JP2010174127A - ゴム組成物、ゴム組成物の製造方法、加硫ゴム組成物および防振材 - Google Patents
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Abstract
【課題】加硫することにより、防振性及び耐久性に優れた防振材が得られるゴム組成物、該ゴム組成物の製造方法、該ゴム組成物を加硫してなる加硫ゴム組成物、該加硫ゴム組成物からなる防振材を提供すること。
【解決手段】下記の成分(A)〜(D)を含有し、成分(B)の含有量が1〜25重量部であるゴム組成物であって、成分(D)を50重量%以上含有するゴム成分(Y)と、下記ゴム組成物(I)とを、特定の割合で混合することにより製造されるゴム組成物。
(A):ムーニー粘度(ML1+4150℃)が50〜200であるエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム
(B):充填剤
(C):カップリング剤
(D):分子構造の主鎖に二重結合を有するゴム
ゴム組成物(I):成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)100重量部と、成分(B)1〜50重量部と、成分(C)0.01〜20重量部とを混合して得られるゴム組成物
【選択図】なし
【解決手段】下記の成分(A)〜(D)を含有し、成分(B)の含有量が1〜25重量部であるゴム組成物であって、成分(D)を50重量%以上含有するゴム成分(Y)と、下記ゴム組成物(I)とを、特定の割合で混合することにより製造されるゴム組成物。
(A):ムーニー粘度(ML1+4150℃)が50〜200であるエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム
(B):充填剤
(C):カップリング剤
(D):分子構造の主鎖に二重結合を有するゴム
ゴム組成物(I):成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)100重量部と、成分(B)1〜50重量部と、成分(C)0.01〜20重量部とを混合して得られるゴム組成物
【選択図】なし
Description
本発明は、ゴム組成物、ゴム組成物の製造方法、加硫ゴム組成物および防振材に関するものである。
自動車には、エンジンの振動やそれに伴う騒音を低減するために、種々の防振材が使用されている。該防振材には、従来、防振性および耐久性が求められていたが、昨今、防振材の使用環境が従来よりも高温となる傾向から、この防振性および耐久性に加えて、耐熱性も求められるようになってきた。
防振材には、防振性および耐久性の観点から、ゴム成分として天然ゴムやスチレン−ブタジエン共重合体ゴム等を配合したゴム組成物が用いられてきたが、これらのゴムは分子構造の主鎖に二重結合を有するので、これらのゴムのみをゴム成分として配合したゴム組成物からなる防振材は、耐熱性を十分に満足するものではなかった。
そのため、防振性および耐久性ならびに耐熱性に優れるゴム組成物を得ることを目的に、天然ゴムやスチレン−ブタジエン共重合体ゴム等の防振性および耐久性に優れるゴムと、エチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム等の分子構造の主鎖に二重結合を有さない耐熱性に優れるゴムとを配合したゴム組成物の検討がなされている。
例えば、天然ゴムとエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体ゴム(EPDM)と充填剤を混練してなるゴム組成物が提案されている(特許文献1、特許文献2参照。)。
例えば、天然ゴムとエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体ゴム(EPDM)と充填剤を混練してなるゴム組成物が提案されている(特許文献1、特許文献2参照。)。
しかしながら、上記ゴム組成物からなる防振材は、防振性および耐久性において、十分満足のいくものではなかった。
かかる状況のもと本発明が解決しようとする課題は、天然ゴム等の分子構造の主鎖に二重結合を有するゴムとエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴムとを配合したゴム組成物であって、該ゴム組成物を加硫することにより、防振性および耐久性に優れた防振材が得られるゴム組成物、該ゴム組成物の製造方法、該ゴム組成物を加硫してなる加硫ゴム組成物、該加硫ゴム組成物からなる防振材を提供することにある。
本発明の第一は、下記の成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含有するゴム組成物であって、該ゴム組成物中の成分(B)の含有量が、該ゴム組成物中のゴム成分100重量部あたり、1〜25重量部であり、成分(D)を50重量%以上含有するゴム成分(Y)と、下記ゴム組成物(I)とを、該ゴム組成物(I)中のゴム成分100重量部あたり、ゴム成分(Y)30〜250重量部の割合で混合することにより製造されるゴム組成物にかかるものである。
(A):ムーニー粘度(ML1+4150℃)が50〜200であるエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム
(B):充填剤
(C):カップリング剤
(D):分子構造の主鎖に二重結合を有するゴム
ゴム組成物(I):成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)と、成分(B)と、成分(C)とを、ゴム成分(X)100重量部あたり、成分(B)1〜50重量部、成分(C)0.01〜20重量部の割合で混合して得られるゴム組成物
(A):ムーニー粘度(ML1+4150℃)が50〜200であるエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム
(B):充填剤
(C):カップリング剤
(D):分子構造の主鎖に二重結合を有するゴム
ゴム組成物(I):成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)と、成分(B)と、成分(C)とを、ゴム成分(X)100重量部あたり、成分(B)1〜50重量部、成分(C)0.01〜20重量部の割合で混合して得られるゴム組成物
