JP4556281B2 - 防振ゴム組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は防振ゴム組成物に係り、特に自動車のトーショナルダンパー、エンジンマウント、マフラーハンガー等の使用温度の高い防振ゴムに好適な耐熱性防振ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や各種車両では、エンジン駆動時の振動を吸収して騒音を防止するために、トーショナルダンパー、エンジンマウント、マフラーハンガー等の構成材料に防振ゴムが用いられている。これらの防振ゴムには、その使用環境温度が高いことから、耐熱性に優れることが要求されており、従来、耐熱性を高めた防振ゴムとして次のようなものが提案されている。
(1) 天然ゴム（ＮＲ）にスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を配合したＮＲ／ＳＢＲ系ゴム
(2) エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）
(3) エチレン・アクリレートゴム（ＥＡＭ）
(4) ＥＰＤＭとＮＲとをブレンドしたＥＰＤＭ／ＮＲ系、又は、ＥＰＤＭとＳＢＲとをブレンドしたＥＰＤＭ／ＳＢＲ系のブレンドゴムをパーオキサイドで架橋したゴム
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の防振ゴムのうち、ＮＲ／ＳＢＲ系ゴムでは耐熱性が不十分であり、実用に供し得なかった。耐熱ポリマーのＥＰＤＭ系ゴムであれば、耐熱老化性、耐圧縮永久歪性、耐候性等において、ＮＲ／ＳＢＲ系のものよりも優れるが、耐油性、減衰特性に劣るという欠点があった。また、ＥＰＤＭ系ゴムは高分子主鎖間及び高分子主鎖〜充填剤間の相互作用が弱いために、高温ないし大歪下における物性低下の問題があり、適用範囲が制限されるという欠点もあった。ＥＰＤＭ系ゴムにおいて、減衰特性を改良することも種々試みられているが、いずれも作業性及び耐圧縮永久歪性の低下を招くという問題点があった。
【０００４】
また、耐熱ポリマーのＥＡＭ系防振ゴムでは、耐熱老化性、耐圧縮永久歪性、耐候性、耐油性、減衰性等においてＮＲ／ＳＢＲ系のものよりも優れるが、耐寒性が劣る。しかも、ＥＰＤＭに比べてＥＡＭはコストが高いという問題もあった。
【０００５】
また、ＥＰＤＭ／ＮＲ，ＥＰＤＭ／ＳＢＲ系のパーオキサイド架橋ゴムでは、ブレンドによる物性低下、減衰性不足の問題があった。即ち、ＮＲやＳＢＲは、ＥＰＤＭよりもパーオキサイド架橋に対する架橋効率が大きいためブレンド物の硬度、強力、伸びといった物性が低下する。
【０００６】
このようなことから、従来において、耐熱性に優れた防振ゴムであって、減衰性が良好で、硬度、強力、伸びなどのゴム物性、耐圧縮永久歪性、耐油性等の諸特性にも優れ、また、これらのバランスにも優れた防振ゴムが未だ提供されていないのが実状である。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点を解決し、トーショナルダンパー、エンジンマウント、マフラーハンガー等の高温環境下で使用される耐熱性防振ゴム組成物であって、高い減衰性を示す上に、硬度、強力、伸びなどのゴム物性、耐圧縮永久歪性、耐油性等の諸特性に優れ、しかもこれらのバランスも良好な防振ゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の防振ゴム組成物は、ゴム成分としてＥＰＭ或いはＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）及びＥＰＭ（エチレン・プロピレンゴム）とＥＡＭ（エチレン・アクリレートゴム）とを含み、ＥＰＭ或いは（ＥＰＤＭ及びＥＰＭ）とＥＡＭとの含有割合が（ＥＰＤＭ及び／又はＥＰＭ）／ＥＡＭ（重量比）＝９５／５〜５／９５、好ましくは９０／１０〜１０／９０であることを特徴とする。
【０００９】
本発明者らは減衰性、硬度、強力、伸びなどのゴム物性、耐圧縮永久歪性、耐油性等の諸特性を損なうことなく防振ゴム組成物の耐熱性を改善すべく鋭意検討を重ねた結果、ＥＡＭ，ＥＰＤＭ及び／又はＥＰＭはそれぞれ単独では利点と欠点とを併せ持つものであるが、これらをブレンドすることで、互いの欠点を相補い、著しく優れた特性を示すことを見出した。これは、ＥＡＭ、特に２元系のＥＡＭはＥＰＤＭ及び／又はＥＰＭとＰＯ共架橋特性が同等であるために、両者をブレンドすることにより物性の低下を引き起こすことなく、ブレンドによる良好な相乗効果が発揮されることによるものと考えられる。また、ＥＡＭのエチレン成分がＥＰＤＭ及び／又はＥＰＭの主鎖に相容すると共に、アクリレート（アクリル酸メチル）成分が非極性のＥＰＤＭ及び／又はＥＰＭ主鎖に極性を付与し、主鎖間及び主鎖〜充填剤間の相互作用が増大されるため、高温又は大歪における物性向上が図られる。更に、ＥＡＭはムーニー粘度が低いため、ＥＡＭのブレンドでＥＰＤＭ及び／又はＥＰＭの高粘度に起因する加工性の低さを補う効果をも得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
