JP7009106B2 - 防振ゴム用ゴム組成物及び車両用防振ゴム - Google Patents

Description

本発明は、防振ゴム用ゴム組成物及び車両用防振ゴムに関するものである。

防振ゴムは、自動車等の各種車両において、搭乗時の快適性を向上させるため、振動や騒音の発生源となる部位に配置されるものである。室内への振動や騒音の侵入を低減するために、例えば、振動や騒音の主たる発生源であるエンジンに対しては、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部材に防振ゴムを用いることでエンジン駆動時の振動を吸収し、車内への振動及び騒音の侵入や、周辺環境への騒音の拡散を低減している。

このような防振ゴムの基本的な特性としては、エンジン等の重量物を支える強度特性や、その振動を吸収し抑制する防振性能が要求されており、種々の技術が開発されている。

また、防振ゴムの振動減衰性能を向上させる観点からは、防振ゴムのヒステリシスロス（ｔａｎδ）を高くすることが望まれていた。低周波で発生する共振振動（シェイク）については、ゴムのヒステリシスロス（以下、単に「ロス」ともいう。）が大きい方が振動の伝達率が低くなるためである。

さらにまた、防振ゴムの高ロス性実現を目的とした技術として、例えば特許文献１には、特定の高ロスポリマーをゴム成分として用いることで、防振ゴムのロス性の改善を図るという技術が開示されている。

特開平０９－１７６３８７号公報

上述したように、特許文献１の技術によって、防振ゴムについて一定レベルの高ロスを実現することが可能となった。しかしながら近年、低騒音、低振動化について、より厳しいレベルが要求されていることを考慮すると、振動減衰性能のさらなる向上を図るべく、より高いロスを有する防振ゴムの開発が望まれていた。

そこで、本発明の目的は、高ロス性に優れた、防振ゴム用ゴム組成物、並びに、振動減衰性能に優れた車両用防振ゴムを提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するべく鋭意研究を行った。そして、ゴム成分を主にジエン系ゴムから構成するとともに、カーボンブラック、並びに、特定種及び特定量の樹脂をゴム組成物中に含有させることによって、従来の防振ゴム用ゴム組成物にはなかった極めて高いロスを実現できることを見出した。

すなわち、本発明の防振ゴム用ゴム組成物は、ジエン系ゴムを有するゴム成分と、
前記ゴム成分１００質量部に対して、４０～１２０質量部のカーボンブラックと、
前記ゴム成分１００質量部に対して、２０～８０質量部の樹脂と、を含み、
前記樹脂が、前記ゴム成分１００質量部に対して、キシレン樹脂を１０質量部以上含有することを特徴とする。
上記構成により、優れた高ロス性を実現できる。

本発明の防振ゴム用ゴム組成物では、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が、３０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましい。より優れた高ロス性を実現できるためである。

また、本発明の防振ゴム用ゴム組成物では、前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、６０～１２０質量部であることが好ましい。より優れた高ロス性を実現できるためである。

さらに、本発明の防振ゴム用ゴム組成物では、前記カーボンブラックが、ＩＳＡＦ又はＳＡＦであることが好ましい。より優れた高ロス性を実現できるためである。

また、本発明の防振ゴム用ゴム組成物では、前記樹脂が、キシレン樹脂を２０質量％以上含有することが好ましい。より優れた高ロス性を実現できるためである。

さらに、本発明の防振ゴム用ゴム組成物では、前記樹脂の含有量は、前記ゴム成分１００質量部に対して、４０～８０質量部であることが好ましい。より優れた高ロス性を実現できるためである。

本発明の車両用防振ゴムは、本発明の防振ゴム用ゴム組成物を架橋してなる防振ゴム用架橋ゴム組成物を用いたことを特徴とする。
上記構成により、優れた振動減衰性能を実現できる。