本発明の第二は、下記の成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含有するゴム組成物の製造方法であって、該ゴム組成物中の成分(B)の含有量が、該ゴム組成物中のゴム成分100重量部あたり、1〜25重量部であり、成分(D)を50重量%以上含有するゴム成分(Y)と、下記ゴム組成物(I)とを、該ゴム組成物(I)中のゴム成分100重量部あたり、ゴム成分(Y)30〜250重量部の割合で混合するゴム組成物の製造方法にかかるものである。
(A):ムーニー粘度(ML1+4150℃)が50〜200であるエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム
(B):充填剤
(C):カップリング剤
(D):分子構造の主鎖に二重結合を有するゴム
ゴム組成物(I):成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)と、成分(B)と、成分(C)とを、ゴム成分(X)100重量部あたり、成分(B)1〜50重量部、成分(C)0.01〜20重量部の割合で混合して得られるゴム組成物
(A):ムーニー粘度(ML1+4150℃)が50〜200であるエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム
(B):充填剤
(C):カップリング剤
(D):分子構造の主鎖に二重結合を有するゴム
ゴム組成物(I):成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)と、成分(B)と、成分(C)とを、ゴム成分(X)100重量部あたり、成分(B)1〜50重量部、成分(C)0.01〜20重量部の割合で混合して得られるゴム組成物
本発明の第三は、上記のゴム組成物を加硫してなる加硫ゴム組成物にかかるものである。
本発明の第四は、上記の加硫ゴム組成物からなる防振材にかかるものである。
本発明により、天然ゴム等の分子構造の主鎖に二重結合を有するゴムとエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴムとを配合したゴム組成物であって、該ゴム組成物を加硫することにより、防振性および耐久性に優れた防振材が得られるゴム組成物、該ゴム組成物の製造方法、該ゴム組成物を加硫してなる加硫ゴム組成物、該加硫ゴム組成物からなる防振材を提供することができる。
成分(A)は、エチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴムである。該α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン及び1−デセンが例示される。該α−オレフィンは、好ましくは、炭素原子数3〜20のα−オレフィンであり、より好ましくは、プロピレン、1−ブテンである。
非共役ポリエンとしては、非共役ジエン、非共役トリエンなどがあげられる。非共役ジエンとしては、1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエンなどの鎖状非共役ジエン;シクロヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、メチルテトラインデン、5−ビニルノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、6−クロロメチル−5−イソプロペニル−2−ノルボルネンなどの環状非共役ジエンが例示される。また、非共役トリエンとしては、2,3−ジイソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−エチリデン−3−イソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−プロペニル−2,2−ノルボルナジエン、1,3,7−オクタトリエン、1,4,9−デカトリエン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−(2−プロペニル)−2−ノルボルネン、5−(3−ブテニル)−2−ノルボルネン、5−(4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−(5−ヘキセニル)−2−ノルボルネン、5−(5−ヘプテニル)−2−ノルボルネン、5−(7−オクテニル)−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、6,10−ジメチル−1,5,9−ウンデカトリエン、5,9−ジメチル−1,4,8−デカトリエン、4−エチリデン−8−メチル−1,7−ノナジエン、13−エチル−9−メチル−1,9,12−ペンタデカトリエン、5,9,13−トリメチル−1,4,8,12−テトラデカジエン、8,14,16−トリメチル−1,7,14−ヘキサデカトリエン、4−エチリデン−12−メチル−1,11−ペンタデカジエンが例示される。これらの非共役ポリエンは、2種以上組み合わされて用いられてもよい。非共役ポリエンは、好ましくは、炭素原子数3〜20の非共役ポリエンである。
非共役ポリエンは、好ましくは、非共役ジエンであり、より好ましくは、5−エチリデン−2−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、又は両者の組合せである。
成分(A)のエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴムとしては、エチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジシクロペンタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン−ジシクロペンタジエン共重合体ゴムが例示される。これらは2種以上組み合わされて用いられてもよい。
成分(A)中のエチレンに基づく単量体単位(エチレン単位)とα−オレフィンに基づく単量体単位(α−オレフィン単位)の含有量としては、防振材の耐久性を高める観点から、好ましくは、エチレン単位の含有量が40重量%以上、α−オレフィン単位の含有量が60重量%以下であり、より好ましくは、エチレン単位の含有量が45重量%以上、α−オレフィン単位の含有量が55重量%以下である。また、防振材の防振性を高める観点から、好ましくは、エチレン単位の含有量が80重量%以下、α−オレフィン単位の含有量が20重量%以上であり、より好ましくは、エチレン単位の含有量が65重量%以下、α−オレフィン単位の含有量が35重量%以上である。ここで、エチレン単位の含有量と、α−オレフィン単位の含有量との合計は100重量%とする。エチレン単位およびα−オレフィン単位は、赤外分光法により測定される。
