JP2904735B2 - ゴム組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物に関
し、更に詳しくは、耐久性と低動倍率性に優れ、自動車
用のブッシュ、ストラットマウントやエンジンマウント
等に好適に用いられる防振ゴム用のゴム組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、二つの部材間における振動や
騒音の伝達を防止あるいは緩和するために、これらの部
材間に所定形状の防振ゴムを取り付ける技術が知られて
いる。このような防振ゴムとして、例えば自動車用の防
振ゴムがある。

【０００３】自動車用の防振ゴムにあっては、車室内の
こもり音を防止すること等が要求され、このため、高周
波数域の振動入力時における動的バネ定数が低いことが
要求されている。すなわち、動倍率（動的バネ定数／静
的バネ定数）を小さくすることが要求されているのであ
る。

【０００４】また、一度取りつけられた自動車用の防振
ゴムを交換することは、一般には行われていない。従っ
て、このような防振ゴムは、長期間の使用に耐える優れ
た耐久性を持つことも必要である。

【０００５】動倍率の低い防振ゴムが得られるゴム組成
物を製造する手法として、加硫材（イオウ）を増量させ
る手法や、カーボンブラックの添加量を減少させる手法
が知られている。

【０００６】さらに、特開昭６３−２３９４２号公報に
は、ジエン系ゴムとカーボンブラックを含む系に、一般
式

【０００７】

【化１】

【０００８】で示されるアミン誘導体を添加したゴム組
成物が開示されている。また、このゴム組成物において
は、加硫後のゴムの動的物性が向上しており、防振ゴム
にも適用可能であるとされている。さらに、特開平１−
３１５４４１号公報では、上記アミン誘導体がゴムの動
倍率低下及び耐久性向上に有効であって、防振ゴムの製
造に好適に用いられる点が開示されている。

【０００９】その他の手法としては、例えば、特公昭６
１−３６２号公報、特開昭５９−１９１７０５号、特開
昭６０−１３５４０７号及び特開昭６０−１３７９１３
号の各公報に開示されているように、ジエン系重合体鎖
の末端に、アミノベンゾフェノン誘導体、チオベンゾフ
ェノン誘導体等の変性剤を導入したゴムを用いる手法が
知られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加硫剤
を増量させると、加硫ゴムの物性が低下し、特に耐熱性
が大幅に低下するという難点がある。また、カーボンブ
ラック添加量を減少させると、加硫ゴムの硬さが低下
し、ひいては防振ゴムに要求される重要な特性の１つで
ある支持機能が低下するので、適用範囲がごく限られた
ものになる。

【００１１】また、上述したアミン誘導体を添加してジ
エン系ゴムとカーボンブラックを架橋させる方法は、老
化防止剤が共存する系でゴム組成物を混練すると、動倍
率を低下させるという効果は全く得られなくなってしま
う。一方、耐オゾン性等に劣るジエン系ゴムを使用する
防振ゴム用途のゴム組成物では、一般に、老化防止剤の
添加が必要である。

【００１２】このため、上述したアミン誘導体を添加し
たゴム組成物により防振ゴムを製造する場合、まず老化
防止剤を除いたゴム組成物を混練し、その後にゴム組成
物に老化防止剤を加えてさらに混練することが必要とな
る。

【００１３】従って、混練工程等を複雑にしなければな
らず、ゴム組成物の製造コストが高くなってしまう。

【００１４】さらに、上述したような重合体鎖の末端変
性タイプのジエン系ゴムを使用して得られる防振ゴム
は、低動倍率化の効果は大きいものの、防振ゴムにとっ
て重要な特性である耐久性の低下が生じるという難点が
ある。

【００１５】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、硬さや耐熱性を損なわず、かつ動倍率や耐久性が高
い加硫ゴムが得られるゴム組成物を提供することを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のゴム組成物に
は、シス１,４結合含有量が９８％以上、１,２ビニル結
合含有量１％以下であり、かつムーニー粘度ＭＬ
₁₊₄（１００℃）が４０以上のポリブタジエンゴム
（Ａ）を１０〜８０重量部を含むジエン系ゴム１００重
量部を使用する。