本発明の防振ゴム組成物は、ゴム成分として、ＥＰＭ或いは（ＥＰＤＭ及びＥＰＭ）とＥＡＭとをその含有割合がＥＰＭ或いは（ＥＰＤＭ及びＥＰＭ）／ＥＡＭ（重量比）＝９５／５〜５／９５、好ましくは９０／１０〜１０／９０となるように含むものである。ＥＰＭ或いは（ＥＰＤＭ及び／又はＥＰＭ）とＥＡＭの配合割合がこの範囲外であると両者をブレンドすることによる本発明の効果を十分に得ることができない。
【００１２】
なお、ＥＰＤＭのジエン成分としては、エチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、１，４−ヘキサジエン（ＨＤ）等が挙げられ、ＥＰＭ或いは（ＥＰＤＭ及びＥＰＭ）のエチレン／プロピレン比率（重量比）が４０／６０〜９０／１０であり、好ましくは５０／５０〜７０／３０である。また、ＥＰＤＭの沃素価は５〜３０が好ましい。
【００１３】
一方、ＥＡＭとしてはアクリル酸メチル含量が４０〜９０重量％、特に５０〜８０重量％のものが好ましい。ＥＡＭは２元系又は架橋サイトを有する３元系が用いられるが、３元系の加硫物性は２元系の物性より劣るため、好ましくは２元系が用いられる。
【００１４】
本発明において、架橋剤としてはパーオキサイドを用いるのが好ましい。パーオキサイドとしては、例えば、１，１−ジｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ジｔ−ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ｔ−ブチルクミルパーオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，３−ビス（ｔ−ブチルペルパーオキシ−イソプロピル）−ベンゼンなどを用いることができる。
【００１５】
なお、上記架橋剤と共に、架橋助剤を併用することもできる。このような架橋助剤としては、例えば、硫黄、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィドなどの硫黄又は硫黄化合物、エチレンジ（メタ）アクリレート、ポリエチレンジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、フェニレンジマレイミド、トルイレンジマレイミドなどの多官能性モノマー類、ｐ−キノンオキシム、ｐ，ｐ’−ベンゾイルキノンオキシムなどのオキシム化合物を用いることができる。
【００１６】
本発明の防振ゴム組成物には、必要に応じて、充填剤、軟化剤、発泡剤の他、可塑剤、滑剤、粘着付与剤、老化防止剤、紫外線吸収剤などの他の各種の添加剤を配合することができる。
【００１７】
充填剤としては、例えば、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ、ＦＴ、ＭＴなどのカーボンブラックや、ホワイトカーボン、微粒子ケイ酸マグネシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、タルクなどの無機充填剤、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、変性メラミン樹脂、石油樹脂などの有機充填剤が挙げられる。
【００１８】
軟化剤としては、例えば、ゴムに通常用いられるアロマティック油、ナフテニック油、パラフィン油などのプロセスオイルや、やし油などの植物油、アルキルベンゼンオイルなどの合成油、エステル系などの可塑剤などが挙げられる。これらのうち、プロセスオイルと可塑剤の併用が好ましい。場合により、リン酸グリコールエステルも使用できる。
【００１９】
発泡剤としては、例えば、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、無水硝酸ナトリウムなどの無機発泡剤、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソテレフタルアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、３，３’−ジスルホンヒドラジドジフェニルスルホン、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスホルムアミドなどの有機発泡剤が挙げられる。
【００２０】
また、本発明の防振ゴム組成物には、その特性を損なわない範囲において他のゴム及び／又は樹脂の１種以上を混合して使用することもできる。
【００２１】
本発明の防振ゴム組成物は、通常の場合次のような配合で使用されるが、本発明の防振ゴム組成物では、後述の実施例に示されるように、ＥＰＭ或いは（ＥＰＤＭ及びＥＰＭ）／ＥＡＭ比を調節することにより、得られる防振ゴムの減衰性や耐油性を調整することができることから、下記配合において使用目的、要求特性に応じてＥＰＭ或いは（ＥＰＤＭ及びＥＰＭ）／ＥＡＭ比を制御すれば良い。
〔配合（ＰＨＲ）〕
