態に係るセンターベアリングサポート１０（防振部材）を示す。このセンターベアリングサポート１０は、自動車の車体の下面に吊設され、車体の下側に設けられるプロペラシャフトをベアリングを介して弾性的に支持する部材である。

本実施形態に係るセンターベアリングサポート１０は、間隔をおいて同心状に設けられた内環１１及び外環１２とそれらの間に設けられてそれぞれに加硫接着剤を介して加硫接着した防振ゴム１３とを備えている。

内環１１は、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属で筒状に形成されており、第１筒状部１１ａと、その軸方向の一方端に不連続に階段状に小径化して続いた第２筒状部１１ｂと、さらにその軸方向の一方端に不連続に階段状に小径化して続いた第３筒状部１１ｃとを有する。内環１１は、例えば、外径が３０〜８０ｍｍ、高さが２０〜６０ｍｍ、及び肉厚が１〜５ｍｍである。

外筒も、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属で一方端に外向きに広がるようにフランジ１２ａが設けられた筒状に形成されている。外環１２は、例えば、外径が６０〜１１０ｍｍ、高さが２０〜４０ｍｍ、及び肉厚が２〜５ｍｍである。

防振ゴム１３は、原料ゴムに所定のゴム配合剤が配合された未加硫ゴム組成物が加熱及び加圧されて加硫成型されたゴム組成物で形成されている。防振ゴム１３は、内環１１の第１筒状部１１ａの外周面に加硫接着され、そこから外向きに第２筒状部１１ｂ側に膨出してベロー部１３ａを形成し、そして、外環１２の内周面に加硫接着された構造を有する。

防振ゴム１３を形成するゴム組成物の原料ゴムはＣＲである。ＣＲは、例えば、ムーニー粘度が４０〜８０ＭＬ_１＋４（１００℃）である。原料ゴムは、単一種のグレードのＣＲで構成されていてもよく、また、複数種のグレードのＣＲがブレンドされて構成されていてもよい。後者の場合、原料ゴムは、例えば、ゲル含有量や結晶化速度やムーニー粘度が相互に異なる複数のグレードのＣＲのブレンドゴムで構成されていてもよい。なお、原料ゴムには、後述の防振ゴム１３が強固に内環１１及び外環１２に加硫接着される効果に影響を及ぼさない範囲で天然ゴム（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）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、水素添加アクリロニトリルブタジエン共重合体（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリル酸アルキルエステル−２−クロロエチルビニルエーテル共重合体（ＡＣＭ）、アクリル酸アルキルエステルアクリロニトリル共重合体（ＡＮＭ）、シリコンゴム、フッ素ゴム等が含まれていてもよい。

防振ゴム１３を形成するゴム組成物には、ゴム配合剤としてシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されている。このように防振ゴム１３が、ＣＲを原料ゴムとし、その原料ゴムに対してシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されたゴム組成物で形成されているので、防振ゴム１３が強固に内環１１及び外環１２に加硫接着されることとなる。

シリカは、例えば、平均粒径が１．５〜８．０μｍ、ｐＨが８、表面積が１０〜２０ｍ^２／ｇ、吸油量が４０〜６０ｍｌ／１００ｇである。シリカは、単一種のグレードが配合されていてもよく、また、複数種のグレードが混合されて配合されていてもよい。後者の場合、シリカは、例えば、平均粒径やｐＨや表面積や強熱減量や吸油量が相互に異なる複数のグレードが混合されて配合されていてもよい。シリカの配合量は、原料ゴム１００質量部に対して５〜４０質量部であることが好ましく、７〜２０質量部であることがより好ましい。

シランカップリング剤としては、例えば、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシ系シランカップリング剤；３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−（Ｎ−フェニル）アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系シランカップリング剤；ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルメチルジメトキシシランなどのビニル系シランカップリング剤；３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのメタクリル酸系シランカップリング剤；３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシランなどのメルカプト及びサルファ系シランカップリング剤；３−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのウレイド系シランカップリング剤；３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリメトキシシランなどのイソシアネート系シランカップリング剤等が挙げられる。シリカは、これらのうちエポキシ系シランカップリング剤で処理されたものが配合されていることが好ましい。シリカは、単一種のシランカップリング剤で表面処理されたものが配合されていてもよく、また、複数種のシランカップリング剤で表面処理されたものが混合されて配合されていてもよい。

なお、シランカップリング剤で表面処理されたシリカの市販品としては、例えば、ホフマンミネラル社製の商品名アクティジルＥＭ（エポキシ系シランカップリング剤処理品）、アクティジルＡＭ（アミン系シランカップリング剤処理品）等が挙げられる。

ゴム配合剤としては、その他に、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、加硫促進剤等が配合されていてもよい。

