JP3365032B2

JP3365032B2 - 耐熱防振ゴム用ゴム組成物

Info

Publication number: JP3365032B2
Application number: JP06311594A
Authority: JP
Inventors: 彰広柴原; 憲仁木村
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2018-01-08
Also published as: JPH07268147A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、耐熱防振ゴムに好適に用いられ
るゴム組成物に係り、特に、優れた耐熱老化性を有する
のみでなく、耐動的疲労性と耐へたり性とが共に有利に
高められ得る耐熱防振ゴム用ゴム組成物に関するもので
ある。

【０００２】

【背景技術】従来から、防振ゴム用ゴム組成物には、防
振特性や耐動的疲労性の点で優れているところから、天
然ゴム（ＮＲ）や、このＮＲにスチレンブタジエンゴム
（ＳＢＲ）若しくはブタジエンゴム（ＢＲ）等を配合せ
しめてなるＮＲブレンドゴムが、主として用いられてい
る。一方、近年になって、例えば自動車においては、そ
の低燃費化や車外騒音規制への対応等に伴って、エンジ
ンルーム内の温度が上昇する傾向にあり、エンジンマウ
ント等に用いられる防振ゴムは、高温環境下で使用され
るようになってきている。このため、そのような高温環
境下において使用される防振ゴムには、良好な防振特性
や耐動的疲労性を有するのみでなく、充分なる耐熱性を
も有するものが、要求されているのである。しかしなが
ら、前記したようなＮＲやＮＲブレンドゴムが原料ゴム
とされている従来の防振ゴムでは、その耐熱性において
限界があるところから、かかる要求される性能を充分に
満たすことが出来なくなってきているのである。

【０００３】一方、従来の防振ゴムにおいても、その用
途によっては、例えばマフラーサポート等の耐熱性が要
求されている部位に用いられる場合、そのような防振ゴ
ムを与えるゴム組成物の原料ゴムには、耐熱老化性が優
れており、高温環境下で使用されても、熱劣化し難いと
ころから、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体
（ＥＰＤＭ）が好適に用いられており、これによってよ
り良好な耐熱老化性を有する防振ゴムが実現されてい
る。しかしながら、このようなＥＰＤＭを原料ゴムとし
た防振ゴムにあっても、ＮＲやＮＲブレンドゴムを原料
ゴムとした防振ゴムと比較した場合、耐熱老化性は優れ
ているものの、耐動的疲労性や耐へたり性が著しく劣る
ところから、そのままでは、防振ゴムとして、実用に供
することができないものであった。

【０００４】そこで、上述の如き従来のゴム組成物の欠
点を改良しようとして、特開平３−２２７３４３号公報
には、特定のＥＰＤＭと特定のカーボンブラックとが特
定の割合において含有せしめられてなる組成の耐熱防振
ゴム材料用ゴム組成物が、明らかにされている。しかし
ながら、ここで明らかにされているゴム組成物にして
も、それによって与えられる防振ゴムは、従来のＮＲや
ＮＲブレンドゴムを原料ゴムとする防振ゴムと比較し
て、耐熱老化性や耐動的疲労性の点では改善されている
ものの、耐へたり性は充分なものではなかったのであ
り、それ故に、かかるゴム組成物には、それが与える防
振ゴムが、高温の環境下で、エンジンマウント等の大荷
重が掛かる部位に用いられる際に、へたりが発生し、そ
のために充分なる防振効果が発揮され得ない等の問題が
未だ内在している。

【０００５】このように、耐熱防振ゴム用ゴム組成物、
特にエンジンマウント等の大荷重が掛かる部位に使用さ
れる耐熱防振ゴム用の組成物には、それに要求される特
性として、防振特性、耐動的疲労性や耐熱老化性だけで
はなく、優れた耐へたり性をも有するゴム組成物が望ま
れているのである。

【０００６】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景として為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、優れた耐動的疲労性と耐熱性を有すると共に、
耐へたり性もが効果的に改善されて、以てエンジンマウ
ント等に有利に用いられ得る耐熱防振ゴム用ゴム組成物
を提供することにある。

【０００７】

【解決手段】そして、上記の課題を解決するため、本発
明にあっては、ポリマー分子量が２０万以上、ポリマー
粘度（ＭＬ₁₊₄：１２１℃）が１２０以上のエチレン−
プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）を用い、
該三元共重合体の１００重量部に対して、２．５〜８重
量部のパーオキサイド並びに３〜１０重量部のコエージ
ェントを配合せしめてなる耐熱防振ゴム用ゴム組成物
を、その要旨とするものである。