ＥＰＭ或いは（ＥＰＤＭ及びＥＰＭ）／ＥＡＭゴム：１００
カーボンブラック ：０〜２００
オイル ：０〜２００
ステアリン酸 ：０〜１０
亜鉛華 ：０〜２０
パーオキサイド ：０．１〜２０
架橋助剤 ：０〜２０
【００２２】
このような本発明の防振ゴム組成物を、トーショナルダンパー、エンジンマウント、マフラーハンガー等の防振ゴムに適用するには、圧入、或いはポストボンド又は加硫接着による方法を採用することができる。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２４】
実施例１〜４、比較例１〜３
表１に示す配合のゴム組成物について、１６５℃、３０分で加硫を行い、下記方法で各種物性を評価し、結果を表２に示した。なお、パーオキサイドとしてはペロキシモンＦ−４０（ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−ジ−イソプロピルベンゼン）を用いた。またＥＰＤＭとしては、ジエン成分としてＥＮＢを含み、沃素価１２でエチレン／プロピレン＝６０／４０（重量比）のものを用い、ＥＰＭとしてはエチレン／プロピレン＝６０／４０（重量比）のものを用い、ＥＡＭとしてはアクリル酸メチル含量５５重量％の２元系ＥＡＭを用いた。
〔硬度〕
ＪＩＳ Ｋ ６３０１に基いて測定した。
〔強力（ＭＰａ）〕
ＪＩＳ Ｋ ６３０１に基いて測定した。
〔伸び（％）〕
ＪＩＳ Ｋ ６３０１に基いて測定した。
〔耐圧縮永久歪性（圧縮永久歪（％））〕
ＪＩＳ Ｋ ６３０１に基いて１００℃の温度条件で７０時間経過後の歪率を測定した。
〔減衰性（ｔａｎδ）〕
２５℃の温度条件で１５Ｈｚの振動を与えたときの損失係数ｔａｎδを東洋精機社製レオログラフで測定した。
〔耐熱性〕
１２０℃の温度条件で７５時間経過後の硬度、強力及び伸びをそれぞれ上記方法により測定し、その変化又は変化率を算出した。
〔耐油性〕
ＪＩＳ Ｎｏ．１ Ｏｉｌ中に１００℃で２２時間浸潰した後の硬度、強力、伸びをそれぞれ上記方法により測定し、その変化又は変化率を算出した。
〔低温性（脆化温度（℃））〕
ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準拠して脆化に到る温度を測定した。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【表２】

【００２７】
表１，２より次のことが明らかである。
【００２８】
即ち、比較例４のＮＲ／ＳＢＲ配合のものは、圧縮永久歪の判定値３０％を満たさず、また耐熱性の伸び変化率も判定値−３０％を満たさない。比較例１〜３は耐熱ポリマーを用いた例であり、いずれも比較例４に対して圧縮永久歪、耐熱性は優れるものの、比較例１は減衰性が判定値の０．２２を満足せず、耐油性の伸び変化率も基準値−２０％を満たさない。また、比較例２では低温性が判定値−４０℃を満たしておらず、比較例３では比較例１に比べ減衰性の改善が見られるが物性の低下が見られる。
【００２９】
これに対して、ＥＰＭ或いは（ＥＰＤＭ及びＥＰＭ）／ＥＡＭ配合の実施例１〜４では、物性、減衰性、耐熱性、耐油性及び低温性のすべてにおいて基準値を満足しており良好である。
【００３０】
なお、実施例１〜３より、ＥＡＭの割合が多くなると減衰性、耐油性が良好になることが認められ、必要に応じてブレンド比率を変えることにより、これらを調整することが可能であることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、減衰性、硬度、強力、伸びなどのゴム物性、耐圧縮永久歪性、耐油性等の諸特性に優れた防振ゴム組成物が提供される。

Claims (6)

1. ゴム成分としてＥＰＭとＥＡＭとを含み、ＥＰＭとＥＡＭとの含有割合がＥＰＭ／ＥＡＭ（重量比）＝９５／５〜５／９５であり、ＥＰＭのエチレン／プロピレン比率が４０／６０〜９０／１０（重量比）であることを特徴とする防振ゴム組成物。
2. 請求項１において、ゴム成分として更にＥＰＤＭを含み、ＥＰＤＭ及びＥＰＭとＥＡＭとの含有割合が（ＥＰＤＭ及びＥＰＭ）／ＥＡＭ（重量比）＝９５／５〜５／９５であり、ＥＰＤＭ及びＥＰＭのエチレン／プロピレン比率が４０／６０〜９０／１０（重量比）であることを特徴とする防振ゴム組成物。
3. 請求項１又は２において、ＥＰＭ又は（ＥＰＤＭ及びＥＰＭ）とＥＡＭとの含有割合が重量比で９０／１０〜１０／９０であることを特徴とする防振ゴム組成物。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、ＥＡＭのアクリレート含量が４０〜９０重量％であることを特徴とする防振ゴム組成物。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、ＥＡＭが２元系又は架橋サイトを有する３元系ゴムであることを特徴とする防振ゴム組成物。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、架橋剤としてパーオキサイドを含有することを特徴とする防振ゴム組成物。