ゴム軟化剤としては、例えば、パラフィン系オイルやナフテン系オイルといった石油系軟化剤、パラフィンワックスなどの鉱物油系軟化剤、ひまし油、なたね油などの植物油系軟化剤等が挙げられる。ゴム軟化剤は、単一種が配合されていてもよく、また、複数種が配合されていてもよい。ゴム軟化剤の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば５〜３０質量部である。

補強材のカーボンブラックとしては、例えば、チャネルブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＨＡＦ、Ｎ−３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ−２３４などのファーネスブラック；ＦＴ、ＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラックが挙げられる。カーボンブラックは、単一種が配合されていてもよく、また、複数種が配合されていてもよい。カーボンブラックの配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば１０〜８０質量部である。

加硫促進助剤としては、例えば、酸化マグネシウムや酸化亜鉛といった金属酸化物等が挙げられる。加硫促進助剤は、複数種が配合されていることが好ましい。加硫促進助剤の配合量は、原料ゴム１００質量部に対していずれも例えば１．５〜１０．０質量部であり、合計が例えば３．０〜２０．０質量部である。

加工助剤としては、例えば、ステアリン酸等が挙げられる。加工助剤は、単一種が配合されていてもよく、また、複数種が配合されていてもよい。加工助剤の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば０．５〜４．０質量部である。

老化防止剤としては、例えば、ナフチルアミン系、ジフェニルアミン系、ｐ−フェニレンジアミン系、キノリン系、ヒドロキノン誘導体、モノフェノール系、ポリフェノール系、チオビスフェノール系、ヒンダートフェノール系、亜リン酸エステル系のもの等が挙げられる。老化防止剤は、単一種が配合されていてもよく、また、複数種が配合されていてもよい。老化防止剤の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば０．５〜８．０質量部である。

加硫促進剤としては、例えば、グァニジン系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンテート系のものが挙げられる。加硫促進剤は、単一種が配合されていてもよく、また、複数種が配合されていてもよい。加硫促進剤の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば１．０〜８．０質量部である。

なお、防振ゴム１３を形成するゴム組成物には、例えば、硫黄、硫黄化合物、オキシム類、ニトロソ化合物、ポリアミン、有機過酸化物等の架橋剤が配合されていてもよい。

加硫接着剤としては、例えば、単一剤で構成される一層型加硫接着剤、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加硫接着剤が挙げられる。前者の具体例としては、例えば、ロード・ファー・イースト社のケムロックＸＪ１５０、６１００、６１０８、６１２６、６２５４等が挙げられる。後者のプライマーの具体例としては、ロード・ファー・イースト社のケムロック２０５、２０７、２０８、２００、２００Ｋ、２０４等が挙げられる。後者の上塗り剤の具体例としては、ロード・ファー・イースト社のケムロック６１０８、６１１０、６１２５、６２２５等が挙げられる。

加硫接着剤は、汎用の塩化ゴム系接着剤であってもよく、高架橋型のポリオレフィン系接着剤であってもよい。前者の具体例としては、例えば、ロード・ファー・イースト社のケムロック６１１０が挙げられる。この加硫接着剤は、キシレン７７質量％、テトラクロロエチレン０．３質量％、カーボンブラック１〜５質量％、塩化ゴム系樹脂１０〜１５質量％、及び合成樹脂５〜１０質量％を含有するものである。後者の具体例としては、例えば、ロード・ファー・イースト社のケムロック６１０８が挙げられる。この加硫接着剤は、キシレン７７質量％、酸化亜鉛１〜５質量％、カーボンブラック１〜５質量％、合成樹脂１０〜１５質量％、変性ポリエチレン５〜１０質量％、及び四塩化炭０．０１質量％未満を含有するものである。シランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されていることによる防振ゴム１３の内環１１及び外環１２への接着力が高められる効果がより顕著となるという観点からはポリオレフィン系接着剤が好ましい。

以上の構成の本実施形態に係るセンターベアリングサポート１０は、自動車の車体の下面に吊設され、そして、第１筒状部１１ａにプロペラシャフトに外嵌されたベアリングが内嵌され、それによってプロペラシャフトをベアリングを介して弾性的に支持する。従って、内環１１及び外環１２が取付金具を構成する。

次に、本実施形態に係るセンターベアリングサポート１０の製造方法について説明する。

まず、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、シランカップリング剤で表面処理されたシリカを含むゴム配合剤を投入してそれらを混練することにより未加硫ゴム組成物を得る。

一方、内環１１の第１筒状部１１ａの外周面及び外環１２の内周面のそれぞれ、つまり、ゴム接着面にプライマーを塗布して乾燥させ、その上に上塗り剤を塗布して乾燥させる。加硫接着剤層の厚さは例えば３〜５μｍである。なお、一層型加硫接着剤を用いる場合には、内環１１の外周面及び外環１２の内周面のそれぞれにそれをを塗布して乾燥させればよい。

