JPH0749496B2 - 防振ゴム組成物 - Google Patents

防振ゴム組成物

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JPH0749496B2
JPH0749496B2 JP16298787A JP16298787A JPH0749496B2 JP H0749496 B2 JPH0749496 B2 JP H0749496B2 JP 16298787 A JP16298787 A JP 16298787A JP 16298787 A JP16298787 A JP 16298787A JP H0749496 B2 JPH0749496 B2 JP H0749496B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ヒステリシスロスが大きくて防振性に優れ、
かつ、破壊強度及び疲労特性にも優れた防振ゴム組成物
に関するもので、本発明の防振ゴム組成物は、自動車、
オートバイ等の乗物用や産業機械用の防振ゴム組成物と
して使用することができる。
〔従来の技術及びその問題点〕
近年、自動車、オートバイ等の開発が進み、乗心地の観
点から、防振或いは制振特性の優れたゴム材料が要求さ
れている。また、産業機械等においても騒音や振動を防
止する上から、同様なゴム材料が要求されている。
このような防振ゴム材料としては、天然ゴム或いは合成
ゴムに、多量のカーボンブラクを配合したものや短繊
維、樹脂等の補強材をブレンドしたものがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
防振性ゴム材料としては、ヒステリシスロスが大きくて
防振性に優れている上に破壊強度及び疲労特性にも優れ
ていることが必要である。
しかし、一般に多量のカーボンブラックを配合したもの
は、ヒステリシスロスの改善はあまり認められず、疲労
特性が低下する問題がある。
また、補強材としてガラス移転温度の高い短繊維をブレ
ンドしたものは、ヒステリシスロスに若干の改良が認め
られるが、破壊強度が著しく低下する問題がある。
従って、本発明の目的は、上述の問題を解決した防振ゴ
ム組成物、即ちヒステリシスロスが大きくて防振性に優
れ、かつ、破壊強度及び疲労特性にも優れた防振ゴム組
成物を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、前記目的を、加硫可能なゴム100重量部に繊
維形成可能なポリアミドの微細な短繊維5〜100重量部
が埋封されており、かつ前記ポリアミドと前記ゴムとが
シランカップリング剤を介して結合している強化ゴム組
成物(A)、カーボンブラック(B)、及び加硫可能な
ゴム(C)を配合してなり、かつ下記(I)及び(II)
の条件を満足することを特徴とする防振ゴム組成物によ
り達成したものである。
(I)前記ポリアミドの量は、ゴム成分の合計100重量
部に対して1〜25重量部であり、 (II)前記カーボンブラックの量は、ゴム成分の合計10
0重量部に対して、20〜100重量部である。
以下、本発明の防振ゴム組成物について詳述する。
本発明の防振ゴム組成物を構成する強化ゴム組成物
(A)に用いられる加硫可能なゴムとしては、天然ゴ
ム、シス−1,4ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチ
レン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−イソブチ
レン共重合体エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合
体等を挙けることができ、これらのゴムの中でも天然ゴ
ムが好ましい。
また、前記強化ゴム組成物(A)に用いられるポリアミ
ドは、繊維形成可能なもので、融点が150〜260℃、好ま
しくは190〜235℃の、ナイロン6、ナイロン610、ナイ
ロン12、ナイロン611、ナイロン612、ナイロン66等を挙
げることができる。また、このポリアミドとしては繊維
形成能があれば特に制限はないが、数平均分子量5,000
以上、好ましくは8,000以上である。分子量があまりに
低いと繊維形成能が悪く強度も低い。
本発明における強化ゴム組成物(A)に用いられる短繊
維は、上記のポリアミドの微細な短繊維で、この短繊維
は、繊維軸方向に分子が配列された形態のもので、その
平均径が好ましくは0.05〜0.8μ、特に断面円形で最短
繊維長が1μ以上のものが好ましい。
また、前記強化ゴム組成物(A)に用いられるシランカ
ップリング剤としては構造式Y−R1SiX3、あるいは、Y
−R1SiR2X2で示される化合物が使用される。
ここで、上記構造式におけるY、R1、R2、Xは、各々、
下記の基を示す。
