JP2890944B2 - 防振ゴム用ゴム組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エチレン・α−オレフ
ィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物に関するもので
ある。更に詳しくは、ロ−ル加工性、特にロ−ルバキン
グを防止して良好な生産性を有すると共に、性能面では
耐熱性、耐疲労性に優れ、かつ動倍率が低くてその温度
変化の少ない防振ゴム用エチレン・α−オレフィン・非
共役ジエン共重合体ゴム組成物に関するものである。本
発明のゴム組成物は、例えば、耐熱性、耐久性に優れた
自動車用および産業用の防振ゴムとして、最適に使用さ
れ得る。

【０００２】

【従来の技術、発明が解決しようとする課題】一般に、
自動車やオ−トバイ等の交通手段、さらには産業機械、
ＯＡ機器、家庭電気機器等においては、騒音や振動を防
止するために、多種多様の防振ゴムが使用されている。
特に、自動車分野においては、近年、エンジンの高性能
化や低ボンネット化に伴い、耐熱性並びに耐久性に優
れ、かつ騒音や振動を防止して快適な乗り心地を提供で
きる防振ゴムに対する要求が強まっている。

【０００３】かかる防振ゴムが具備すべき特性として
は、 耐熱性に優れること。 長期間の繰り返し外力に対する耐疲労性、耐久性に
優れること。 高速走行時の騒音や振動を防止するため、動倍率
（動的弾性率／静的弾性率）が低いこと。 動倍率の温度依存性が小さくて、冬季やあるいは寒
冷地においてもその性能の変化がわずかであること。 などがあげられる。また、その成形加工が容易であるこ
とも、生産上非常に重要なことである。

【０００４】ここで動倍率とは、高周波数域の振動入力
時における、弾性率（動的弾性率）の変化度であり、動
的弾性率と静的弾性率との比によって表されるものであ
る。振動絶縁の目的からは、該動倍率が低いことが要求
される。

【０００５】その他、圧縮永久歪や引裂強度などの静的
なゴム特性においても、通常のゴムに比べて劣らないこ
とも、もちろん重要である。

【０００６】従来の防振ゴムとしては、主として、天然
ゴム（ＮＲ）、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム（Ｓ
ＢＲ）などの高不飽和ゴムが使用されている。それは、
ＮＲやＳＢＲなどの高不飽和ゴムは、低不飽和ゴムに比
べて、耐疲労性や動特性に優れるという長所を有するこ
とによるのであるが、一方これらの高不飽和ゴムは、例
えば、エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合
体ゴムのような低不飽和ゴムに比べて、耐熱性に劣るこ
とが知られており、そのため、高不飽和ゴムは比較的低
温での使用に限られる傾向があった。

【０００７】逆に、エチレン・α−オレフィン・非共役
ジエン共重合体ゴムなどの低不飽和ゴムは、優れた耐熱
性は示すが、長期間の繰り返し外力に対する耐疲労性に
劣るという欠点を有する。エチレン・α−オレフィン・
非共役ジエン共重合体ゴムにおいて、この耐疲労性を改
良する方法としては、 より高分子量のエチレン・α−オレフィン・非共役
ジエン共重合体ゴムを用いる。 ゴム成分中のエチレン含有量を高くする。 ゴム組成物中に使用されるカ−ボンブラックのスト
ラクチャ−を高くして補強性を上げる。 などが一般によく知られている。

【０００８】ゴム業界では、分子量の指標として一般
に、ム−ニ−粘度（ここではＭＬ1+4：１２１℃の測定
値で示す）が用いられるが、耐疲労性を必要とする用途
にム−ニ−粘度が１００以上の高分子量のエチレン・
α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴムが使用され
てきたことは公知である。しかし、高不飽和ゴムに比べ
ると耐疲労性の点ではまだ不十分であった。

【０００９】そこで、更に耐疲労性を改良するために、
より高分子量のエチレン・α−オレフィン・非共役ジエ
ン共重合体ゴムを用いることは同業者が誰しも考えるこ
とである。しかし、エチレン・α−オレフィン・非共役
ジエン共重合体ゴムの加工性と高分子量化は相反する因
子であり、高分子量化に従ってロ−ル加工性が悪化し
て、特に、ロ−ル面からコンパウンドが浮き上がるバギ
ング状態が発生し、著しく生産性が低下するために実用
には不適であった。

【００１０】また、ロ−ル加工性と耐疲労性を共に改良
する手段として、グリ−ン強度の高い、すなわち、高
分子量で高エチレン含有量であるエチレン・α−オレ
フィン・非共役ジエン共重合体ゴムを用いる場合もあ
る。この具体例としてはゴム成分中のエチレン／α−オ
レフィン比（モル比）７５／２５以上のものが挙げられ
る。しかし、このようなエチレン含有量の高いエチレン
・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴムを配合す
ると、ロ−ル加工性や耐疲労性は改良されるものの、ゴ
ム組成物の耐寒性が非常に悪化するために、動倍率の温
度依存性が著しく大きくなり、常温での防振性能が冬季
あるいは寒冷地において発揮されないという問題が発生
した。これはエンジンマウントのように低温から高温ま
で防振特性変化の少ないことが要求される用途では非常
に好ましくない。