【００１７】ポリブタジエンゴム（Ａ）のシス１,４結
合含有量は９８％、１,２ビニル結合含有量は１％以下
である必要がある。シス１,４結合含有量が９８％より
低く、１,２ビニル結合含有量が１％より多いと、低動
倍率効果も高耐久化も実現しない。また、ムーニー粘度
ＭＬ₁₊₄（１００℃）が４０以上である必要がある。ム
ーニー粘度ＭＬ₁₊₄（１００℃）が４０よりも低いと低
分子量成分の割合が多くなり、高耐久化の実現が困難に
なる。

【００１８】このような、シス１,４結合含有量が９８
％以上、１,２ビニル結合含有量が１％以下で、ＭＬ₁₊₄
（１００℃）が４０以上であるポリブタジエンゴムは、
ネオジウム系の触媒存在下で重合して得られる。

【００１９】本発明では、このポリブタジエンゴムを１
０〜８０重量部含むジエン系ゴム１００重量部を使用す
る。他のジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ），イ
ソプレンゴム（ＩＲ），スチレンブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）などが用いられる。特に好ましくは、耐久性と低動
倍率性とのバランスから、ＮＲが用いられる。

【００２０】また、このポリブタジエンゴム（Ａ）が１
０重量部より少ないと、本発明の目的とする低動倍率と
高耐久性の両立が難しく、また８０重量部を超える量を
使用すると、加硫ゴムの強度が低下するので好ましくな
い。特に好ましくは、ポリブタジエンゴム（Ａ）の含有
量を２０〜５０重量部とする。

【００２１】次に、本発明に使用するカーボンブラック
（Ｂ）には、ＣＴＡＢ吸着比表面積が２３〜３１(m²／
g)，ＤＢＰ吸油量が１２０(ml／100g)以上で、かつ比着
色力が３５〜４５であるカーボンブラックを使用する。
ＣＴＡＢ吸着比表面積が３１(m²／g)以下，比着色力が
４５以下でないと、低動倍率効果の有意性が得られな
い。

【００２２】また、ＣＴＡＢ吸着比表面積が２３よりも
小さく比着色力が３５よりも小さいと、加硫ゴムでの補
強効果が低く、十分なゴム強度が得られず、防振ゴムと
しての耐久性が低下して良くない。

【００２３】ＤＢＰ吸油量は、１２０(ml／100g)以上で
ある必要がある。ＤＢＰ吸油量が１２０(ml／100g)より
も小さいと、加硫ゴムの硬さが一定以上となり難く、ま
た補強効果も小さいものとなり、防振ゴムとして十分な
耐久性は期待できない。

【００２４】尚、本発明のゴム組成物には通常のゴム組
成物で使用される配合剤、例えば通常のカーボンブラッ
クを含む補強剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防
止剤等を適宜配合することができるのは勿論のことであ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、実施例をあげて本発明をさ
らに具体的に説明する。なお、使用するブタジエンゴム
のミクロ構造（シス１,４結合量、１,２ビニル結合量）
は、赤外分光計を用いてD.Merero et al.の方法[Chim.e
Ind,41 758(1959)]により求めた。また、ムーニー粘度
は、JIS K6300-1974により、100℃でのＭＬ₁₊₄を測定し
た。

【００２６】カーボンブラックの各特性数値は、以下の
測定方法により求めた。

【００２７】・CTAB吸着比表面積(セチルメチルブロマ
イド吸着比表面積)：ASTM(American Society of Testin
g Materials) D3065-85により測定した。

【００２８】・ＤＢＰ吸油量：JIS K6221 6,1,2項A法に
より測定した。

【００２９】・比着色力(Tint)：ASTM D3265-85により
測定した。

【００３０】次に、実施例および比較例における加硫ゴ
ムについて行った試験方法を示す。まず、図１に示すよ
うに４０ｍｍ×４０mm×３０mmの直方体に形成した、金
具２付き角型防振ゴムテストピース１を加硫成形してな
る試験片αを支持棒３を介して試験装置（図示省略）に
取り付けて振動特性を測定した。この際、Ｋｓは静的バ
ネ定数であり、圧縮方向２〜４mmで測定した。Ｋｄ
₁₀は、１０Hz時に３mm圧縮±１mmで測定した動的バネ定
数であり、その時の損失正接ｌ₁₀を算出した。Ｋｄ₁₀₀
は、１００Hz時に３mm圧縮±0.05mmで測定した動的バネ
定数である。Ｋｄ₁₀₀／Ｋｓによって動倍率を算出し
た。