成分(A)中の非共役ポリエンに基づく単量体単位(非共役ポリエン単位)の含有量は、ヨウ素価での測定値として、防振材の耐久性を高める観点から、好ましくは5以上であり、より好ましくは8以上である。また、防振材の防振性を高める観点から、好ましくは36以下であり、より好ましくは30以下である。ヨウ素価は、赤外分光法によって測定された共役ポリエン由来の二重結合量を、ヨウ素価の値に換算することにより求められる。
成分(A)のムーニー粘度(ML1+4150℃)は、50〜200である。該ムーニー粘度が低過ぎると、防振材の防振性が低下することがあり、また、ムーニー粘度が高過ぎると、ゴム組成物の混練加工性が低下することがある。該ムーニー粘度は、試験温度を150℃として、JIS K6300−1994に従って測定される。
成分(A)として、2種以上のゴムを組合せて用いる場合、上記のエチレン単位の含有量、α−オレフィン単位の含有量、ムーニー粘度及びヨウ素価は、組合せ全体として評価する。また、成分(A)を、伸展油と組合せて用いてもよい。成分(A)に伸展油を配合したものは、当業者によって、油展ゴムと呼ばれている。
成分(A)の製造方法は特に限定されず、公知の方法で製造することができる。成分(A)を製造するための重合触媒としては、チタン系触媒、バナジウム系触媒及びメタロセン系触媒が例示される。
成分(B)の充填剤としては、無機充填剤、有機充填剤があげられる。無機充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、酸化チタン、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムがあげられる。また、有機充填剤としては、ハイスチレン樹脂、クマロンインデン樹脂、フェノール樹脂、リグニン樹脂、変性メラニン樹脂、石油樹脂、芳香族ポリアミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、熱硬化性樹脂粉末などがあげられる。これらの充填剤は、2種以上組み合わされて用いられてもよい。
シリカとしては、含水シリカおよび無水シリカが例示される。シリカのBET比表面積は、好ましくは、20〜150m2/gであり、より好ましくは、30〜60m2/gであり、更に好ましくは、40〜50m2/gである。該BET比表面積は、ASTM D1993−03に従って測定される。カーボンブラックとしては、EPC、MPC及びCCのようなチャンネルカーボンブラック;SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCF及びECFのようなファーネスカーボンブラック;FT及びMTのようなサーマルカーボンブラック;アセチレンカーボンブラックが例示される。
成分(B)は、防振性および耐久性の観点から、シリカ、カーボンブラックが好ましく、シリカを含むものがより好ましい。
成分(C)のカップリング剤としては、シランカップリング剤が例示される。該シランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリアセトキシシラン、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(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトシキシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、β(3,4−エポシキシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、アミノ官能性シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(ポリエチレンアミノ)プロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N’−ビニルベンジル−N−トリメトキシシリルプロピルエチレンジアミン塩、メタクリレート・塩化クロム複合体、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1-ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネートなどがあげられる。
成分(D)の分子構造の主鎖に二重結合を有するゴムである。成分(D)の該ゴムとしては、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどがあげられる。これらのゴムは、変性されていてもよく、また、2種以上組み合わされて用いられてもよい。
成分(D)のムーニー粘度(ML1+4100℃)は、防振材の耐久性を高める観点から、好ましくは20以上であり、より好ましくは30以上である。また、該ムーニー粘度は、ゴム組成物の混練加工性を高める観点から、好ましくは180以下であり、より好ましくは170以下である。該ムーニー粘度は、試験温度を100℃として、JIS K6300−1994に従って測定される。
本発明のゴム組成物は、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含有するゴム組成物であり、成分(D)を50重量%以上含有するゴム成分(Y)と、下記ゴム組成物(I)とを、該ゴム組成物(I)中のゴム成分100重量部あたり、ゴム成分(Y)30〜250重量部の割合で混合することにより製造される。
ゴム組成物(I):成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)と、成分(B)と、成分(C)とを、ゴム成分(X)100重量部あたり、成分(B)1〜50重量部、成分(C)0.01〜20重量部の割合で混合して得られるゴム組成物
ゴム組成物(I):成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)と、成分(B)と、成分(C)とを、ゴム成分(X)100重量部あたり、成分(B)1〜50重量部、成分(C)0.01〜20重量部の割合で混合して得られるゴム組成物
上記ゴム組成物(I)は、成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)と、成分(B)と、成分(C)とを、ゴム成分(X)100重量部あたり、成分(B)1〜50重量部、成分(C)0.01〜20重量部の割合で混合することにより製造される。
