JP5759399B2 - Anti-vibration rubber composition and anti-vibration rubber member - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用エンジンマウント等に好適な防振ゴム部材、およびそれを製造するための防振ゴム組成物に関する。 The present invention relates to an anti-vibration rubber member suitable for an engine mount for automobiles and the like, and an anti-vibration rubber composition for producing the same.
自動車等の車両においては、振動や騒音の発生源となる部位に防振ゴム部材を配置して、振動の伝達および騒音の拡散を低減している。この種の防振ゴム部材には、エンジン等の重量物を支持する強度や、振動を吸収し抑制する防振性能が要求される。防振性能を示す特性の一つとして、動倍率がある。動倍率は、動的ばね定数と静的ばね定数との比(動的ばね定数(Kd)/静的ばね定数(Ks))であり、動倍率が小さいほど、防振性能が高い。 In a vehicle such as an automobile, a vibration-proof rubber member is disposed at a site that is a source of vibration and noise to reduce vibration transmission and noise diffusion. This type of anti-vibration rubber member is required to have a strength for supporting heavy objects such as an engine and an anti-vibration performance that absorbs and suppresses vibration. One of the characteristics showing the anti-vibration performance is dynamic magnification. The dynamic magnification is the ratio of the dynamic spring constant to the static spring constant (dynamic spring constant (Kd) / static spring constant (Ks)), and the smaller the dynamic magnification, the higher the anti-vibration performance.
防振ゴム部材の材料としては、引張強さが大きく、振動による発熱が少ない等の理由から、主として天然ゴムが用いられる。そして、防振ゴム部材の強度向上や、低動倍率化を図るべく、天然ゴムを含む組成物(防振ゴム組成物)について、種々の改良がなされている(例えば、特許文献1〜4参照)。 As a material for the vibration-proof rubber member, natural rubber is mainly used because of its high tensile strength and low heat generation due to vibration. And various improvement is made | formed about the composition (anti-vibration rubber composition) containing a natural rubber in order to aim at the intensity | strength improvement of a vibration-proof rubber member, or low dynamic magnification (for example, refer patent documents 1-4). ).
通常、防振ゴム組成物には、補強材として、カーボンブラック、シリカ等が配合される。補強材の配合量が多いほど、得られる架橋物(防振ゴム部材)の硬さが大きくなり、強度(静的ばね定数)は大きくなる。しかし、補強材の配合量の増加に伴い、振動による補強材の摩擦が大きくなるため、エネルギーロスが大きくなり、動倍率が上昇してしまう。 Usually, carbon black, silica and the like are blended in the vibration-proof rubber composition as a reinforcing material. The greater the compounding amount of the reinforcing material, the greater the hardness of the resulting crosslinked product (anti-vibration rubber member) and the greater the strength (static spring constant). However, as the blending amount of the reinforcing material increases, the friction of the reinforcing material due to vibration increases, so that the energy loss increases and the dynamic magnification increases.
一方、動倍率は、配合する補強材の粒子径により変化する。例えば、カーボンブラックを配合する場合、配合量を変えずに、粒子径を大きくすると、動倍率を比較的小さくすることができる。しかし、粒子径を大きくした分、カーボンブラックによる補強効果が小さくなる。このため、所望の強度を得ることは難しい。反対に、カーボンブラックの粒子径を小さくすると、補強効果は大きくなる。このため、防振ゴム部材の強度は向上する。しかし、カーボンブラック同士、あるいはカーボンブラックとポリマーとの摩擦によるロスが大きくなり、動倍率は大きくなってしまう。このように、防振ゴム部材において、強度の向上と低動倍率化とは、背反の関係にあり、これら両方を実現することは難しい。すなわち、補強材の配合量や粒子径を調整するだけでは、強度を低下させずに、低動倍率化することは難しい。 On the other hand, the dynamic magnification varies depending on the particle diameter of the reinforcing material to be blended. For example, when carbon black is blended, the dynamic magnification can be made relatively small by increasing the particle diameter without changing the blending amount. However, the reinforcing effect of carbon black is reduced by increasing the particle size. For this reason, it is difficult to obtain a desired strength. On the contrary, when the particle size of the carbon black is reduced, the reinforcing effect is increased. For this reason, the strength of the anti-vibration rubber member is improved. However, loss due to friction between carbon blacks or between carbon black and polymer increases, and the dynamic magnification increases. Thus, in the vibration-proof rubber member, the improvement in strength and the reduction in dynamic magnification are in a trade-off relationship, and it is difficult to realize both of them. That is, it is difficult to reduce the dynamic magnification without reducing the strength only by adjusting the blending amount and particle diameter of the reinforcing material.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、強度を低下させずに低動倍率化された防振ゴム部材、およびそれを製造可能な防振ゴム組成物を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a vibration-proof rubber member having a reduced dynamic magnification without reducing strength, and a vibration-proof rubber composition capable of producing the same. Let it be an issue.