【００３１】屈曲キレツ成長試験として、JIS K6301屈
曲試験に従い、４０℃雰囲気にてキレツが２mmから１５
mmに至るまでの回数を測定した。

【００３２】また、定荷重伸長疲労試験として、４０℃
雰囲気にて引張速度２０００(mm／min)で初期歪み率が
１００％となる一定荷重で繰り返し引っ張り、試験片が
破断するまでの回数を測定した。

【００３３】各試料は、加硫促進剤と加硫剤を除く全て
の資材をバンバリーミキサー中で混合した後、ロールに
て加硫促進剤と加硫剤を加えて得られたコンパウンドを
常法に従って所定の形状に加硫成形することで得た。

【００３４】実施例及び比較例に使用したポリブタジエ
ンゴムのミクロ構造と特性を表１に示し、同じく使用し
たカーボンブラックの特性を表２に示した。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】比較例１は、防振ゴム用ゴム組成物として
一般的なポリブタジエンゴムとカーボンブラックを使用
した例である。

【００３８】比較例２は、低動倍率用途として使用され
ているアミン誘導体［スミファイン１１６２：住友化学
工業（株）製］を添加した例である。このアミン誘導体
の構造式を以下に示す。

【００３９】

【化２】

【００４０】比較例３は、比較例２に対して老化防止剤
を除いた例である。

【００４１】比較例４は、ポリブタジエンゴムの重合体
末端にアミノベンゾフェノン誘導体を導入した、末端変
性ポリブタジエンゴム（ＢＲ−２）を使用した例であ
る。

【００４２】比較例５は、一般的なポリブタジエンゴム
（ＢＲ−１）を使用し、カーボンブラックのみ本発明の
請求範囲であるカーボンブラック（ＣＢ−５）を使用し
た例である。

【００４３】比較例６は、比較例５に対して末端変性ポ
リブタジエンゴム（ＢＲ−２）を使用した例である。

【００４４】比較例７は、シス１,４結合量に関しては
９８％と高いが、１,２ビニル結合含有量に関しては1.2
％であるブタジエンゴムを用い、カーボンブラックはＣ
Ｂ−５を使用した例である。

【００４５】比較例８は、ポリブタジエンゴムとしては
特許請求範囲にあるポリブタジエンゴム（ＢＲ−５）を
使用しているが、カーボンブラックは、一般的なカーボ
ンブラック（ＣＢ−１）を使用した例である。

【００４６】比較例９は、ポリブタジエンゴムにＢＲ−
５を用い、カーボンブラックに関しては、ＣＴＡＢ吸着
比表面積が２１(m²／g)と小さい以外は、請求範囲にあ
るカーボンブラックを使用した例である。

【００４７】比較例１０は、ポリブタジエンゴムにＢＲ
−５を用い、カーボンブラックには、ＤＢＰ吸油量が１
１６(ml／100g)と請求範囲をわずかにはずれた以外は請
求範囲内のカーボンブラックを使用した例である。

【００４８】比較例１１は、ポリブタジエンゴムにＢＲ
−５を用い、カーボンブラックには、ＣＴＡＢ吸着比表
面積が３２(m²／g)で比着色力が４７という、わずかに
請求範囲をはずれたカーボンブラックを使用した例であ
る。

【００４９】実施例１は、ポリブタジエンゴムに、シス
１,４結合含有量が９８％、１,２ビニル結合含有量が0.
8％、ムーニー粘度ＭＬ₁₊₄（１００℃）が４３のものを
使用し、カーボンブラックにも請求範囲内にあるカーボ
ンブラックＣＢ−５を使用した例である。

【００５０】実施例２は、実施例１においてポリブタジ
エンゴムのみを変更し、ムーニー粘度がＭＬ₁₊₄（１０
０℃）６３のポリブタジエンゴムを使用した例である。

【００５１】実施例３は、実施例２においてカーボンブ
ラックをＣＢ−６に変更した例である。ＣＢ−６は、Ｃ
Ｂ−５に対して、ＣＴＡＢ吸着比表面積，ＤＢＰ吸油
量，比着色力を請求の範囲内で大きくしたものである。
また、この場合、比較例１〜１１及び実施例１，２と硬
さＫｓがほぼ同等になるようにカーボンブラック添加量
をわずかに減らした。