【００１１】また、配合面からは、使用するカ−ボン
ブラックのストラクチャ−を高くすることによって、耐
疲労性が改良できることはよく知られているが、この際
にはゴム組成物の動的弾性率が静的弾性率の上昇以上に
高くなる為に、動倍率が高くなり、またコンパウンド粘
度が上昇するために、ロ−ル加工性も悪化するという大
きな欠点を有している。この場合に、プロセスオイルの
配合量を多くすることによりゴム組成物の動的弾性率の
増大を防止し、またロ−ル加工性を改良することも可能
であるが、プロセスオイルの配合量が多くなると、ゴム
組成物の物性、特に耐熱性が低下するという問題があっ
た。

【００１２】かかる状況の下、本発明者らは、耐熱性並
びに耐久性に優れ、しかも動倍率が低くてその温度変化
も少なく、かつ生産面では良好なロ−ル加工性を有する
ようなゴム組成物を開発することを目的として鋭意検討
した結果、本発明に到達したものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は下記
の条件（ａ）〜（ｃ）を満たす１種または２種以上のエ
チレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム１
００重量部に対して、炭素数２５〜３０の飽和脂肪酸と
多価アルコ−ルから誘導されるエステル０．５〜１０重
量部を配合することを特徴とする防振ゴム用ゴム組成物
に関するものである。 （ａ）ム−ニ−粘度（ＭＬ1+4 １２１℃）が１５０以
上、（ｂ）エチレン／α−オレフィン比（モル比）が５
０／５０〜７５／２５、（ｃ）非共役ジエンの含有量が
０．５〜３．０モル％。

【００１４】以下、本発明に係るエチレン・α−オレフ
ィン・非共役ジエン共重合体ゴムと炭素数２５〜３０の
飽和脂肪酸と多価アルコ−ルから誘導されたエステルに
ついて、具体的に説明する。

【００１５】本発明に用いられるエチレン・α−オレフ
ィン・非共役ジエン共重合体（以下「共重合体」とい
う。）のム−ニ−粘度（ＭＬ1+4 １２１℃）は１５０以
上である必要がある。ム−ニ−粘度が１５０未満では、
耐疲労性が劣るものとなり、本発明の目的からは不適当
なものとなる。好ましくは１８０以上である。

【００１６】また、本発明に用いられる共重合体は伸展
油を３０〜２００重量部添加することによって、そのム
−ニ−粘度を５０〜１００に調整して使用することもあ
る。これは、ム−ニ−粘度を著しく高くすると動倍率や
耐疲労性は改良されるもののロ−ル加工に供する以前の
バンバリ−ミキサ−等での混練加工性が著しく悪化し実
用上使用することが困難となることを防止するためであ
る。

【００１７】本発明において、エチレン・α−オレフィ
ン共重合体ゴムのエチレン／α−オレフィン比（モル
比）は５０／５０〜７５／２５の範囲内としているが、
７５／２５より超えると、前記したように耐寒性が悪化
するために、動倍率の温度依存性が大きくなり、冬季あ
るいは寒冷地で良好な防振性能を保持できなくなる。エ
チレン／α−オレフィン比（モル比）は６０／４０〜６
６／３４の範囲の方が耐疲労性と動倍率の温度依存性の
バランスという観点からはさらに好ましい。

【００１８】エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン
共重合体ゴムの構成成分の一つであるα−オレフィンと
しては、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキサンなどが
例示される。

【００１９】本発明に使用される非共役ジエンの含有量
は０．５〜３．０モル％の範囲から選ばれる。非共役ジ
エン量が０．５モル％未満では十分な架橋密度が得られ
ないために、耐疲労性が著しく劣り、また、３．０モル
％より超えると耐熱性が非常に劣るものとなり、本発明
の目的からは不適当なものとなる。動倍率に代表される
防振性能と耐熱性、耐疲労性のバランスという観点から
は、非共役ジエンの含有量は０．５〜１．５モル％の範
囲がより好ましい。

【００２０】本発明で用いられる非共役ジエンは１，４
−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエンジビニルベンゼ
ン、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エ
チリデンノルボルネン、ビニルノルボルネンなどが挙げ
られ、中でもエチリデンノルボルネンが最も一般的であ
る。