(1)上記課題を解決するため、本発明の防振ゴム組成物は、窒素含有量が0.6質量%以上の固形天然ゴム、補強材、および架橋剤を含むことを特徴とする。 (1) In order to solve the above-mentioned problems, the vibration-proof rubber composition of the present invention is characterized by containing a solid natural rubber having a nitrogen content of 0.6% by mass or more, a reinforcing material, and a crosslinking agent.
一般に、ゴム製品の製造原料として流通している固形の天然ゴムは、視覚格付けゴム(VGR)と、技術的格付けゴム(TSR)と、に大別される。VGRの中では、「天然ゴム各種等級品の国際品質包装規格(通称グリーンブック)」に基づく格付けによる燻煙シート(RSS)が代表的である。例えば、RSSは、次のようにして製造される。まず、フィールドラテックスにギ酸や酢酸等の酸を加えて凝固させた後、作業台の上に載せ、棒で伸ばして厚さを調整する。続いて、波形(リブ形状)ロールで伸ばしながら水分を絞り、シート状に成形する。次に、成形したシートを数日間吊して乾燥させる。そして、乾燥後の未燻煙シート(USS)を水洗し、数日間燻煙、乾燥させる。また、TSRは、カップランプ(フィールドラテックスが収集カップ中で自然凝固したもの)等の原料を粉砕しながら水洗し、粉砕物を繰り返しロールに通して水分を絞り出した後、熱風乾燥させて製造される。 Generally, solid natural rubber distributed as a raw material for producing rubber products is roughly classified into visual rating rubber (VGR) and technical rating rubber (TSR). A representative example of VGR is a smoke sheet (RSS) based on a rating based on “International Quality Packaging Standard for Natural Rubber Grades (commonly called Green Book)”. For example, RSS is manufactured as follows. First, after adding acid such as formic acid or acetic acid to the field latex and coagulating it, it is placed on a work table and stretched with a stick to adjust the thickness. Subsequently, the water is squeezed while being stretched by a corrugated (rib-shaped) roll, and formed into a sheet shape. Next, the molded sheet is hung for several days and dried. Then, the dried smokeless sheet (USS) is washed with water, smoked and dried for several days. TSR is manufactured by washing raw materials such as cup lamps (field latex naturally solidified in a collection cup) with pulverization, repeatedly passing the pulverized product through a roll and squeezing out moisture, and then drying with hot air. The
このように、固形の天然ゴムは、天然ゴムラテックスの凝固、凝固物の水分絞り出しおよび水洗といった工程を経て製造される。一方、天然ゴムには、ゴム成分の他に、タンパク質、脂質等の非ゴム成分が含まれる。これらの非ゴム成分のうち、タンパク質等の水溶性のものは、水分の絞り出しや水洗の際に、水分と共に流出してしまう。本発明者が検討したところ、タンパク質量が少ないと、ゴム製品を製造する場合に、天然ゴムが本来有する機能が充分に発揮されない、という知見を得た。 Thus, solid natural rubber is manufactured through processes such as coagulation of natural rubber latex, squeezing out water from the coagulum, and washing with water. On the other hand, natural rubber includes non-rubber components such as proteins and lipids in addition to rubber components. Among these non-rubber components, water-soluble ones such as proteins flow out together with moisture when squeezing out or washing with water. As a result of investigation by the present inventor, it has been found that when the amount of protein is small, the function inherent to natural rubber is not sufficiently exhibited when a rubber product is produced.
この点、本発明の防振ゴム組成物においては、ゴム成分として、窒素含有量が0.6質量%以上の固形天然ゴムを用いる。本明細書においては、窒素含有量として、Perkin Elmer社の「2400II 全自動元素分析装置(CHNS/O)」により測定された値を採用している。固形天然ゴム中の窒素は、主にタンパク質に由来する。このため、窒素含有量が多いほど、タンパク質が多く含まれると考えられる。ちなみに、水洗等を行う従来の方法により得られる固形天然ゴムの窒素含有量は、0.5質量%程度である。 In this regard, in the vibration-proof rubber composition of the present invention, a solid natural rubber having a nitrogen content of 0.6% by mass or more is used as the rubber component. In this specification, the value measured by "2400II fully automatic elemental analyzer (CHNS / O)" of Perkin Elmer is adopted as nitrogen content. Nitrogen in solid natural rubber is mainly derived from proteins. For this reason, it is thought that more protein is contained, so that there is much nitrogen content. Incidentally, the nitrogen content of the solid natural rubber obtained by the conventional method of washing with water or the like is about 0.5% by mass.