ゴム組成物(I)の製造において用いられる成分(X)中の成分(A)の含有量は、ゴム成分(X)を100重量%として、50重量%以上であり、防振材の防振性および耐久性を高める観点から、好ましくは70重量%以上である。
ゴム組成物(I)の製造において、成分(B)の混合量は、ゴム成分(X)100重量部あたり、1〜50重量部であり、好ましくは10〜40重量部である。
ゴム組成物(I)の製造において、成分(C)の混合量は、ゴム成分(X)100重量部あたり、0.01〜20重量部であり、好ましくは0.05〜10重量部であり、更に好ましくは0.1〜8重量部である。
ゴム組成物(I)の製造での混合温度は、好ましくは130℃以上であり、より好ましくは150℃以上である。なお、通常、混合温度は、250℃以下である。また、混合時間は、通常、10秒〜60分である。
ゴム組成物(I)の製造での混合は、公知の混合機、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、二軸押出機などによって行われる。また、混合は、多段階工程で行われてもよい。
本発明のゴム組成物の製造において用いられるゴム成分(Y)中の成分(D)の含有量は、ゴム成分(Y)を100重量%として、50重量%以上であり、防振材の防振性および耐久性を高める観点から、好ましくは70重量%以上である。
本発明のゴム組成物の製造において、ゴム成分(Y)の混合量は、ゴム組成物(I)中のゴム成分100重量部あたり、30〜250重量部であり、好ましくは40〜230重量部であり、更に好ましくは50〜200重量部である。
本発明のゴム組成物の製造において、ゴム成分(Y)およびゴム組成物(I)に加えて、成分(B)を混合する場合、成分(B)の混合量は、ゴム成分(Y)100重量部あたり、0〜50重量部であり、好ましくは0〜40重量部であり、更に好ましくは0〜30重量部である。
本発明のゴム組成物の製造において、ゴム成分(Y)およびゴム組成物(I)に加えて、成分(C)を混合する場合、成分(C)の混合量は、ゴム成分(Y)100重量部あたり、好ましくは、0〜20重量部であり、より好ましくは0〜10重量部である。
本発明のゴム組成物の製造での混合温度は、好ましくは130℃以上であり、より好ましくは150℃以上である。なお、通常、混合温度は、250℃以下である。また、混合時間は、通常、10秒〜60分である。
本発明のゴム組成物の製造での混合は、公知の混合機、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、二軸押出機などによって行われる。また、混合は、多段階工程で行われてよい。
本発明のゴム組成物中の成分(B)の含有量は、該ゴム組成物中のゴム成分100重量部あたり、1〜25重量部であり、好ましくは5〜20重量部である。
本発明のゴム組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、加工助剤、軟化剤、老化防止剤、樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、他のゴム(ウレタンゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム等)等を含有していてもよい。
上記加工助剤としては、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などの脂肪酸;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩;脂肪酸エステル;エチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのグリコール類など、ゴムの分野で使用される加工助剤が例示される。これらの加工助剤は、2種以上組み合わされて用いられてもよい。
上記軟化剤としては、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリン、コールタールピッチ、ヒマシ油、アマニ油、DOS、DOP、サブ、密ロウ、リシノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛、アタクチックポリプロピレンなど、ゴムの分野で使用されている軟化剤が例示される。これらの軟化剤は、2種以上組み合わされて用いられてもよい。軟化剤は、好ましくは、プロセスオイルである。
軟化剤を混合する場合、軟化剤の混合量は、ゴム組成物中のゴム成分を100重量部として、通常、1〜100重量部であり、好ましくは5〜60重量部である。
上記老化防止剤としては、芳香族アミン系化合物、ヒドラジン誘導体を含有する化合物、モノスルフィド結合を有する化合物などがあげられる。該芳香族アミン系化合物としては、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)−p−フェニレンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体、6−エトキシ−1,2−ジヒドロ−2,2,4−トリメチルキノリン、N-フェニル-1-ナフチルアミン、アルキル化ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、p−(p−トルエンスルホニルアミド)ジフェニルアミン、N,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン、及びN,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミンが例示される。また、該ヒドラジン誘導体を含有する化合物としては、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカンジオヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、プロピオン酸ヒドラジド、サリチル酸ヒドラジド、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸ヒドラジド、ベンゾフェノンヒドラゾン、アミノポリアクリルアミド、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、1,2,3−トリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、5−アミノ−1,2,4−トリアゾール−3−カルボン酸、1,2,4−トリアゾール−3−カルボン酸、1,2,4−トリアゾール−3−カルボン酸メチルエステル、3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、イソプロピルヒドラジン硫酸塩、tert−ブチルヒドラジン硫酸塩、1−アミノピロリジン、3,5−ジメチルピラゾール、3−メチル−5−ピラゾロンなどが例示される。モノスルフィド結合を有する化合物としては、テトラメチルチウラムモノスルフィドなどが例示される。これらの老化防止剤は、2種以上組み合わされて用いられてもよい。