本発明によれば、高ロス性に優れた、防振ゴム用ゴム組成物、並びに、装着した車両の操縦安定性を維持しつつ、振動減衰性能に優れた車両用防振ゴムを提供することができる。

＜防振ゴム用ゴム組成物＞
以下に、本発明の防振ゴム用ゴム組成物の一実施形態について詳細に説明する。
本発明の防振ゴム用ゴム組成物は、ジエン系ゴムを有するゴム成分と、
前記ゴム成分１００質量部に対して、４０～１２０質量部のカーボンブラックと、
前記ゴム成分１００質量部に対して、２０～８０質量部の樹脂と、
を含む。
そして、本発明の防振ゴム用ゴム組成物では、前記樹脂が、前記ゴム成分１００質量部に対して、キシレン樹脂を１０質量部以上含有することを特徴とする。

本発明の防振ゴム用ゴム組成物では、ジエン系ゴムを主成分としてゴム成分を構成しつつ、グレードの高いカーボンブラックをゴム組成物中に含有させ、さらに、キシレン樹脂を一定量以上（ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上）含有する樹脂を、通常の含有量よりも多くゴム組成物中に含有させることによって、従来の防振ゴムでは達成できなかった高ロス性を実現した。
一方、従来の防振ゴム用ゴム組成物については、その多くが、高ロス性を、ゴム成分やカーボンブラックの種類によって制御していた。

（ゴム成分）
本発明の防振ゴム用ゴム組成物に含まれるゴム成分は、ジエン系ゴムを含有する。
ここで、前記ゴム成分は、ジエン系ゴム１００％から構成することもできるが、本発明の目的を損なわない範囲であれば、ジエン系以外のゴムを含有することもできる。
前記ゴム成分におけるジエン系ゴムの含有量は、５０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、１００質量％であることが最も好ましい。

さらに、前記ジエン系ゴムの種類については特に限定はされず、防振ゴム用ゴム組成物に要求される性能に応じて適宜選択することができる。具体的には、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）（なお、ＢＲについては、１，３－ブタジエンの重合体であるポリブタジエンのことを意味し、ブタジエンと他のポリマーとの共重合体等は含まない。）等が挙げられる。

また、前記ジエン系ゴムについては、上述した具体例の中でも、少なくとも天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムのうちから選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。

（樹脂）
本発明の防振ゴム用ゴム組成物は、上述したゴム成分に加えて、キシレン樹脂を含有する樹脂をさらに含む。
防振ゴム用ゴム組成物中に、キシレン樹脂を含有する樹脂を適量含むことで、極めて優れた高ロス性を実現できる。
なお、本発明の「樹脂」は、通例の樹脂であり、上述したゴム成分を含めた一般的なゴムを除いたものを指す。

ここで、前記樹脂の含有量は、前記ゴム成分１００質量部に対して、２０～８０質量部である。高ロス性を高いレベルで実現するためである。前記樹脂の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して２０質量部未満の場合には、十分な高ロス性が得られず、一方、前記樹脂の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して８０質量部を超えると、作業性を悪化させるおそれがある。
また、より高いレベルでロス性を実現する観点から、前記樹脂の有量は、前記ゴム成分１００質量部に対して４０～８０質量部であることが好ましい。

前記樹脂の種類については、キシレン樹脂を含有すればよく、その他の樹脂については、特に限定はされない。前記キシレン樹脂以外の樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ロジン樹脂、ジシクロペンダジエン（ＤＣＰＤ）樹脂、ジシクロペンダジエン－イソプレン共重合体、Ｃ５系石油樹脂、Ｃ９系石油樹脂、脂環式石油樹脂、Ｃ５留分とＣ９留分を共重合して得られる石油樹脂、テルペン樹脂、ケトン樹脂、及び、これらの樹脂の変性樹脂等が挙げられる。これら樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

また、前記樹脂中のキシレン樹脂の含有量は、前記ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上である。前記ゴム成分１００質量部に対して１０質量部未満の場合、十分な高ロス性を得ることができない。さらにまた、より優れた高ロス性を実現する点からは、前記樹脂中のキシレン樹脂の含有量は、前記ゴム成分１００質量部に対して２０質量部以上であることが好ましい。