本発明の防振ゴム組成物においては、残存たんぱく質量が多い固形天然ゴムを用いる。このため、本発明の防振ゴム組成物によると、天然ゴムが本来有する機能を、充分発揮させることができる。具体的には、本発明の防振ゴム組成物を架橋した場合、架橋速度および架橋密度が大きくなる。この理由としては、次の二つが考えられる。一つは、架橋剤として硫黄を使用した場合、タンパク質が加硫促進剤となり、ゴム成分と硫黄との反応を促進するからである。もう一つは、タンパク質自身が、架橋剤としての役割を果たし、タンパク質を介した新たな架橋構造が形成されるからである。また、本発明の防振ゴム組成物によると、得られる架橋物(防振ゴム部材)の強度が、大きくなる。この理由は、タンパク質が天然ゴムの補強材として機能しているためと、考えられる。すなわち、たんぱく質自身による補強効果の他、タンパク質が、補強材として配合されたカーボンブラックと天然ゴムとの間を橋渡しすることにより、両者の結合が強化されると考えられる。 In the vibration-proof rubber composition of the present invention, solid natural rubber having a large amount of residual protein is used. For this reason, according to the vibration-insulating rubber composition of the present invention, the function inherent to natural rubber can be sufficiently exerted. Specifically, when the vibration-insulating rubber composition of the present invention is crosslinked, the crosslinking rate and the crosslinking density are increased. There are two possible reasons for this. One is that when sulfur is used as the cross-linking agent, the protein becomes a vulcanization accelerator and accelerates the reaction between the rubber component and sulfur. The other is that the protein itself serves as a cross-linking agent and a new cross-linked structure is formed via the protein. Moreover, according to the vibration-insulating rubber composition of the present invention, the strength of the obtained cross-linked product (vibration-proof rubber member) is increased. The reason is considered that protein functions as a reinforcing material for natural rubber. That is, in addition to the reinforcing effect of the protein itself, it is considered that the protein is bridged between the carbon black blended as a reinforcing material and the natural rubber, thereby strengthening the bond between the two.
したがって、本発明の防振ゴム組成物によると、天然ゴムに元々含まれるタンパク質の補強効果により、例えば補強材の配合量を減らすなどして低動倍率化しても、強度が大きい防振ゴム部材を製造することができる。すなわち、従来の防振ゴム部材と比較して、同じ強度において、動倍率を小さくすることができる。また、同じ動倍率において、強度を大きくすることができる。 Therefore, according to the anti-vibration rubber composition of the present invention, the anti-vibration rubber member having high strength even if the dynamic ratio is reduced by reducing the amount of the reinforcing material, for example, due to the reinforcing effect of the protein originally contained in the natural rubber. Can be manufactured. That is, the dynamic magnification can be reduced at the same strength as compared with the conventional vibration-proof rubber member. Further, the strength can be increased at the same dynamic magnification.
(2)本発明の防振ゴム部材は、上記(1)の構成の本発明の防振ゴム組成物を架橋してなることを特徴とする。 (2) The anti-vibration rubber member of the present invention is obtained by crosslinking the anti-vibration rubber composition of the present invention having the constitution (1).
上記(1)において説明したように、本発明の防振ゴム部材によると、天然ゴムに元々含まれるタンパク質の補強効果により、所望の強度を維持したまま低動倍率化を実現することができる。 As described in (1) above, according to the vibration-insulating rubber member of the present invention, it is possible to achieve a low dynamic magnification while maintaining a desired strength due to the reinforcing effect of the protein originally contained in the natural rubber.
以下、本発明の防振ゴム組成物および防振ゴム部材について、それぞれ詳細に説明する。 Hereinafter, the anti-vibration rubber composition and anti-vibration rubber member of the present invention will be described in detail.
<防振ゴム組成物>
本発明の防振ゴム組成物は、窒素含有量が0.6質量%以上の固形天然ゴム、補強材、および架橋剤を含む。固形天然ゴムは、天然ゴムラテックスを乾燥して製造される。天然ゴムラテックスとしては、タッピングにより採液されたフィールドラテックスや、それにアンモニアを加えて処理されたラテックス(ハイアンモニアラテックス)を用いればよい。また、固形天然ゴムの窒素含有量を0.6質量%以上にするためには、従来の方法とは異なり、天然ゴムラテックスの凝固、凝固物の水分絞り出しおよび水洗を行わずに、天然ゴムラテックスを乾燥する必要がある。こうすることにより、水溶性の非ゴム成分であるタンパク質の流出が抑制される。つまり、天然ゴムに元々含まれるタンパク質を、残存させることができる。固形天然ゴムの窒素含有量が0.7質量%以上であると、より好適である。
<Anti-Vibration Rubber Composition>
The anti-vibration rubber composition of the present invention includes a solid natural rubber having a nitrogen content of 0.6% by mass or more, a reinforcing material, and a crosslinking agent. Solid natural rubber is produced by drying natural rubber latex. As the natural rubber latex, a field latex collected by tapping or a latex (high ammonia latex) treated with ammonia added thereto may be used. Also, in order to increase the nitrogen content of the solid natural rubber to 0.6% by mass or more, unlike the conventional method, the natural rubber latex is not performed without coagulating the natural rubber latex, squeezing out the water of the coagulated product, and washing with water. Need to be dried. By doing so, the outflow of protein which is a water-soluble non-rubber component is suppressed. That is, the protein originally contained in the natural rubber can be left. It is more preferable that the nitrogen content of the solid natural rubber is 0.7% by mass or more.