未加硫ゴム組成物と内環１１及び外環１２とを成形型にセットして加熱及び加圧する。このとき、未加硫ゴム組成物が加硫して防振ゴム１３が成型されると共に内環１１及び外環１２のそれぞれに加硫接着されて一体化する。ここで、成型加硫条件は、例えば、温度が１３０〜１８０℃、圧力が１０．０〜１５．０ＭＰａ、及び時間が４〜３０分である。

なお、本実施形態では、センターベアリングサポート１０を防振部材として例示したが、特にこれに限定されるものではなく、図２（ａ）及び（ｂ）に示す丸型防振ゴム部材であってもよく、図２（ｃ）に示すストッパ部材であってもよく、図２（ｄ）に示すフートマウント部材であってもよく、図２（ｅ）に示すラバーブッシュであってもよく、図２（ｆ）に示す吊型防振ゴム部材であってもよく、図２（ｇ）に示すグロメットであってもよい。

（ゴム組成物）
以下の実施例１及び２並びに比較例１〜３のゴム組成物を作製した。なお、それぞれの配合は表１にも示す。

＜実施例１＞
ＣＲ（電気化学工業社製商品名：デンカクロロプレンＤＣＲ３６）を原料ゴムとし、この原料ゴム１００質量部に対し、エポキシ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカ（ホフマンミネラル社製商品名：アクティジルＥＭ）７質量部、ゴム軟化剤（日清オイリオグループ社製なたね油）２０質量部、ＭＡＦカーボンブラック（東海カーボン社製商品名：シースト１１６）５５質量部、加硫促進助剤１（神島化学社製商品名：スターマグＭ、酸化マグネシウム）４質量部、加硫促進助剤２（正同化学社製亜鉛華、酸化亜鉛）５質量部、加工助剤（日油社製商品名：ステアリン酸つばき）１質量部、老化防止剤１（大内新興化学社製商品名：ノクラック６Ｃ）２質量部、老化防止剤２（大内新興化学社製商品名：ノクラックＲＤ（２２４））０．５質量部、加硫促進剤１（大内新興化学社製商品名：ノクセラーＤＭ−Ｐ）１質量部、加硫促進剤２（三新化学社製商品名：サンセラー２２−Ｃ）１質量部を配合して混練した未加硫ゴム組成物を実施例１とした。

＜実施例２＞
エポキシ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカの代わりにアミノ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカ（ホフマンミネラル社製商品名：アクティジルＡＭ）を原料ゴム１００質量部に対して７質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成の未加硫ゴム組成物を実施例２とした。

＜比較例１＞
エポキシ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカを配合していないことを除いて実施例１と同一構成の未加硫ゴム組成物を比較例１とした。

＜比較例２＞
エポキシ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカの代わりにエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製商品名：ｊＥＲ８２８）を原料ゴム１００質量部に対して３質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成の未加硫ゴム組成物を比較例２とした。

＜比較例３＞
エポキシ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカの代わりにシランカップリング剤で表面処理されていないシリカ（ホフマンミネラル社製商品名：シリチンＺ８６）を原料ゴム１００質量部に対して７質量部配合したことを除いて実施例１と同一構成の未加硫ゴム組成物を比較例３とした。

（試験評価方法）
＜接着試験＞
実施例１及び２並びに比較例１〜３のそれぞれについて、ＪＩＳＫ６２５６の金属片とゴムの９０度はく離試験に基づいてはく離強さを測定した。また、破壊状態をゴム部の破損をＲ、ゴム部と加硫接着剤間の破損をＲＣ、加硫接着剤間の破損をＣＰ、及び金属と加硫接着剤間の破損をＭと分類し、それらの割合を目視にて評価した。加硫接着剤は、プライマーとしてロード・ファー・イースト社のケムロック２０５、及び上塗り剤としてロード・ファー・イースト社のケムロック６１０８を用いた。

＜ゴム硬さ＞
実施例１及び２並びに比較例１〜３のそれぞれについて、プレス成形加工によりゴムシートを作成した。成型条件は温度を１７０℃及び時間を１５分とした。そして、ゴムシートから試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６２５３に基づいてタイプＡデュロメータを用いてゴム硬さを測定した。

＜引張強さ及び切断時伸び並びに１００％モジュラス＞
ゴムシートから試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６２５１に基づいて引張強さ及び切断時伸びを測定した。また、そのときの１００％モジュラスを求めた。

＜引裂き強さ＞
ゴムシートから試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６２５２に基づいて引裂き強さを測定した。

＜反発弾性率＞
ゴムシートから試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６２５５に基づいて反発弾性率を求めた。

＜比重＞
ゴムシートから試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６２６８に基づいて比重を測定した。