（カーボンブラック）
本発明の防振ゴム用ゴム組成物は、上述したゴム成分及び樹脂に加えて、カーボンブラックをさらに含む。
防振ゴム用ゴム組成物中にカーボンブラックを適量含有することで、強度等の物性を維持できる。

ここで、前記カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成分１００質量部に対して、４０～１２０質量部であることを要し、６０～１２０質量部であることが好ましい。前記樹脂の添加によって高ロス性を高めた場合であっても、強度等の他の物性を良好に維持しつつ、優れた高ロス性を実現できる。前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して４０質量部未満の場合、十分な強度や高ロス性を実現できないおそれがあり、一方、前記ゴム成分１００質量部に対して１２０質量部を超えると、未加硫ゴムの粘度が高くなり作業性が悪化するおそれがある。

また、前記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が、３０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましい。前記樹脂の添加によって高ロス性を高めた場合であっても、強度等の他の物性を良好に維持しつつ、より優れた高ロス性を実現できるためである。また、同様の観点から、前記カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、４０ｍ^２／ｇ以上であることがより好ましく、７０ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、１００ｍ^２／ｇ以上であることが特に好ましい。なお、カーボンブラックのＮ_２ＳＡの上限については、特に限定はされないが、他の物性を悪化させない観点から、１３０ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。
なお、カーボンブラックのＮ_２ＳＡについては、ＩＳＯ４６５２－１に準拠して単点法にて測定することができ、例えば脱気したカーボンブラックを液体窒素に浸漬させた後、平衡時においてカーボンブラック表面に吸着した窒素量を測定し、測定値から比表面積（ｍ^２／ｇ）を算出できる。

さらに、前記カーボンブラックは、ＦＥＦ以上のグレードを有することが好ましい。前記樹脂の添加によって高ロス性を高めた場合であっても、強度等の他の物性を良好に維持しつつ、より優れた高ロス性を実現できるためである。また、前記ＦＥＦ以上のグレードのカーボンブラックは、ＩＳＡＦ又はＳＡＦのグレードであることがより好ましい。強度及び高ロス性をより向上させることができるためである。

（その他の成分）
また、本発明の防振ゴム用ゴム組成物は、上述した、ゴム成分、樹脂及びカーボンブラックに加えて、本発明の目的を損なわない範囲で、カーボンブラック以外の充填材、架橋剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、老化防止剤、酸化防止剤、発泡剤、可塑剤、滑剤、粘着付与剤、紫外線吸収剤等の添加剤を含むことができる。
なお、上述したその他の成分の含有量については、特に限定はされない。

ここで、前記充填材については、特に限定されるものではなく、シリカ、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、タルク等の充填材を適宜用いることができる。

また、前記架橋剤については、特に限定はされず、例えば、硫黄が挙げられる。
防振ゴム用ゴム組成物中に架橋剤を適量含有することで、当該ゴム組成物の架橋が可能となる。
前記架橋剤の含有量については、前記ゴム成分１００質量部に対して、０．４～５質量部であることが好ましく、０．６～３質量部であることがより好ましい。

前記架橋促進剤としては、公知のものを用いることができ、特に制限されるものではない。例えば、２－メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系加硫促進剤；Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ－ｔ－ブチル－２－ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤；ジフェニルグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤；テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラドデシルチウラムジスルフィド、テトラオクチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系加硫促進剤；ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛等のジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤；ジアルキルジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。

前記架橋促進剤には、スルフェンアミド系、チウラム系、チアゾール系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸塩系等の１種又は２種以上を併用でき、架橋挙動（速度）の調整等のため、架橋促進能力が比較的高いチウラム系及び／又はチアゾール系と、架橋促進能力が比較的中～低程度のグアニジン系及び／又はスルフェンアミド系の架橋促進剤とを組み合わせることが好適に採用される。具体的には、テトラメチルチウラムジスルフィドとＮ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアジルスルフェンアミドとの組合せ、テトラブチルチウラムジスルフィドとＮ－ｔ－ブチル－２－ベンゾチアジルスルフェンアミドとの組合せ、ジベンゾチアジルジスルフィドとジフェニルグアニジンとの組合せ等が挙げられる。