天然ゴムラテックスの乾燥方法は、特に限定されない。例えば、天然ゴムラテックスをオーブン中で加熱して、乾燥すればよい。熱による天然ゴムの劣化や、生産性を考慮すると、加熱された基材に天然ゴムラテックスを塗布して、または吹き付けて、乾燥することが望ましい。こうすると、乾燥時間を短縮することができる。よって、天然ゴムの熱劣化を抑制することができると共に、生産性が向上する。なかでも、天然ゴムラテックスを吹き付ける方法が、望ましい。吹き付けられた天然ゴムラテックスは、基材表面にドット状に付着する。このため、基材表面に塗布した場合と比較して、比表面積が大きくなり、乾燥しやすい。したがって、天然ゴムラテックスを、より短時間で乾燥させることができる。 The method for drying the natural rubber latex is not particularly limited. For example, natural rubber latex may be heated in an oven and dried. In consideration of degradation of natural rubber due to heat and productivity, it is desirable to apply natural rubber latex to a heated substrate or to spray and dry it. In this way, the drying time can be shortened. Therefore, thermal degradation of natural rubber can be suppressed, and productivity is improved. Among these, a method of spraying natural rubber latex is desirable. The sprayed natural rubber latex adheres to the substrate surface in the form of dots. For this reason, compared with the case where it apply | coats to the base-material surface, a specific surface area becomes large and it is easy to dry. Therefore, the natural rubber latex can be dried in a shorter time.
基材の形状等は、特に限定されない。例えば、基材としてドラム等の回転部材を使用するとよい。この場合、回転部材の加熱された無端環状面(例えばドラムの外周面)に、天然ゴムラテックスを吹き付けて、無端環状面を回転させながら、塗液を乾燥する。そして、得られた固形天然ゴムを、順に無端環状面から剥離すればよい。こうすることにより、天然ゴムラテックスの吹き付け→乾燥→固形天然ゴムの剥離、という一連の工程の自動化が可能となる。したがって、生産性が格段に向上する。 The shape of the substrate is not particularly limited. For example, a rotating member such as a drum may be used as the base material. In this case, natural rubber latex is sprayed onto the heated endless annular surface (for example, the outer peripheral surface of the drum) of the rotating member, and the coating liquid is dried while rotating the endless annular surface. And what is necessary is just to peel the obtained solid natural rubber from an endless annular surface in order. By doing so, it is possible to automate a series of steps of spraying natural rubber latex → drying → peeling solid natural rubber. Therefore, productivity is greatly improved.
基材表面の温度は、120℃以上200℃以下の範囲が望ましい。基材表面の温度が低すぎると、実用的な乾燥時間で、天然ゴムラテックスの乾燥を充分に行うことができない。反対に、基材表面の温度が高すぎると、付着した天然ゴムラテックスが過剰に加熱され、劣化するおそれがある。 The temperature of the substrate surface is desirably in the range of 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. If the temperature of the substrate surface is too low, the natural rubber latex cannot be sufficiently dried in a practical drying time. On the other hand, if the temperature of the substrate surface is too high, the attached natural rubber latex may be excessively heated and deteriorated.
補強材としては、通常、防振ゴム部材に用いられるカーボンブラック、シリカ等を用いればよい。カーボンブラックとしては、SAF級、ISAF級、HAF級、MAF級、FEF級、GPF級、SRF級、FT級、MT級等の種々のグレードのものを用いることができる。これらの一種を単独で、または二種以上を混合して用いればよい。カーボンブラックの配合量は、10質量部以上140質量部以下であることが望ましい。強度と動倍率とのバランスを考慮すると、20質量部以上70質量部以下が、より好適である。 As the reinforcing material, carbon black, silica, or the like usually used for a vibration-proof rubber member may be used. As the carbon black, various grades such as SAF class, ISAF class, HAF class, MAF class, FEF class, GPF class, SRF class, FT class, MT class and the like can be used. Any of these may be used alone or in admixture of two or more. The blending amount of carbon black is desirably 10 parts by mass or more and 140 parts by mass or less. In consideration of the balance between strength and dynamic magnification, 20 parts by mass or more and 70 parts by mass or less is more preferable.