【０００８】また、本発明の望ましい態様によれば、前
記コエージェントとしては、２００以上の分子量を有す
るものが有利に用いられる。

【０００９】

【作用・効果】要するに、本発明に従う防振ゴム用ゴム
組成物は、特定のＥＰＤＭに対して、パーオキサイド並
びにコエージェントが、所定の割合で配合せしめられて
なる構成とされているのであり、このような構成が採用
されることによって、そのゴム組成物から得られる防振
ゴムは、優れた耐動的疲労性や耐熱老化性を有すると共
に、優れた耐へたり性をも有することとなるのである。
即ち、本発明のゴム組成物では、ポリマーとして、耐熱
老化性に優れているＥＰＤＭが採用されていることによ
り、該組成物が与える防振ゴムは、ＥＰＤＭと同様に優
れた耐熱老化性を有することとなる。

【００１０】また、かかる組成物には、架橋剤としてパ
ーオキサイドが用いられているところから、硫黄で架橋
される場合と比較して、架橋密度を有利に高め得ること
が出来て、以て優れた耐へたり性が達成されることとな
るのである。

【００１１】而して、一般に架橋密度が高くなると、ゴ
ムを構成するポリマーの各分子間の自由度が低下するこ
ととなり、そのために耐動的疲労性が悪化することとな
る。従って、耐へたり性の向上と耐動的疲労性の向上と
を両立させることは困難であったのであるが、本発明に
おいては、上記の構成に加えて、更に、コエージェント
を添加配合せしめたことにより、かくの如き問題が解決
されているのである。即ち、添加されたコエージェント
が、Ｃ−Ｃ架橋の間に導入されることにより、導入され
たコエージェントを介して、ポリマーの各分子間の自由
度が増し、以て架橋ポリマー間がフレキシブルとなるの
であり、これによって、優れた耐へたり性を保ちつつ、
耐動的疲労性が良好に向上せしめられることとなるので
ある。

【００１２】このように、本発明に従う防振ゴム用ゴム
組成物は、優れた耐熱老化性及び耐動的疲労性を有して
いるだけではなく、優れた耐へたり性をも有する防振ゴ
ムを与えることが可能となるものであり、以て本発明に
従うゴム組成物が与える防振ゴムは、高温環境下で大き
な荷重が掛かる部位、例えばエンジンマウント等に好適
に用いられ、且つ充分なる防振効果が長期に亘り、安定
して保たれることとなるのである。

【００１３】

【具体的構成】ところで、このような本発明に従う耐熱
防振ゴム用ゴム組成物において、必須のゴム成分として
配合されるＥＰＤＭとしては、平均分子量（重量平均）
が２０万以上、好ましくは３０万以上であり、且つポリ
マー粘度（ＭＬ₁₊₄：１２１℃）が１２０以上、好まし
くは１８０以上のものが用いられることとなる。けだ
し、ＥＰＤＭの平均分子量が２０万未満であり、またポ
リマー粘度（ＭＬ₁₊₄：１２１℃）が１２０未満である
場合には、ゴムの強度が低下するために、耐動的疲労性
が悪くなると共に、動ばね定数と静ばね定数の比で表さ
れる動倍率が高くなり、防振特性が悪くなるからであ
る。なお、このポリマー粘度（ＭＬ₁₊₄：１２１℃）
は、ここでは、ＪＩＳＫ６３００に規定される未加
硫ゴム物理試験方法に従って、Ｌ形ロータを使用し、予
熱時間１分、ロータの作動時間４分、試験温度１２１℃
の条件にて測定されたムーニー粘度として表されてい
る。

【００１４】また、架橋剤として用いられるパーオキサ
イドには、一般的なゴム組成物における過酸化物架橋に
通常使用される有機過酸化物があり、具体的には、ジク
ミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、
ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキ
サイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパ
ーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−
ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチ
ル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、
１，３−ジ（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベン
ゼン等が挙げられ、それらの中より、架橋方法、充填剤
の種類に合わせて、適宜選択されることとなる。なお、
ここで用いられるパーオキサイドは、ＥＰＤＭの１００
重量部に対して、２．５〜８重量部の割合で配合される
必要があり、好ましくは４〜７重量部の割合で配合され
ることとなる。そして、このパーオキサイドの配合量
が、２．５重量部未満である場合には、架橋密度があま
り上がらないために、改良効果が不充分となり、また８
重量部より多い場合には、架橋密度が高くなり過ぎて、
伸びが小さくなるために、耐動的疲労性が悪化するので
ある。