前記架橋促進助剤については、例えば、亜鉛華（ＺｎＯ）や脂肪酸等が挙げられる。脂肪酸としては、飽和若しくは不飽和、直鎖状若しくは分岐状のいずれの脂肪酸であってもよく、脂肪酸の炭素数も特に制限されないが、例えば炭素数１～３０、好ましくは１５～３０の脂肪酸、より具体的にはシクロヘキサン酸（シクロヘキサンカルボン酸）、側鎖を有するアルキルシクロペンタン等のナフテン酸；ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸（ネオデカン酸等の分岐状カルボン酸を含む）、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸（ステアリン酸）等の飽和脂肪酸；メタクリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の不飽和脂肪酸；ロジン、トール油酸、アビエチン酸等の樹脂酸などが挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。本発明においては、亜鉛華及びステアリン酸を好適に用いることができる。

前記老化防止剤としては、公知のものを用いることができ、特に制限されない。例えば、フェノール系老化防止剤、イミダゾール系老化防止剤、アミン系老化防止剤などを挙げることができる。これら老化防止剤は、１種又は２種以上を併用することができる。

なお、本発明の防振ゴム用ゴム組成物を得る際、上述した各成分の配合方法に特に制限はなく、全ての成分原料を一度に配合して混練しても良いし、２段階あるいは３段階に分けて各成分を配合して混練を行ってもよい。なお、混練に際してはロール、インターナルミキサー、バンバリーローター等の公知の混練機を用いることができる。また、シート状や帯状等に成形する際には、押出成形機、プレス機等の公知の成形機を用いればよい。

＜車両用防振ゴム＞
本発明の車両用防振ゴムは、上述した本発明の防振ゴム用ゴム組成物を架橋してなる防振ゴム用架橋ゴム組成物を用いたことを特徴とする。
本発明の防振ゴム用ゴム組成物を架橋してなる防振ゴム用架橋ゴム組成物を用いることによって、装着した車両の操縦安定性を維持しつつ、優れた振動減衰性能を実現できる。

ここで、前記防振ゴム用架橋ゴム組成物のロスについては、常温（２３±２℃）で、１５Ｈｚのｔａｎδが、０．５以上であることが好ましく、０．６以上であることがより好ましい。より優れた振動減衰性能を実現できるためである。

なお、前記防振ゴム用ゴム組成物を硬化させる際の架橋（加硫）条件としては、特に限定されない。例えば、１４０～１８０℃で、５～１２０分間の加硫処理を採用することができる。

ここで、車両用防振ゴムとは、内部摩擦を利用し、車両（自動車、トラック、バス、電車、ショベルカー等の建機類等）の振動の伝達防止や緩衝の目的に使用する架橋ゴム製品である。具体的には、上述した防振ゴム用架橋ゴム組成物と樹脂や金属等の剛性体とが接触した又は一体化した状態で、上記車両に用いられる製品のことである。
なお、前記防振ゴム用架橋ゴム組成物と剛性体とを一体化させる方法としては、剛性体中にゴムを圧入する等の非接着タイプの方法や、剛性体に接着剤を介してゴムを接着させる方法などが挙げられる。また、さらに、内部に流体を封入し、該流体による振動伝達防止機能も併用した流体入り防振ゴムとしてもよい。

さらに、本発明の車両用防振ゴムは、自動車用の防振ゴムであることが好ましく、自動車中の足回り系、エンジンマウント部材等に用いられる防振ゴムであることがより好ましい。前記防振ゴム用架橋ゴム組成物によって得られた高ロス性によって、優れた振動減衰性能を実現できるためである。