架橋剤としては、通常、天然ゴムの架橋に用いられる硫黄(粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄等)、または有機過酸化物を用いればよい。架橋剤として硫黄を用いた場合、硫黄の配合量は、固形天然ゴムの100質量部に対して、0.2質量部以上7質量部以下であるとよい。より好適には、0.3質量部以上5質量部以下である。硫黄の配合量が少ないと、架橋を充分に進行させることができないため、動倍率が上昇するおそれがある。反対に、硫黄の配合量が多いと、架橋点が多くなり、架橋密度が大きくなる。しかし、架橋点は熱により切断されやすい。このため、硫黄の配合量が多いと、架橋物(防振ゴム部材)の耐熱性が低下するおそれがある。この点、窒素含有量が0.6質量%以上の固形天然ゴムによると、残存タンパク質量が多い分、架橋密度が大きい架橋物を製造することができる。したがって、架橋密度を維持しながら、従来より硫黄の配合量を少なくして、防振ゴム部材の耐熱性を向上させることができる。 As the cross-linking agent, sulfur (powder sulfur, precipitated sulfur, insoluble sulfur, etc.) or organic peroxide usually used for cross-linking of natural rubber may be used. When sulfur is used as the crosslinking agent, the amount of sulfur is preferably 0.2 parts by mass or more and 7 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid natural rubber. More preferably, it is 0.3 to 5 parts by mass. If the amount of sulfur is small, crosslinking cannot proceed sufficiently, and the dynamic magnification may increase. On the other hand, when the amount of sulfur is large, the number of crosslinking points increases and the crosslinking density increases. However, the crosslinking point is easily cut by heat. For this reason, when there is much compounding quantity of sulfur, there exists a possibility that the heat resistance of a crosslinked material (vibration-proof rubber member) may fall. In this respect, according to the solid natural rubber having a nitrogen content of 0.6% by mass or more, a cross-linked product having a high cross-linking density can be produced as the amount of residual protein is large. Therefore, while maintaining the crosslinking density, it is possible to improve the heat resistance of the vibration-proof rubber member by reducing the amount of sulfur as compared with the conventional one.
本発明の防振ゴム組成物は、さらに、加硫促進剤、酸化亜鉛、加工助剤、老化防止剤、軟化剤等の添加剤を含んでいてもよい。加硫促進剤としては、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、アルデヒドアンモニア系、アルデヒドアミン系、グアニジン系、チオウレア系等の公知の加硫促進剤を用いればよい。なかでも、スルフェンアミド系の加硫促進剤は、架橋反応性に優れる点で好適である。加工助剤としては、ステアリン酸、酸化マグネシウム等を用いればよい。老化防止剤としては、カルバメート系、フェニレンジアミン系、フェノール系、ジフェニルアミン系、キノリン系、イミダゾール系等の老化防止剤や、ワックス等を用いればよい。軟化剤としては、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル、アロマ系オイル等を用いればよい。 The anti-vibration rubber composition of the present invention may further contain additives such as a vulcanization accelerator, zinc oxide, a processing aid, an antiaging agent, and a softening agent. As the vulcanization accelerator, known vulcanization accelerators such as thiazole, sulfenamide, thiuram, aldehyde ammonia, aldehyde amine, guanidine, thiourea, etc. may be used. Of these, sulfenamide-based vulcanization accelerators are preferred in that they have excellent crosslinking reactivity. As the processing aid, stearic acid, magnesium oxide or the like may be used. As the anti-aging agent, anti-aging agents such as carbamate-based, phenylene diamine-based, phenol-based, diphenylamine-based, quinoline-based, imidazole-based, etc., wax or the like may be used. As the softening agent, naphthenic oil, paraffinic oil, aroma oil or the like may be used.
本発明の防振ゴム組成物は、固形天然ゴム、補強材、および架橋剤の他、必要に応じて添加剤を配合して、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を用いて混練りすることにより、調製すればよい。 The anti-vibration rubber composition of the present invention, in addition to solid natural rubber, reinforcing material, and cross-linking agent, by blending additives as necessary, by kneading using a Banbury mixer, kneader, roll, etc. What is necessary is just to prepare.
<防振ゴム部材>
本発明の防振ゴム部材は、上記本発明の防振ゴム組成物を架橋してなる。すなわち、本発明の防振ゴム部材は、調製した防振ゴム組成物を、例えば140〜180℃の温度下で、5〜30分間保持して架橋することにより、製造される。本発明の防振ゴム部材は、自動車等の車両に配置されるエンジンマウント、ミッションマウント、ボディマウント、キャブマウント、メンバーマウント、デフマウント、コンロッド、トルクロッド、ストラットバークッション、センターベアリングサポート、トーショナルダンパー、ステアリングラバーカップリング、テンションロッドブッシュ、バウンドストッパー、FFエンジンロールストッパー、マフラーハンガー、スタビライザーリングロッド、ラジエーターサポート、コントロールアームブッシュ、サスペンションアームブッシュ等に好適である。
<Anti-vibration rubber member>
The anti-vibration rubber member of the present invention is formed by crosslinking the anti-vibration rubber composition of the present invention. That is, the anti-vibration rubber member of the present invention is produced by crosslinking the prepared anti-vibration rubber composition by holding it at a temperature of, for example, 140 to 180 ° C. for 5 to 30 minutes. The anti-vibration rubber member of the present invention includes an engine mount, a mission mount, a body mount, a cab mount, a member mount, a differential mount, a connecting rod, a torque rod, a strut bar cushion, a center bearing support, and a torsional damper disposed in a vehicle such as an automobile. Suitable for steering rubber coupling, tension rod bush, bound stopper, FF engine roll stopper, muffler hanger, stabilizer ring rod, radiator support, control arm bush, suspension arm bush, etc.