【００１５】さらに、本発明においては、架橋密度の上
昇に伴って惹起される耐動的疲労性の悪化を改善する目
的で、コエージェントが添加せしめられることとなる
が、このコエージェントは架橋助剤とも称されるもので
あって、通常は、飽和または低不飽和高分子をパーオキ
サイド架橋する場合に生起するポリマーのラジカル切断
を抑制し、架橋効果を向上せしめる目的で用いられるも
のである。而して、本発明においては、かかるコエージ
ェントをＣ−Ｃ架橋の間に導入することにより、その導
入されたコエージェントを介してポリマーの各分子間の
自由度を増大せしめ、以て架橋ポリマー間をフレキシブ
ルとすることにより、得られる防振ゴムの耐動的疲労性
の改善を図っているのである。

【００１６】そして、このような架橋助剤（コエージェ
ント）には、モノマー架橋助剤とポリマー架橋助剤があ
るが、本発明のコエージェントとしては、有利には、モ
ノマー架橋助剤が用いられるのである。具体的には、テ
トラヒドロフルフリルメタクリレート、エチレンジメタ
クリレート、１，３−ブチレンジメタクリレート、１，
４−メチレンジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオ
ールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタ
クリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、
１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、２，２′−
ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパ
ン、２，２′−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェ
ニル）プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレ
ート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペ
ンタエリスリトールトリアクリレート、３−クロロ−２
−ヒドロキシプロピルメタクリレート、オリゴエステル
アクリレート、アルミニウム（メタ）アクリレート、ジ
ンク（メタ）アクリレート、マグネシウム（メタ）アク
リレート、カルシウム（メタ）アクリレート、トリアリ
ルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリア
リルトリメリテート、ジアリルフタレート、ジアリルク
ロレンデート、ジビニルベンゼン、２−ビニルピリジ
ン、Ｎ，Ｎ′−メチレンビスアクリルアミド、ｐ−キノ
ンジオキシム、ｐ，ｐ′−ジベンゾイルキノンジオキシ
ム、１、２−ポリブタジエン、ジペンタメチレンチウラ
ムテトラスルフィド等が挙げられ、中でも、好ましくは
分子量が２００以上のものが用いられるのである。

【００１７】また、かかるコエージェントは、ＥＰＤＭ
の１００重量部に対して、３〜１０重量部の割合で配合
され、好ましくは４〜７重量部の割合で配合される。コ
エージェントの配合量が３重量部未満の場合には、コエ
ージェントを添加することによる効果を殆ど期待するこ
とが出来ないからであり、また１０重量部を越える場合
には、伸び（Ｅ_B）が低下し、その結果耐疲労性が劣化
するようになるからである。

【００１８】なお、本発明では、上記の必須の構成成分
の他に、必要に応じて、通常のゴム組成物において一般
に配合される構成成分として公知の、カーボンブラッ
ク、シリカ等の補強剤や、炭酸カルシウム、タルク等の
充填剤、更には、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤等
といった、各種配合剤や添加剤が、通常の配合比率にお
いて適宜に配合せしめられる。また、それら各成分の混
合は、常法に従って行なわれることとなる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明を更に具体的に明らかにする
ために、本発明の幾つかの実施例を示すこととするが、
本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制
約をも受けるものでないことは、言うまでもないところ
である。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更
には上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱し
ない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変
更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解さ
れるべきである。

【００２０】先ず、エチレン−プロピレン−ジエン三元
共重合体（ＥＰＤＭ）として、ポリマー分子量及びポリ
マー粘度（ＭＬ₁₊₄：１２１℃）が３８万及び２１５で
あるもの（ＥＰＤＭ１）と、それらが２８万及び１６５
であるもの（ＥＰＤＭ２）と、１８万及び１００である
もの（ＥＰＤＭ３）とを、またパーオキサイドとして、
ジクミルパーオキサイドを、更にコエージェントとし
て、トリアリルイソシアヌレート（コエージェント１）
と、エチレンジメタクリレート（コエージェント２）
と、トリメチロールプロパントリメタクリレート（コエ
ージェント３）とを、それぞれ、所定量準備した。