【００５２】実施例４は、実施例３においてカーボンブ
ラックをＣＢ−７に変更し、かつＫｓが等しくなるよう
にカーボンブラックの量をわずかに減少させた例であ
る。ＣＢ−７は、ＣＢ−６に対してＤＢＰ吸油量をさら
に大きくしたものである。

【００５３】実施例５は、実施例３においてカーボンブ
ラックにＣＢ−８を用い、Ｋｓが等しくなるようにカー
ボンブラックの量をわずかに減少させた例である。ＣＢ
−８は、ＣＢ−７に対してＣＴＡＢ吸着比表面積を大き
くしたものである。

【００５４】上記比較例１〜１１及び実施例１〜５にお
ける各成分の比率（重量部）を表３に示す。表４には、
比較例１〜１１及び実施例１〜５の振動特性、屈曲キレ
ツ成長（２ｍｍ→１５ｍｍ）回数、定荷重伸長疲労試験
での破断回数をそれぞれ示した。また、その結果を図２
及び図３の各グラフに示す。

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】図２は、動倍率（Ｋｄ₁₀₀／Ｋｓ）と屈曲
キレツ成長回数との相関を示す片対数グラフである。こ
の図において、ｘ軸（対数軸）は屈曲キレツ成長回数、
ｙ軸は動倍率をそれぞれ示す。従って、図中で右下にい
くほど、動倍率が低くかつ屈曲キレツ成長回数抵抗性が
良好となる。また、各黒丸プロットは実施例１〜５、各
白抜き丸プロットは比較例１〜１１にそれぞれ対応し、
各プロットに付された数字は試験番号を示している。

【００５８】図２に示されるように、実施例１〜５の各
プロットは、すべて比較例１〜１１のプロットよりも右
下方向に位置しており、低動倍率でありながらキレツ成
長抵抗性に優れることがわかる。

【００５９】図３は、定荷重伸長疲労試験での破断回数
と動倍率との相関を示す片対数グラフである。この図に
おいて、ｘ軸（対数軸）は定荷重伸長疲労試験破断回
数、ｙ軸は動倍率をそれぞれ示す。従って、図中で右下
にいくほど、動倍率が低くかつ耐疲労性が良好となる。
また、図２と同様に、各黒丸プロットは実施例１〜５、
各白抜きプロットは比較例１〜１１にそれぞれ対応し、
各プロットに付された数字は試験番号を示している。

【００６０】図３に示されるように、実施例１〜５の各
プロットは、すべて比較例１〜１１のプロットよりも右
下方向に位置しており、低動倍率でありながら耐疲労特
性に優れていることが確認できた。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るゴム
組成物によれば、加硫ゴムの硬さ、防振ゴムの静バネ定
数等に関しては従来と同等の特性を有するにも拘わら
ず、従来の技術では成しえなかった低動倍率および高い
耐久性を有する加硫ゴムが得られる。

【００６２】この特徴により、自動車用のブッシュ、ス
トラットマウント及びエンジンマウント等の自動車用防
振ゴムとして使用可能であり、さらには、産業機械，Ｏ
Ａ機器などの振動が問題となる用途、分野に対して有効
に使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】試験片αの斜視図である。

【図２】動倍率（Ｋｄ₁₀₀／Ｋｓ）と屈曲キレツ成長回
数との相関を示す片対数グラフである。

【図３】定荷重伸長疲労試験における破断回数と動倍率
との相関を示す片対数グラフである。

【符号の説明】

１…ゴムテストピース ２…金具 ３…支持棒

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−109839（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−119042（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−59432（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−145554（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−103268（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−500376（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−504457（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／19578（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08L 7/00 - 21/02 C08K 3/04 C09C 1/48 - 1/60

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シス１,４結合含有量が９８％以上、１,
   ２ビニル結合含有量が１％以下で、かつ１００℃におけ
   るムーニー粘度ＭＬ₁₊₄（１００℃）が４０以上である
   ポリブタジエンゴム（Ａ）を１０〜８０重量部含むジエ
   ン系ゴム１００重量部に対して、ＣＴＡＢ吸着比表面積
   が２３〜３１(m²／g)、ＤＢＰ吸油量が１２０(ml／100
   g)以上で、かつ比着色力が３５〜４５であるカーボンブ
   ラック（Ｂ）を１０〜８０重量部含有させたことを特徴
   とするゴム組成物。