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。 Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
<固形天然ゴムの製造>
天然ゴムラテックスとして、パラゴムノキからタッピングにて採液したフィールドラテックスに、アンモニアを0.5質量%添加したものを使用した。まず、天然ゴムラテックスを、回転するドラムの外周面に吹き付けて、乾燥させた。ドラムの回転速度は、約1rpm(1分間に約1回転)であり、ドラムの外周面は、予め約180℃に加熱されている。吹き付けられた天然ゴムラテックスの液滴は、ドラムの回転と共に乾燥しながら互いに結着して、シート状に固形化される。次に、ドラムが約3/4回転したところで、形成されたシートを、ドラムの外周面から剥離した。このように、天然ゴムラテックスの吹き付け→乾燥→固形天然ゴムシートの剥離、という一連の工程を繰り返して、固形天然ゴムを製造した。得られた固形天然ゴム中の窒素含有量を、Perkin Elmer社製「2400II 全自動元素分析装置(CHNS/O)」により測定したところ、0.7質量%であった。
<Manufacture of solid natural rubber>
As the natural rubber latex, one obtained by adding 0.5% by mass of ammonia to a field latex collected by tapping from para rubber tree was used. First, natural rubber latex was sprayed on the outer peripheral surface of a rotating drum and dried. The rotation speed of the drum is about 1 rpm (about 1 rotation per minute), and the outer peripheral surface of the drum is heated to about 180 ° C. in advance. The sprayed droplets of natural rubber latex are bonded together while being dried with the rotation of the drum, and are solidified into a sheet. Next, when the drum was rotated about 3/4, the formed sheet was peeled from the outer peripheral surface of the drum. Thus, solid natural rubber was manufactured by repeating a series of steps of spraying natural rubber latex → drying → peeling the solid natural rubber sheet. The nitrogen content in the obtained solid natural rubber was measured by “2400II fully automatic elemental analyzer (CHNS / O)” manufactured by Perkin Elmer, and found to be 0.7% by mass.
<防振ゴム組成物の調製>
[実施例1]
まず、製造した固形天然ゴム100質量部と、酸化亜鉛2種(堺化学工業(株)製)5質量部と、加工助剤のステアリン酸(花王(株)製「ルナック(登録商標)S30」)2質量部と、老化防止剤の「オゾノン(登録商標)6C」(精工化学(株)製)1質量部、「ノンフレックス(登録商標)RD(同社製)」1質量部、および「サンノック(登録商標)」(大内新興化学工業(株)製)2質量部と、FEF級カーボンブラック(東海カーボン(株)製「シーストSO」)30質量部と、軟化剤のナフテン系オイル(出光興産(株)製「ダイアナ(登録商標)プロセスオイルNM−300」)3質量部と、加硫促進剤の「ノクセラー(登録商標)CZ」(大内新興化学工業(株)製)2質量部、および「サンセラー(登録商標)TT」(三新化学工業(株)製)1質量部と、硫黄(鶴見化学工業(株)製「サルファックスT−10」)1質量部と、をロールを用いて混練して、防振ゴム組成物を調製した。調製した防振ゴム組成物を、実施例1の防振ゴム組成物とした。
<Preparation of anti-vibration rubber composition>
[Example 1]
First, 100 parts by weight of the manufactured solid natural rubber, 5 parts by weight of zinc oxide (made by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), and a processing aid stearic acid ("Lunac (registered trademark) S30" manufactured by Kao Corporation) ) 2 parts by weight, 1 part by weight of “Ozonon (registered trademark) 6C” (manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.), 1 part by weight of “Nonflex (registered trademark) RD (manufactured by the company)”, and “Sannokku” (Registered trademark) "(Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) 2 parts by mass, FEF grade carbon black (Tokai Carbon Co., Ltd." Seast SO ") 30 parts by mass, softener naphthenic oil (Idemitsu) 3 parts by mass of “Diana (registered trademark) process oil NM-300” manufactured by Kosan Co., Ltd. and 2 parts by mass of “Noxeller (registered trademark) CZ” (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) as a vulcanization accelerator , And "Sunseller (R) TT" ( 1 part by mass of Shin Kagaku Kogyo Co., Ltd. and 1 part by mass of sulfur (“Sulfax T-10” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.) are kneaded using a roll to obtain an anti-vibration rubber composition. Prepared. The prepared anti-vibration rubber composition was used as the anti-vibration rubber composition of Example 1.
[実施例2]
カーボンブラックの配合量を40質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の防振ゴム組成物を調製した。
[Example 2]
An antivibration rubber composition of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of carbon black was changed to 40 parts by mass.
[実施例3]
カーボンブラックの配合量を50質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の防振ゴム組成物を調製した。
[Example 3]
An antivibration rubber composition of Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of carbon black was changed to 50 parts by mass.
[比較例1]
製造した固形天然ゴムに代えて、従来の方法により製造された固形天然ゴム「RSS#3」を素練りしたものを用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1の防振ゴム組成物を調製した。使用した固形天然ゴム中の窒素含有量は、0.5質量%であった。
[Comparative Example 1]
The anti-vibration rubber of Comparative Example 1 was the same as Example 1 except that a solid natural rubber “RSS # 3” produced by a conventional method was used instead of the produced solid natural rubber. A composition was prepared. The nitrogen content in the solid natural rubber used was 0.5% by mass.