【００２１】引き続き、それら３種類のエチレン−プロ
ピレン−ジエン三元共重合体のうちの何れかのものと、
ジクミルパーオキサイドと、３種類のコエージェントの
うちの何れかのものと、更に亜鉛華及びステアリン酸、
老化防止剤、補強剤たる、ＦＥＦ級のカーボンブラック
と、軟化剤としてのパラフィン系オイル等、配合剤とし
て準備された各種のものとを、下記表１に示される如き
割合となるように、常法に従って配合し、それぞれ、組
成割合や含まれるエチレン−プロピレン−ジエン三元共
重合体やコエージェントの種類の異なる１３種類のゴム
組成物を得た。そして、かくして得られた１３種類のゴ
ム組成物のうち、本発明において特定された組成成分を
含み、且つその組成割合が本発明の規定範囲内であるも
のを、それぞれ実施例１〜８とし、また、組成成分や組
成割合が、本発明とは異なるものを、各々比較例１〜５
とした。なお、下記表１に示される配合割合は、全べて
重量基準にて表した。

【００２２】

【表１】

【００２３】次いで、それら１３種類のゴム組成物（実
施例１〜８及び比較例１〜５）を用い、常法に従って、
ゴム成形物を得た。また、それらとは別に比較例６とし
て、天然ゴムを主成分として含むと共に、加硫剤として
イオウを含むゴム組成物を準備し、これを用いて、常法
に従って、ゴム成形物を得た。なお、この比較例６とし
てのゴム組成物は、天然ゴム１００重量部、亜鉛華５重
量部、ステアリン酸１重量部、老化防止剤３重量部、オ
ゾンワックス２重量部、ＦＥＦカーボンブラック２５重
量部、ナフテンオイル５重量部、イオウ１重量部が、そ
れぞれ配合せしめられて構成されたものである。

【００２４】そして、かくして得られた１４種類のゴム
組成物（実施例１〜８及び比較例１〜６）を用いて、Ｊ
ＩＳＫ６３０１に準拠して、それぞれの常態物性、
老化物性及び圧縮永久歪を測定し、またそれらのゴム組
成物から得られた１４種類のゴム成形物を用いて、下記
の方法に従って、それらの耐久性と動特性とを調べた。
その結果を下記表２及び表３に示した。なお、それらの
表中、老化物性において、△ＴＢと△ＥＢは、加熱前の
引張強度と破断伸びに対する加熱後におけるそれらの変
化率を、△ＨＳは、加熱前後における硬度の差を、それ
ぞれ表す。また、老化試験と圧縮永久歪試験の試験温度
と時間は、それぞれ１２０℃、７０時間とし、特に老化
試験における硬度の測定にはＪＩＳ−Ａ形の硬度計を用
いた。

【００２５】−耐久性− 先ず、前記した１４種類のゴム成形物を用いて、図１及
び図２に示される如き構造を有する耐久性試験用テスト
ピースを作製した。即ち、外径８１mm、高さ４９mmの薄
肉円筒金具１の内孔内に、外径１６mm、高さ７０mmの厚
肉円筒金具２が、該薄肉円筒金具１の軸心に位置するよ
うに配置されると共に、それら両円筒金具１，２が、ゴ
ム３にて、一体的に連結せしめられてなる構造を有し、
かかるゴム３として、実施例１〜８及び比較例１〜６の
ゴム組成物から得られたゴム成形物が用いられて構成さ
れた、換言すれば、原料ゴム組成物の種類がそれぞれ異
なる、１４種類の防振ゴムとしてのテストピースを作製
した。なお、それらのテストピースにおいて、両円筒金
具１，２を連結するゴム３は、長さが３８mm、両円筒金
具Ａ，Ｂを連結する部位の幅：Ｌ₁が２２mm、厚肉円筒
金具Ｂに固着せしめられる部位の幅：Ｌ₂が３６mmとな
るように構成した。次いで、かくして得られた１４種類
のテストピースに対して、図２において矢印で示される
如き方向に、初期±１４mmの変位相当の荷重で、３Hzの
周波数により一定加振を行ない、ゴム３が破断に至るま
での加振回数をそれぞれ調べた。そして、この破断時の
加振回数（表３及び表４中、破断回数として示す）をも
って、各防振ゴムの耐久性を評価した。