【００２１】本発明に使用されるゴム成分としては、上
記の構造値を有するエチレン・α−オレフィン共重合体
ゴムが単独で、または２種類以上をブレンドすることに
より上記のム−ニ−粘度、非共役ジエン含量、エチレン
／α−オレフィン比になるように調整したものが用いら
れる。また、接着性等を改良する目的で、少量のＮＲ、
ＳＢＲ等をブレンドすることもある。

【００２２】本発明に用いられる炭素数２５〜３０の脂
肪酸としては、例えばモンタン酸等が例示され、それと
共にエステルを構成するアルコ−ルとしては、例えば、
グリセリン、エチレングリコ−ル、エチレングリコ−ル
のオリゴマ−、プロピレングリコ−ル、プロピレングリ
コ−ルのオリゴマ−、ブチレングリコ−ル、ブチレング
リコ−ルのオリゴマ−等が例示される。これらは、単独
で、あるいは２種類以上を組み合わせて使用することも
できる。

【００２３】本発明のゴム組成物には、当該エステルに
加えて原料脂肪酸自身や原料脂肪酸のアルカリ金属塩が
含まれていてもよい。

【００２４】本発明のゴム組成物には、ゴム業界で公知
のカ−ボンブラック、プロセスオイル、酸化亜鉛、ステ
アリン酸と硫黄や過酸化物等の加硫剤、加硫促進剤、加
硫促進助剤を添加でき、必要に応じて、老化防止剤、酸
化防止剤、加工助剤 等を選択、使用することができ
る。

【００２５】本発明のゴム組成物の混練方法としては、
通常ゴム業界で行われている装置、条件で実施され、特
に制限されないし、成形方法も公知の射出成形機、プレ
ス等の適当な方法で行われる。

【００２６】

【実施例】以下に実施例を用いて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２７】実施例１〜２及び比較例１〜４ ＢＲ型バンバリ−ミキサ−（内容量１．５Ｌ）を用い、
表−１に示す共重合体ゴムと各種配合剤とを混練した。
次にこれらの配合剤コンパウンドをロ−ル温度６０℃に
温調した１０インチオ−プンロ−ルに巻き付けて、コン
パウンドの温度が安定した後にロ−ルバギングを発生す
る最小ロ−ル間隙を測定した。この値が小さいもの程ロ
−ルバギングを生じ易く、ロ−ル作業が困難な配合剤コ
ンパウンドである。

【００２８】実施例は、炭素数２８の脂肪族カルボン酸
とジエチレングリコ−ルとから誘導されるエステルもし
くはそのエステルの部分ケン化物を添加した例である。
他方比較例２は炭素数１８の脂肪族カルボン酸を添加し
た例、比較例３は炭素数１８の脂肪族カルボン酸とジエ
チレングリコ−ルとから誘導されるエステルを添加した
例、比較例４は炭素数２６〜２８の脂肪族カルボン酸と
炭素数３０〜３２のノルマル脂肪族アルコ−ルとから誘
導されるエステルを添加した例である。

【００２９】比較例と実施例とに添加しているカルボン
酸やカルボン酸エステルを比較すると、比較例は実施例
に対しエステルのカルボン酸部分が短い例（比較例２，
３）とエステルのアルコ−ル部分が異なる場合を含んで
いる。

【００３０】ロ−ルバギングの評価結果を表−２に示
す。比較例と実施例を比較すると明らかに添加したエス
テル化合物の構造によりロ−ルバギング性が変化し、本
発明に規定するエステル構造を有するエステルを添加し
た例（実施例１，２）はロ−ル加工性が大幅に改良され
ていることがわかる。

【００３１】実施例３〜５及び比較例５〜７ ＢＲ型バンバリ−ミキサ−（内容量１．５Ｌ）を用い、
表−３のうちの、共重合体、酸化亜鉛、ステアリン酸、
カ−ボンブラック、プロセスオイル、アンチゲンＮＢＣ
と必要に応じてモンタン酸エステルを添加して混練し
た。ここで用いた共重合体の構造を表−４に示した。次
にロ−ル温度６０℃に温調した１０インチオ−プンロ−
ルを用いてロ−ルバギングが開始する最小ロ−ル間隙を
測定した。その後、ロ−ル温度を３０℃にまで下げて表
−３の残りの加硫剤、加硫促進剤を添加して加硫可能な
コンパウンドを得た。このコンパウンドの粘度を、ＪＩ
Ｓ−ｋ６３００の方法により測定した。

【００３２】更に、該コンパウンドを、熱プレスを用い
て１６０℃で２０分間処理して、２ｍｍ厚の加硫シ−ト
に成形した。なお、引張試験および熱老化試験に関して
は、ＪＩＳ−Ｋ６３０１の方法によった。その他の評価
方法も含めて詳細については以下に記す。