[比較例2]
カーボンブラックの配合量を40質量部に変更した以外は、比較例1と同様にして、比較例2の防振ゴム組成物を調製した。
[Comparative Example 2]
An anti-vibration rubber composition of Comparative Example 2 was prepared in the same manner as Comparative Example 1 except that the amount of carbon black was changed to 40 parts by mass.
[比較例3]
カーボンブラックの配合量を50質量部に変更した以外は、比較例1と同様にして、比較例3の防振ゴム組成物を調製した。
[Comparative Example 3]
An anti-vibration rubber composition of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as Comparative Example 1 except that the amount of carbon black was changed to 50 parts by mass.
実施例1〜3および比較例1〜3の防振ゴム組成物の原料を、表1にまとめて示す。
<架橋物の製造およびその評価>
調製した防振ゴム組成物を、160℃で30分間架橋して、架橋物を製造した。そして、以下の評価項目ごとに、当該架橋物からなるテストピースを作製し、架橋物の特性を評価した。
<Production and evaluation of cross-linked product>
The prepared anti-vibration rubber composition was crosslinked at 160 ° C. for 30 minutes to produce a crosslinked product. And the test piece which consists of the said crosslinked material was produced for every following evaluation items, and the characteristic of the crosslinked material was evaluated.
[引張特性]
防振ゴム組成物を上記条件でプレス成形して、厚さ2mmのゴムシート(架橋物)を作製した。当該ゴムシートを打ち抜いて、JIS K 6251(2010)に規定されるダンベル状5号形のテストピースを作製した。作製したテストピースを用い、同JISに規定される引張試験方法に従って、切断時引張強さ(TSb)および切断時伸び(Eb)を測定した。測定結果を、表1にまとめて示す。
[Tensile properties]
The anti-vibration rubber composition was press-molded under the above conditions to produce a rubber sheet (crosslinked product) having a thickness of 2 mm. The rubber sheet was punched out to produce a dumbbell-shaped No. 5 test piece defined in JIS K 6251 (2010). Using the prepared test piece, the tensile strength at break (TS b ) and the elongation at break (E b ) were measured according to the tensile test method defined in the JIS. The measurement results are summarized in Table 1.
表1に示すように、 実施例1〜3の防振ゴム組成物から作製された架橋物(以下「実施例1〜3の架橋物」と称す)は、従来の固形天然ゴムを用いた比較例1〜3の防振ゴム組成物から作製された架橋物(以下「比較例1〜3の架橋物」と称す)と同様に、優れた引張特性を有することが確認された。 As shown in Table 1, the cross-linked product prepared from the anti-vibration rubber compositions of Examples 1 to 3 (hereinafter referred to as “the cross-linked product of Examples 1 to 3”) is a comparison using conventional solid natural rubber. It was confirmed to have excellent tensile properties in the same manner as the cross-linked product prepared from the anti-vibration rubber compositions of Examples 1 to 3 (hereinafter referred to as “cross-linked product of Comparative Examples 1 to 3”).
[硬さ]
防振ゴム組成物を上記条件でプレス成形して、厚さ6mmのゴムシート(架橋物)を作製した。当該ゴムシートを用いて、JIS K 6253(2006)に規定されるタイプAデュロメータ硬さを測定した。測定結果を、表1にまとめて示す。
[Hardness]
The anti-vibration rubber composition was press-molded under the above conditions to produce a rubber sheet (crosslinked product) having a thickness of 6 mm. Using the rubber sheet, the type A durometer hardness defined in JIS K 6253 (2006) was measured. The measurement results are summarized in Table 1.
表1に示すように、実施例、比較例のいずれにおいても、カーボンブラックの増加に伴い、硬さは大きくなった。また、カーボンブラックの配合量が同じもの同士を比較すると、実施例1〜3の架橋物の硬さは、比較例1〜3の架橋物のそれよりも、大きいことが確認された。 As shown in Table 1, in any of the examples and comparative examples, the hardness increased with an increase in carbon black. Moreover, when the thing with the same compounding quantity of carbon black was compared, it was confirmed that the hardness of the crosslinked material of Examples 1-3 is larger than that of the crosslinked material of Comparative Examples 1-3.