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例・参考例１～１２、比較例１～２）
表１に示した成分組成に従って、各サンプルとなる防振ゴム用ゴム組成物を調製した。
そして、各サンプルの防振ゴム用ゴム組成物について、１５５℃、１２～２６分の加熱で加硫処理を施し、防振ゴム用架橋ゴム組成物のサンプルを作製した。

（評価）
上述の防振ゴム用架橋ゴム組成物の各サンプルについて、以下の評価（１）～（３）を行った。

（１）硬度（Ｈｄ）
防振ゴム用架橋ゴム組成物の各サンプルについて、ＪＩＳ Ｋ ６２５３（タイプＡ）に準拠して、硬度を測定した。測定結果を表１に示す。
なお、測定した硬度については、数値が大きい程、硬度が高いことを示す。

（２）破断伸び（Ｅｂ）
防振ゴム用加硫ゴム組成物の各サンプルについて、２３℃において、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して、破断伸びを測定した。測定結果を表１に示す。
なお、測定した破断伸びについては、数値が大きい程、破断伸びが大きいことを示す。

（３）ロス性（ｔａｎδ）
防振ゴム用架橋ゴム組成物の各サンプルについて、ＪＩＳ Ｋ ６３９４（２００７年）に準拠して、１５Ｈｚ及び１００Ｈｚで、２３℃±２℃のｔａｎδを測定した。測定結果を表１に示す。
なお、測定したｔａｎδについては、数値が大きい程、ロスが高いことを示す。

*1：ＦＥＦカーボンブラック、東海カーボン（株）製「シーストＳＯ」、Ｎ_２ＳＡ－４２ｍ^２／ｇ
*2：ＩＳＡＦカーボンブラック、東海カーボン製「シースト６Ｐ」、Ｎ_２ＳＡ－１１９ｍ^２／ｇ
*3：キシレン樹脂、フドー（株）製「ニカノール（登録商標）」
*4：ポリエステルポリオール樹脂、日本ゼオン（株）製「ゼオファイン１００Ｍ」
*5：ジシクロペンタジエン樹脂、丸善石油化学（株）製「マルカレッツＭ－８９０Ａ」
*6：芳香族系炭化水素樹脂、新日本石油化学（株）製「日石ネオポリマー１４０」

表１の結果から、実施例の各サンプルについては、比較例の各サンプルに比べて、高ロス性に優れていることがわかった。

本発明によれば、高ロス性に優れた、防振ゴム用ゴム組成物、並びに、振動減衰性能に優れた車両用防振ゴムを提供できる。

Claims (5)

1. ジエン系ゴムを有するゴム成分と、
   前記ゴム成分１００質量部に対して、４０～１２０質量部のカーボンブラックと、
   前記ゴム成分１００質量部に対して、２０～８０質量部の樹脂と、を含み、
   前記樹脂が、前記ゴム成分１００質量部に対して、キシレン樹脂を１０質量部以上含有し、さらに、ジシクロペンタジエン樹脂及びＣ９系石油樹脂を含有し、
   前記カーボンブラックが、ＩＳＡＦ又はＳＡＦである、防振ゴム用ゴム組成物を架橋してなる防振ゴム用架橋ゴム組成物を用いたことを特徴とする、車両用防振ゴム。
2. ジエン系ゴムを有するゴム成分と、
   前記ゴム成分１００質量部に対して、４０～１２０質量部のカーボンブラックと、
   前記ゴム成分１００質量部に対して、７０～８０質量部の樹脂と、を含み、
   前記樹脂が、前記ゴム成分１００質量部に対して、キシレン樹脂を１０質量部以上含有し、
   前記カーボンブラックが、ＩＳＡＦ又はＳＡＦである、防振ゴム用ゴム組成物を架橋してなる防振ゴム用架橋ゴム組成物を用いたことを特徴とする、車両用防振ゴム。
3. 前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が、３０ｍ^２／ｇ以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両用防振ゴム。
4. 前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、６０～１２０質量部であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用防振ゴム。
5. 前記キシレン樹脂の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して２０質量部以上であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の車両用防振ゴム。