芳香族アミン系化合物の老化防止剤としては、好ましくは、4以上のフェニル基を有する芳香族アミン系化合物であり、より好ましくは、4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、p−(p−トルエンスルホニルアミド)ジフェニルアミン、N,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミンおよびN,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミンである。
老化防止剤として、芳香族アミン系化合物および/またはヒドラジン誘導体を含有する化合物を混合する場合、芳香族アミン系化合物とヒドラジン誘導体を含有する化合物との総混合量は、ゴム組成物中のゴム成分を100重量部として、老化防止性能を高める観点から、好ましくは、0.01〜15重量部であり、より好ましくは、0.05〜8重量部である。
老化防止剤として、モノスルフィド結合を有する化合物を混合する場合、モノスルフィド結合を有する化合物の混合量は、ゴム組成物中のゴム成分を100重量部として、老化防止性能を高める観点から、好ましくは、0.05〜10重量部であり、より好ましくは0.5〜8重量部である。
本発明のゴム組成物を加硫する場合、ゴム組成物に加硫剤を混合し、加硫剤を含有するゴム組成物を加硫処理する。
加硫剤としては、イオウ、有機過酸化物が例示される。有機過酸化物としては、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(第三ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−(第三ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、ジ第三ブチルペルオキシド、ジ第三ブチルペルオキシド−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、及び第三ブチルヒドロペルオキシドが例示される。これらの加硫剤は、2種以上組み合わされて用いられてもよい。加硫剤は、好ましくは、ジクミルペルオキシド、ジ第三ブチルペルオキシドおよびジ第三ブチルペルオキシド−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンから選ばれる少なくとも1種である。
加硫剤を混合する場合、加硫剤の混合量は、ゴム組成物中のゴム成分を100重量部として、防振材の防振性と耐久性を高める観点から、好ましくは0.05重量部以上であり、より好ましくは0.1重量部以上である。また、耐熱性を高める観点から、好ましくは20重量部以下であり、より好ましくは10重量部以下である。
加硫剤を混合する温度は、加硫剤の分解温度以下であり、通常、120℃以下である。加硫剤の混合は、公知の混合機、例えば、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー、二軸押出機などによって行われる。
ゴム組成物を加硫する場合、加硫剤に加え、加硫助剤、加硫促進剤をゴム組成物に混合しておいてもよい。
加硫助剤としては、多官能性モノマー、金属酸化物などがあげられる。該多官能性モノマーとしては、トリアリルイソシアヌレート、N,N’−m−フェニレンビスマレイミド、メタクリル酸、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、メタアクリロキシエチルホスフェート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、N−メチロールメタクリルアミド、2,2−ビス(4−メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、メタクリル酸アルミニウム、メタクリル亜鉛、メタクリル酸カルシウム、メタクリル酸マグネシウム、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレートが例示される。また、該金属酸化物としては、酸化マグネシウム、酸化亜鉛が例示される。これらの加硫助剤は、2種以上組み合わされて用いられてもよい。加硫助剤は、好ましくは、酸化亜鉛である。
加硫助剤として多官能性モノマーを混合する場合、多官能性モノマーの混合量は、ゴム組成物中のゴム成分を100重量部として、防振材の防振性を高める観点から、好ましくは0.05重量部以上であり、より好ましくは0.1重量部以上である。また、耐久性を高める観点から、好ましくは15重量部以下であり、より好ましくは8重量部以下である。また、加硫助剤として金属酸化物を混合する場合、金属酸化物の混合量は、ゴム組成物中のゴム成分を100重量部として、通常1〜20重量部である。
加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、N,N’−ジメチル−N,N’−ジフェニルチウラムジスルフィド、N,N’−ジオクタデシル−N,N’−ジイソプロピルチウラムジスルフィド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾール−スルフエンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾール−スルフエンアミド、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフエンアミド、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−(2,4−ジニトロフエニル)メルカプトベンゾチアゾール、2−(2,6−ジエチル−4−モルホリノチオ)ベンゾチアゾール、ジベンゾチアジル−ジスルフイド、ジフエニルグアニジン、トリフエニルグアニジン、ジオルソトリルグアニジン、オルソトリル−バイ−グアナイド、ジフエニルグアニジン−フタレート、アセトアルデヒド−アニリン反応物、ブチルアルデヒド−アニリン縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒドアンモニア、2−メルカプトイミダゾリン、2−メルカプトベンゾイミダゾール、チオカルバニリド、ジエチルチオユリア、ジブチルチオユリア、トリメチルチオユリア、ジオルソトリルチオユリア、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルチオカルバミン酸亜鉛、ジ−n−ブチルジチオカルバミン酸亜鉛、エチルフエニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフエニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸セレン、ジエチルジチオカルバミン酸テルル、ジブチルキサントゲン酸亜鉛、エチレンチオウレアが例示される。