【００２６】−動特性− 先ず、前記した１４種類のゴム成形物を用いて、図３に
示される如き構造を有する動特性試験用テストピースを
作製した。即ち、各ゴム成形物により、直径５０mm、高
さ２５mmの円柱状ゴム４を作製し、この円柱状ゴム４の
上面及び下面に、直径６０mm、厚さ６mmの円板金具５，
５をそれぞれ取り付けて、それぞれ、原料ゴム組成物の
種類の異なる、１４種類の防振ゴムたる動特性試験用テ
ストピースを作製した。次いで、かくして得られた１４
種類のテストピースを用い、それらを、軸方向に７mm圧
縮させ、２回目の往きの荷重撓み曲線から、１．５mmと
３．５mmの撓み時の荷重を読み取って、静的ばね定数：
Ｋ_sを算出した。引き続き、それらのテストピースを軸
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±０．０
５mmの定変位調和圧縮振動を加え、それらテストピース
の上方に取り付けられたロードセルにて動的荷重を検出
し、更にその検出値より、ＪＩＳＫ６３９４に準拠
して、動的ばね定数：Ｋ_dを算出した。そして、かくし
て得られた静的ばね定数：Ｋ_sと動的ばね定数：Ｋ_dの
各算出値に基づいて、各防振ゴムの動倍率、即ち静的ば
ね定数に対する動的ばね定数の比：Ｋ_d／Ｋ_sを求め、
その値をもって、各防振ゴムの動特性を評価した。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】それら表２及び表３からも明らかなよう
に、本発明に従う構成とされたゴム組成物である実施例
１〜８と、本発明において規定されるものとは異なる組
成を有するゴム組成物としての比較例１〜５及び天然ゴ
ムを主成分とするゴム組成物たる比較例６とを比較する
と、常態物性及び動特性において、それらは略同様に、
良好な値を示しているものの、圧縮永久歪や老化物性に
おいて、実施例１〜８の方が、比較例６よりも明らかに
優れた値を示しており、また、耐動的疲労性において、
実施例１〜８が、比較例１〜５に比べて、極めて高い値
を示している。

【００３０】すなわち、これらの結果において如実に示
される通り、本発明に従う耐熱防振ゴム用ゴム組成物に
あっては、耐熱老化性、耐動的疲労性、耐へたり性の全
べてにおいて優れた特性を有しているのであり、以てエ
ンジンマウントを始めとして、ボディマウント、キャブ
マウント、メンバーマウント、ストラットバー・クッシ
ョン、テンションロッド・ブッシュ、アームブッシュ、
ＦＦエンジン・ロールストッパー等、各種自動車用防振
ゴムの構成材料として、特に好適に用いられ得るのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】防振ゴムの耐久性を調べるための試験に供され
る耐久性試験用テストピースであって、本発明に従う耐
熱防振ゴム用ゴム組成物よりなる防振ゴム、若しくは本
発明とは異なる構成を有する耐熱防振ゴム用ゴム組成物
からなる防振ゴムを用いて構成されるテストピースの縦
断面説明図である。

【図２】図１におけるII−II断面説明図である。

【図３】防振ゴムにおける動特性の指標としての動倍率
を求めるために、その動的ばね定数と静的ばね定数とを
測定するための試験に供される動特性試験用テストピー
スであって、本発明に従う耐熱防振ゴム用ゴム組成物よ
りなる防振ゴム、若しくは本発明とは異なる構成を有す
る耐熱防振ゴム用ゴム組成物からなる防振ゴムを用いて
構成されるテストピースの縦断面説明図である。

【符号の説明】

１薄肉円筒金具２厚肉円筒金
具３ゴム４円柱状ゴム５円板金具

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリマー分子量が２０万以上、ポリマー
粘度（ＭＬ₁₊₄：１２１℃）が１２０以上のエチレン−
プロピレン−ジエン三元共重合体を用い、該三元共重合
体の１００重量部に対して、２．５〜８重量部のパーオ
キサイド並びに３〜１０重量部のコエージェントを配合
せしめてなる耐熱防振ゴム用ゴム組成物。
【請求項２】前記コエージェントが、２００以上の分
子量を有している請求項１に記載の耐熱防振ゴム用ゴム
組成物。