＜圧縮永久歪み＞
ゴムシートから試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６２６２に基づいて試験温度を１００℃及び試験時間を２２時間として圧縮永久歪みを測定した。

＜耐熱老化性＞
ゴムシートから試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６２５７に基づいて熱老化条件を温度１２０℃及び時間７時間として熱老化させ、その後、ゴム硬さ、引張強さ、及び切断時伸びを測定し、また、１００％モジュラスを求めた。なお、ゴム硬さはＪＩＳＫ６２５３に基づいてタイプＡデュロメータを用いて測定した。引張強さ及び切断時伸びはＪＩＳＫ６２５１に基づいて測定した。

そして、ゴム硬さ、引張強さ、切断時伸び、及び１００％モジュラスの変化率を算出した。

（試験評価結果）
試験結果を表２に示す。

剥離強さは、実施例１が１２．６Ｎ／ｍｍ、実施例２が１２．０Ｎ／ｍｍ、比較例１が８．８Ｎ／ｍｍ、比較例２が１３．３Ｎ／ｍｍ、及び比較例３が８．８Ｎ／ｍｍであった。剥離形態は、実施例１がＲ１００％、実施例２がＲ９５％／ＲＣ５％、比較例１がＲ１０％／ＲＣ９０％、比較例２がＲ１００％、及び比較例３がＲ１０％／ＲＣ９０％であった。

ゴム硬さは、実施例１が６２、実施例２が６２、比較例１が６１、比較例２が５７、及び比較例３が６３であった。

引張強さは、実施例１が１７．７ＭＰａ、実施例２が１６．９ＭＰａ、比較例１が１７．２ＭＰａ、比較例２が１１．０ＭＰａ、及び比較例３が１６．６ＭＰａであった。切断時伸びは、実施例１が３４０％、実施例２が３２０％、比較例１が３１０％、比較例２が５４０％、及び比較例３が３１０％であった。１００％モジュラスは、実施例１が４．５ＭＰａ、実施例２が４．５ＭＰａ、比較例１が４．４ＭＰａ、比較例２が２．２ＭＰａ、及び比較例３が４．５ＭＰａであった。

引裂き強さは、実施例１が３４ｋＮ／ｍｍ、実施例２が３８ｋＮ／ｍｍ、比較例１が３３ｋＮ／ｍｍ、比較例２が３９ｋＮ／ｍｍ、及び比較例３が３９ｋＮ／ｍｍであった。

反発弾性率は、実施例１が４４％、実施例２が４５％、比較例１が４８％、比較例２が３９％、及び比較例３が４４％であった。

比重は、実施例１が１．３９４、実施例２が１．３９５、比較例１が１．３７５、比較例２が１．３７１、及び比較例３が１．３９６であった。

耐熱老化性について、ゴム硬さの変化率は、実施例１が＋４％、実施例２が＋３％、比較例１が＋４％、比較例２が＋１１％、及び比較例３が＋３％であった。引張強さの変化率は、実施例１が−７％、実施例２が−５％、比較例１が−４％、比較例２が＋５３％、及び比較例３が−３％であった。切断時伸びの変化率は、実施例１が−１％、実施例２が−２％、比較例１が＋６％、比較例２が−３７％、及び比較例３が−３％であった。１００％モジュラスの変化率は、実施例１が＋１０％、実施例２が＋８％、比較例１が−２％、比較例２が＋１４１％、及び比較例３が＋１０％であった。

以上の結果から、接着性は、シランカップリング剤で表面処理されたシリカを含む実施例１及び２、並びにエポキシ樹脂を含む比較例２が、比較例１及び３よりも優れることが分かる。その一方、比較例１を標準的な防振ゴム組成物であるとすると、実施例１及び２並びに比較例３は比較例１に類似する物性を有しているのに対し、比較例２はそれらとは異なる物性を有している、特に耐熱老化性については著しく異なる物性を有していることが分かる。

本発明は防振ゴムが加硫接着剤を介して取付金具に一体に設けられた防振部材について有用である。

本実施形態に係るセンターベアリングサポートの縦断面図である。（ａ）〜（ｇ）はその他の防振部材を示す図である。

符号の説明

１０センターベアリングサポート（防振部材）
１１内環（取付金具）
１２外環（取付金具）
１３防振ゴム

Claims

防振ゴムが加硫接着剤を介して取付金具に加硫接着された防振部材であって、
上記防振ゴムは、クロロプレンゴムを原料ゴムとし、該原料ゴムに対してシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されたゴム組成物で形成されていることを特徴とする防振部材。
請求項１に記載された防振部材において、
上記シランカップリング剤がエポキシ系シランカップリング剤であることを特徴とする防振部材。
請求項１又は２に記載された防振部材において、
上記加硫接着剤がポリオレフィン系接着剤であることを特徴とする防振部材。