[動特性]
防振ゴム組成物から、円柱状のゴム片(直径50mm、高さ25mm)を作製した。当該ゴム片の二つの底面に、円板状金具(直径60mm、厚さ6mm)を一つずつ配置して、上記条件でプレス加工することにより、ゴム片を加硫すると共に両底面に金具を接着した。このようにして、一対の金具間に、円柱状の架橋物が挟持されたテストピースを作製した。 作製したテストピースを用い、JIS K6385(2001)に規定される試験方法に従って、架橋物の静的ばね定数および動的ばね定数を算出した。すなわち、軸方向から荷重を加えて、テストピースを7mm圧縮した後、除荷して復元した。その後、再度荷重を加えて、テストピースを7mm圧縮した。その際、荷重を加える過程の荷重−撓み曲線を作成し、当該荷重−撓み曲線から、撓みが1.5mm、3.5mmの時の荷重値を読み取って、静的ばね定数(Ks)を算出した。また、テストピースを軸方向に2.5mm圧縮した状態で、この圧縮位置を中心とする振幅0.05mmの定変位調和圧縮振動を、周波数100Hzにて与えた。そして、上記JISに規定される非共振方法(JIS K6394を引用)により、100Hz時の動的ばね定数(Kd100)を算出した。動的ばね定数を静的ばね定数で除することにより(Kd100/Ks)、動倍率を算出した。測定結果を、表1にまとめて示す。また、図1に、静的ばね定数に対する動倍率の値をグラフで示す。
[Dynamic characteristics]
A cylindrical rubber piece (diameter 50 mm, height 25 mm) was produced from the vibration-proof rubber composition. By placing disc-shaped metal fittings (diameter 60 mm, thickness 6 mm) one by one on the two bottom surfaces of the rubber pieces and pressing them under the above conditions, the rubber pieces are vulcanized and the metal fittings are attached to both bottom surfaces. Glued. In this manner, a test piece in which a columnar cross-linked product was sandwiched between a pair of metal fittings was produced. Using the prepared test piece, the static spring constant and the dynamic spring constant of the crosslinked product were calculated according to the test method defined in JIS K6385 (2001). That is, a load was applied from the axial direction, the test piece was compressed by 7 mm, and then unloaded and restored. Then, the load was applied again and the test piece was compressed 7 mm. At that time, a load-deflection curve in the process of applying the load is created, and the static spring constant (Ks) is calculated by reading the load value when the deflection is 1.5 mm and 3.5 mm from the load-deflection curve. did. Further, in a state where the test piece was compressed 2.5 mm in the axial direction, constant displacement harmonic compression vibration having an amplitude of 0.05 mm centered on the compression position was applied at a frequency of 100 Hz. Then, the dynamic spring constant (Kd 100 ) at 100 Hz was calculated by a non-resonant method (cited JIS K6394) defined in the above JIS. The dynamic magnification was calculated by dividing the dynamic spring constant by the static spring constant (Kd 100 / Ks). The measurement results are summarized in Table 1. FIG. 1 is a graph showing the value of the dynamic magnification with respect to the static spring constant.
表1および図1に示すように、実施例および比較例において、カーボンブラックの配合量が同じもの同士を比較すると、実施例の架橋物の方が、比較例の架橋物よりも、静的ばね定数が大きくなった。つまり、強度が大きくなった。また、図1のグラフから、静的ばね定数が同じ場合、実施例の架橋物の方が比較例の架橋物よりも、動倍率が小さくなることがわかる。 As shown in Table 1 and FIG. 1, in the examples and the comparative examples, when the same amount of carbon black is compared, the crosslinked product of the example is more static spring than the crosslinked product of the comparative example. The constant has increased. That is, the strength increased. Moreover, it can be seen from the graph of FIG. 1 that when the static spring constant is the same, the cross-linked product of the example has a smaller dynamic magnification than the cross-linked product of the comparative example.
実施例1〜3の架橋物は、窒素含有量が0.7質量%の固形天然ゴムを含む防振ゴム組成物から作製されている。このため、カーボンブラックの配合量が少なくても、天然ゴムに元々含まれるタンパク質の補強効果により、強度が大きくなった。したがって、強度が比較例1〜3の架橋物と同じでも、カーボンブラックの配合量が少ない分、動倍率が小さくなった。 The cross-linked products of Examples 1 to 3 are made from an anti-vibration rubber composition containing a solid natural rubber having a nitrogen content of 0.7% by mass. For this reason, even if the blending amount of carbon black is small, the strength is increased due to the reinforcing effect of the protein originally contained in the natural rubber. Therefore, even when the strength was the same as that of the crosslinked products of Comparative Examples 1 to 3, the dynamic magnification was reduced because the amount of carbon black was small.
以上より、本発明の防振ゴム組成物によると、強度を低下させずに、動倍率が小さい架橋物(防振ゴム部材)を製造できることが確認された。また、本発明の防振ゴム部材は、強度および低動倍率の両方を備えることが確認された。 From the above, it was confirmed that according to the vibration-proof rubber composition of the present invention, a crosslinked product (vibration-proof rubber member) having a small dynamic magnification can be produced without reducing the strength. Moreover, it was confirmed that the vibration-insulating rubber member of the present invention has both strength and low dynamic magnification.
Claims (4)
該カーボンブラックの配合量は、前記固形天然ゴムの100質量部に対して10質量部以上140質量部以下である請求項1または請求項2に記載の防振ゴム組成物。 The reinforcing material is carbon black,
The vibration-insulating rubber composition according to claim 1 or 2, wherein the amount of the carbon black is 10 parts by mass or more and 140 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid natural rubber.
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