これらの加硫促進剤は、2種以上組み合わされて用いられてもよい。
加硫促進剤を混合する場合、加硫促進剤の混合量は、ゴム組成物中のゴム成分を100重量部として、防振材の防振性と耐久性を高める観点から、好ましくは0.05重量部以上であり、より好ましくは0.1重量部以上である。また、ブルームの発生をより抑制する観点から、好ましくは20重量部以下であり、より好ましくは8重量部以下である。
加硫処理は、ゴム組成物を公知の成形機(押出成形機、射出成形機、カレンダーロール機、圧縮成形機など)によって所望の形状に成形し、該成形での加熱により、あるいは、該成形により得られた成形体を加熱処理することにより行われる。加熱処理の温度は、通常、120℃以上であり、好ましくは、140〜200℃である。また、加熱処理の時間は、通常、1〜60分間である。
本発明のゴム組成物を加硫することにより得られる加硫ゴム組成物は、防振材として好適に使用される。該加硫ゴム組成物からなる防振材は、防振性および耐久性に優れるため、エンジンマウント、マフラーハンガー、ストラットマウント、ホース、ベルトなどの防振ゴム製品として使用される。
次に、実施例をあげて、本発明を具体的に説明する。
[測定・評価方法]
(1)エチレン単位及びプロピレン単位
ホットプレス機により共重合体ゴムを厚み約0.1mmのフィルムに成形し、赤外分光光度計(日本分光工業社製 IR−810)により該フィルムの赤外吸収スペクトルを測定し、文献(赤外吸収スペクトルによるポリエチレンのキャラクタリゼーション 高山、宇佐美 等著 又は Die Makromolekulare Chemie,177,461(1976)Mc Rae,M.A.,MadamS,W.F.等著)記載の方法に従って求めた。
(1)エチレン単位及びプロピレン単位
ホットプレス機により共重合体ゴムを厚み約0.1mmのフィルムに成形し、赤外分光光度計(日本分光工業社製 IR−810)により該フィルムの赤外吸収スペクトルを測定し、文献(赤外吸収スペクトルによるポリエチレンのキャラクタリゼーション 高山、宇佐美 等著 又は Die Makromolekulare Chemie,177,461(1976)Mc Rae,M.A.,MadamS,W.F.等著)記載の方法に従って求めた。
(2)ヨウ素価
ホットプレス機により共重合体ゴムを厚み約0.5mmのフィルムに成形し、赤外分光光度計により該フィルムの5−エチリデン−2−ノルボルネン由来のピーク(1688cm-1の吸収ピーク)を測定して、共重合体ゴム中の二重結合のモル含量を求め、該モル含量からヨウ素価を算出した。
ホットプレス機により共重合体ゴムを厚み約0.5mmのフィルムに成形し、赤外分光光度計により該フィルムの5−エチリデン−2−ノルボルネン由来のピーク(1688cm-1の吸収ピーク)を測定して、共重合体ゴム中の二重結合のモル含量を求め、該モル含量からヨウ素価を算出した。
(3)ムーニー粘度
150℃のムーニー粘度(ML1+4150℃)は、試験温度を150℃とし、100℃のムーニー粘度(ML1+4100℃)は試験温度を100℃として、JIS K6300−1994に従い測定を行った。
150℃のムーニー粘度(ML1+4150℃)は、試験温度を150℃とし、100℃のムーニー粘度(ML1+4100℃)は試験温度を100℃として、JIS K6300−1994に従い測定を行った。
(4)動倍率
加硫シートから、JIS K6254−1993規定の短冊状1号型試験片を切り出した。次に、TENSILON万能引張試験機(エー・アンド・デイ社製 RTC−1210A)により、雰囲気温度23℃、引張速度50mm/minの試験条件で、JIS6254−1993「5.低変形引張試験」に従い、静的せん断弾性率を測定し、該静的せん断弾性率の値を3倍したものを静的弾性率とした。動的弾性率は、JIS K6254−1993規定の短冊状1号型試験片の全長を50mmとし、防振特性自動測定装置(ヨシミズ社製)を用い、雰囲気温度23℃、振動周波数100Hz、振幅±0.1%の条件で測定した。上記動的弾性率を上記静的弾性率で除したものを動倍率とした。本値が低いほど、防振性が優れる。
加硫シートから、JIS K6254−1993規定の短冊状1号型試験片を切り出した。次に、TENSILON万能引張試験機(エー・アンド・デイ社製 RTC−1210A)により、雰囲気温度23℃、引張速度50mm/minの試験条件で、JIS6254−1993「5.低変形引張試験」に従い、静的せん断弾性率を測定し、該静的せん断弾性率の値を3倍したものを静的弾性率とした。動的弾性率は、JIS K6254−1993規定の短冊状1号型試験片の全長を50mmとし、防振特性自動測定装置(ヨシミズ社製)を用い、雰囲気温度23℃、振動周波数100Hz、振幅±0.1%の条件で測定した。上記動的弾性率を上記静的弾性率で除したものを動倍率とした。本値が低いほど、防振性が優れる。
(5)引裂強度
加硫シートから、JIS K6252−1993規定のクレセント型試験片を切り出した。次に、引張試験機(上島製作所社製 QUICK READER P−57)により、雰囲気温度23℃、引張速度500mm/minの試験条件で、該試験片の引裂強度を測定した。本値が高いほど、耐久性に優れる。
加硫シートから、JIS K6252−1993規定のクレセント型試験片を切り出した。次に、引張試験機(上島製作所社製 QUICK READER P−57)により、雰囲気温度23℃、引張速度500mm/minの試験条件で、該試験片の引裂強度を測定した。本値が高いほど、耐久性に優れる。
[試料]
エチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム
エチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム(住友化学(株)製E553、エチレン単位:62重量%、プロピレン単位:38重量%(両者の含有量の合計は100重量%)、ムーニー粘度(ML1+4150℃)74、ヨウ素価:10)
分子構造の主鎖に二重結合を有するゴム
天然ゴム(ムーニー粘度(ML1+4100℃):65)
充填剤:
湿式シリカ(東ソー・シリカ社製、Nipsil E743、BET比表面積45m2/g)
FEFカーボン(旭カーボン社製、旭60G)
カップリング剤
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
エチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム
エチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム(住友化学(株)製E553、エチレン単位:62重量%、プロピレン単位:38重量%(両者の含有量の合計は100重量%)、ムーニー粘度(ML1+4150℃)74、ヨウ素価:10)
分子構造の主鎖に二重結合を有するゴム
天然ゴム(ムーニー粘度(ML1+4100℃):65)
充填剤:
湿式シリカ(東ソー・シリカ社製、Nipsil E743、BET比表面積45m2/g)
FEFカーボン(旭カーボン社製、旭60G)
カップリング剤
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
その他添加剤:ステアリン酸
ナフテン系オイル(出光興産社製、ダイアナNS100)
ジクミルペルオキシド(日本油脂社製、パークミルD100)
酸化亜鉛
2−メルカプトベンゾイミダゾール
2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンの重合物
4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン
N,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン
ナフテン系オイル(出光興産社製、ダイアナNS100)
ジクミルペルオキシド(日本油脂社製、パークミルD100)
酸化亜鉛
2−メルカプトベンゾイミダゾール
2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンの重合物
4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン
N,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン
[実施例1]
(ゴム組成物の調製)
第一工程として、100重量部のエチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム、37.5重量部の湿式シリカ、1.0重量部のγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを、スタート温度80℃にしたバンバリーミキサーに投入し、ローター回転数60rpmで5分間混練し、予備ゴム組成物を得た。5分間混練後のバンバリー排出時の予備ゴム組成物の温度は150℃であった。
(ゴム組成物の調製)
第一工程として、100重量部のエチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム、37.5重量部の湿式シリカ、1.0重量部のγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを、スタート温度80℃にしたバンバリーミキサーに投入し、ローター回転数60rpmで5分間混練し、予備ゴム組成物を得た。5分間混練後のバンバリー排出時の予備ゴム組成物の温度は150℃であった。
次に第二工程として、第一工程で得られた予備ゴム組成物と、該予備ゴム組成物中のゴム成分100重量部あたり、150重量部の天然ゴム、5重量部のFEFカーボン、2.5重量部のステアリン酸、25重量部のナフテン系オイル、12.5重量部の酸化亜鉛、1.25重量部の2−メルカプトベンゾイミダゾール、1.25重量部の2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンの重合物、3.75重量部の4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、5重量部のN,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミンを、スタート温度80℃にしたバンバリーミキサーに投入し、ローター回転数60rpmで5分間混練し、ゴム組成物(ゴム成分100重量部あたりの充填剤の含有量は17重量部)を得た。
(加硫ゴム組成物および加硫シートの調製)
第二工程で得られたゴム組成物に、該ゴム組成物中のゴム成分100重量部あたり、3.6重量部のジクミルペルオキシドを、8インチのオープンロールにて混合して、加硫可能なゴム組成物を得た。
第二工程で得られたゴム組成物に、該ゴム組成物中のゴム成分100重量部あたり、3.6重量部のジクミルペルオキシドを、8インチのオープンロールにて混合して、加硫可能なゴム組成物を得た。
次に該ゴム組成物を170℃×20分間でプレスして、成形と加硫とを同時に行い、厚さが2mmの加硫シートを作製した。加硫シートの評価結果を表1に示す。
[実施例2]
第一工程で、湿式シリカを25重量部、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.675重量部とし、第二工程で、湿式シリカを12.5重量部、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.325重量部とした以外は、実施例1と同様に行った。加硫シートの評価結果を表1に示す。
第一工程で、湿式シリカを25重量部、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.675重量部とし、第二工程で、湿式シリカを12.5重量部、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.325重量部とした以外は、実施例1と同様に行った。加硫シートの評価結果を表1に示す。
[実施例3]