【００３３】動倍率 ＪＩＳ Ｋ６３８３に準拠した測定値を基に計算で求め
た静的弾性率（Ｋｓ）と、オリエンテック社製のレオバ
イブロンを用いて、振動周波数１００Ｈｚ、振幅±０．
１％にて、温度条件２４℃で測定した動的弾性率（Ｋｄ
100 ）との比［Ｋｄ100 ／Ｋｓ］で表示した。

【００３４】動倍率の温度依存性 オリエンテック社製のレオバイブロンにより、振動周波
数は１００Ｈｚにて、−２０℃と２４℃の温度条件で動
的弾性率を測定し、２４℃に対する−２０℃における動
的弾性率の変化率を低温動倍率比として表示した。 ［−２０℃での動倍率］＝Ｋｄ100 ＠−２０℃／Ｋｓ＠２４℃； ［２４℃常温での動倍率］＝Ｋｄ100 ＠２４℃／Ｋｓ＠２４℃； ［低温動倍率比］＝［−２０℃での動倍率］／［２４℃常温での動倍率］； ＝［Ｋｄ100 ＠−２０℃／Ｋｄ100 ＠２４℃］

【００３５】伸張疲労特性 モンサント社製の疲労試験機( FATIGUE TO FAILURE TES
TER ) を用いて、伸張率１４０％の条件で、１２０℃の
温度条件で７０時間熱劣化させた試験片を使用して、破
断までの伸張回数を測定した。

【００３６】空気加熱老化試験 ＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠してギヤ−式老化試験機を用
い、１５０℃の試験温度条件で７０時間後の引張強度、
破断伸びの変化率を測定した。

【００３７】結果を表−５に示したが、本発明の要件を
満足する実施例３〜５においては、そのいずれも、ロ−
ル加工性が大幅に改良されていることがわかる。更に、
実施例と比較例とではその物性はほとんど変化しておら
ず、耐熱性、耐疲労性が満足すべき範囲にあることに加
えて、動倍率が小さく、かつその温度依存性の点でも非
常に優れた特性を示している。すなわち、本発明に規定
しているエステルは、それを添加することにより物性に
は影響を及ぼさずに、ロ−ル加工性のみを大幅に改良す
ることがわかる。

【００３８】比較例８〜１０ 本発明の要件から外れた共重合体を用いた比較例を表−
６に示した。これよりム−ニ−粘度が規定より低い範囲
の比較例９，１０はロ−ル加工性は良好であるものの、
耐久性の点で非常に劣ることがわかる。一方、共重合体
のエチレン比率（モル比）が、本発明の規定の範囲より
大きい比較例８，９においては動倍率の温度依存性が非
常に大きく、本発明の目的に照らして不適当なものであ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、耐
熱性と耐疲労性に優れ、しかも動倍率が低く、かつその
動倍率の温度依存性の小さい防振ゴム用ゴム組成物が、
ロ−ル加工性になんら問題なく得ることができる。すな
わち、本発明のゴム組成物を防振ゴムに適用した場合に
は、振動や騒音の低減がはかられると共に、冬季あるい
は寒冷地においても、その防振性能が低下することなく
発揮されることが期待できる。更に、その生産性になん
ら問題を生じない。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】

【表３】

【００４３】

【表４】

【００４４】

【表５】

【００４５】

【表６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−159341（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−78531（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−245451（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−323236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−202641（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08L 23/00 - 23/36

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の条件（ａ）〜（ｃ）を満たす１種ま
   たは２種以上のエチレン・α−オレフィン・非共役ジエ
   ン共重合体ゴム１００重量部に対して、炭素数２５〜３
   ０の飽和脂肪酸と多価アルコ−ルから誘導されるエステ
   ル０．５〜１０重量部を配合することを特徴とする防振
   ゴム用ゴム組成物。 （ａ）ム−ニ−粘度（ＭＬ1+4 １２１℃）が１５０以
   上、 （ｂ）エチレン／α−オレフィン比（モル比）が５０／
   ５０〜７５／２５、 （ｃ）非共役ジエンの含有量が０．５〜３．０モル％。
2. 【請求項２】多価アルコ−ルが、エチレングリコ−ルま
   たはそのオリゴマ−、あるいはプロピレングリコ−ルま
   たはそのオリゴマ−であることを特徴とする請求項１記
   載の防振ゴム用ゴム組成物。
3. 【請求項３】伸展油を３０〜２００重量部含有すること
   によって、ム−ニ−粘度（ＭＬ1+4：１２１℃）を５０
   〜１００に調整したエチレン・α−オレフィン・非共役
   ジエン共重合体ゴムを用いる請求項１記載の防振ゴム用
   ゴム組成物。
4. 【請求項４】エチレン／α−オレフィン比（モル比）が
   ６０／４０〜６６／３４である請求項１記載の防振ゴム
   用ゴム組成物。
5. 【請求項５】非共役ジエンの含有量が０．５〜１．５モ
   ル％である請求項１記載の防振ゴム用ゴム組成物。