第一工程で、湿式シリカを12.5重量部、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.325重量部とし、第二工程で、湿式シリカを25重量部、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.675重量部とした以外は、実施例1と同様に行った。加硫シートの評価結果を表1に示す。
第一工程で、湿式シリカを12.5重量部、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.325重量部とし、第二工程で、湿式シリカを25重量部、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.675重量部とした以外は、実施例1と同様に行った。加硫シートの評価結果を表1に示す。
[比較例1]
(ゴム組成物の調製)
100重量部のエチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム、37.5重量部の湿式シリカ、5重量部のFEFカーボン、1.0重量部のγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、150重量部の天然ゴム、2.5重量部のステアリン酸、25重量部のナフテン系オイル、12.5重量部の酸化亜鉛、1.25重量部の2−メルカプトベンゾイミダゾール、1.25重量部の2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンの重合物、3.75重量部の4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、5重量部のN,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミンを、スタート温度80℃にしたバンバリーミキサーに投入し、ローター回転数60rpmで5分間混練し、ゴム組成物を得た。
(ゴム組成物の調製)
100重量部のエチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム、37.5重量部の湿式シリカ、5重量部のFEFカーボン、1.0重量部のγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、150重量部の天然ゴム、2.5重量部のステアリン酸、25重量部のナフテン系オイル、12.5重量部の酸化亜鉛、1.25重量部の2−メルカプトベンゾイミダゾール、1.25重量部の2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンの重合物、3.75重量部の4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、5重量部のN,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミンを、スタート温度80℃にしたバンバリーミキサーに投入し、ローター回転数60rpmで5分間混練し、ゴム組成物を得た。
(加硫ゴム組成物および加硫シートの調製)
得られたゴム組成物に、該ゴム組成物中のゴム成分100重量部あたり、3.6重量部のジクミルペルオキシドを、8インチのオープンロールにて混合して、加硫可能なゴム組成物を得た。
得られたゴム組成物に、該ゴム組成物中のゴム成分100重量部あたり、3.6重量部のジクミルペルオキシドを、8インチのオープンロールにて混合して、加硫可能なゴム組成物を得た。
次に該ゴム組成物を170℃×20分間でプレスして、成形と加硫とを同時に行い、厚さが2mmの加硫シートを作製した。加硫シートの評価結果を表2に示す。
Claims (8)
- 下記の成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含有するゴム組成物であって、該ゴム組成物中の成分(B)の含有量が、該ゴム組成物中のゴム成分100重量部あたり、1〜25重量部であり、成分(D)を50重量%以上含有するゴム成分(Y)と、下記ゴム組成物(I)とを、該ゴム組成物(I)中のゴム成分100重量部あたり、ゴム成分(Y)30〜250重量部の割合で混合することにより製造されるゴム組成物。
(A):ムーニー粘度(ML1+4150℃)が50〜200であるエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム
(B):充填剤
(C):カップリング剤
(D):分子構造の主鎖に二重結合を有するゴム
ゴム組成物(I):成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)と、成分(B)と、成分(C)とを、ゴム成分(X)100重量部あたり、成分(B)1〜50重量部、成分(C)0.01〜20重量部の割合で混合して得られるゴム組成物 - 成分(B)がシリカを含む請求項1に記載のゴム組成物。
- 成分(C)がシランカップリング剤である請求項1または2に記載のゴム組成物。
- 下記の成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含有するゴム組成物の製造方法であって、該ゴム組成物中の成分(B)の含有量が、該ゴム組成物中のゴム成分100重量部あたり、1〜25重量部であり、成分(D)を50重量%以上含有するゴム成分(Y)と、下記ゴム組成物(I)とを、該ゴム組成物(I)中のゴム成分100重量部あたり、ゴム成分(Y)30〜250重量部の割合で混合するゴム組成物の製造方法。
(A):ムーニー粘度(ML1+4150℃)が50〜200であるエチレン−α−オレフィン−非共役ポリエン共重合体ゴム
(B):充填剤
(C):カップリング剤
(D):分子構造の主鎖に二重結合を有するゴム
ゴム組成物(I):成分(A)を50重量%以上含有するゴム成分(X)と、成分(B)と、成分(C)とを、ゴム成分(X)100重量部あたり、成分(B)1〜50重量部、成分(C)0.01〜20重量部の割合で混合して得られるゴム組成物 - 成分(B)がシリカを含む請求項4に記載のゴム組成物の製造方法。
- 成分(C)がシランカップリング剤である請求項4または5に記載のゴム組成物の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物を加硫してなる加硫ゴム組成物。
- 請求項7に記載の加硫ゴム組成物からなる防振材。
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