Cl−,HS−,C6H5−, R1:ApCnH2n BqCmH2m BqClH2l 〔A:C6H4,B:O,NH p=0〜2,n=0〜5,q=0〜2,m=0〜5,l=0〜5〕 R2:CnH2n+1〔n=1〜4〕 X:DrCnH2n EsCmH2m+1 〔D:O,CI,E:O r=0〜2,n=0〜5,s=1〜2,m=1〜5〕 従って、シランカップリング剤としては、具体的には、
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノ
エチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
γ−(ジエチレントリアミノ)プロピルトリメトキシシ
ラン、γ−ウレイド−プロピルトリエトキシシラン−ビ
ニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、
ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、γ−グリ
シドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4エポキ
シシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロ
プロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン、N−β(N−ビニルベンジルア
ミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
塩酸塩等を挙げることができる。
而して、本発明に用いられる強化ゴム組成物(A)は、
前記の加硫可能なゴム100重量部に、前記のポリアミド
の微細は短繊維5〜100重量部、好ましくは5〜70重量
部、特に好ましくは10〜70重量部が埋封されており、か
つ前記ポリアミドと前記ゴムとがシランカップリング剤
を介して結合しているもので、前記短繊維の界面におい
て前記ポリアミドと前記ゴムとが前記シランカップリン
グ剤を介して結合している。
加硫可能なゴムに埋封されている短繊維の割合が前記下
限より少ないと、防振ゴム組成物のヒステリシスロスが
改善されず、加硫可能なゴムに埋封されている短繊維の
割合が前記上限より多いと、疲労特性が低下する。
また、加硫可能なゴムに埋封されているポリアミドの微
細な短繊維の重量に対する、該短繊維の界面においてシ
ランカップリング剤を介してポリアミドに結合している
加硫可能なゴムの重量の割合(加硫可能なゴム/ポリア
ミドの微細な短繊維)で示される結合ゴム量が、10〜30
重量%、特に15〜30重量%となるように短繊維を形成す
るポリアミドと加硫可能なゴムとシランカップリング剤
を介して結合していることが好ましい。上述の如く、本
発明で用いる強化ゴム組成物(A)においては、加硫可
能なゴムにポリアミドの微細な短繊維が埋封されてお
り、且つ該短繊維の界面において前記ポリアミドと加硫
可能なゴムとがシランカップリング剤を介して結合して
いるため、加硫物のヒステリシスロスのみならず、破壊
強度及び疲労特性に優れた本発明のゴム組成物を得るこ
とができる。
本発明で用いる上述の強化ゴム組成物(A)は、例えば
次のようにして製造される。加硫可能なゴム、該加硫可
能なゴム100重量部当り5〜100重量部のポリアミド、及
び該ポリアミド100重量部当りシランカップリング剤0.1
〜5.5重量部を、前記ポリアミドの融点以上の温度で混
練し、得られた混練物を前記ポリアミドの融点以上の温
度で押し出すことにより、或いは更に、適宜前記押出物
を前記ポリアミドの融点より高い温度で又は前記ポリア
ミドの融点より低い温度で延伸することにより得られ
る。更に、前記押出物を前記ポリアミドの融点より高い
温度で延伸し且つ前記押出物を前記ポリアミドの融点よ
り低い温度で延伸することによっても得られる。
本発明の防振ゴム組成物は、前記の強化ゴム組成物
(A)に、カーボンブラック(B)及び加硫可能なゴム
(C)を配合してなるものである。
前記カーボンブラック(B)としては、粒子径90mμ以
下、ジブチルフタレート(DBP)吸油量70ml/100g以上の
ものが好適に使用され、例えばHAF、FF、FEF、GPF、SA
F、ISAF、SRFなどの各種カーボンブラックが挙げられ
る。
また、前記加硫可能なゴム(C)としては、前記強化ゴ
ム組成物(A)の製造に用いられる加硫可能なゴムとし
て例示したものと同様なものが挙げられる。
また、本発明の防振ゴム組成物は、下記条件(I)及び
(II)を満足するように、前記各成分が配合される。
(I)前記ポリアミド(短繊維)の量は、ゴム成分の合
計100重量部に対して1〜25重量部、好ましくは2〜20
重量部であり、(II)前記カーボンブラックの量は、ゴ
ム成分の合計100重量部に対して20〜100重量部である。
前記ポリアミドの量が、前記範囲の下限より少ないと、
加硫物のヒステリシスロスの大きいゴム組成物が得られ
ず、ポリアミドの量が前記範囲の上限により多いと組成
物の疲労特性及び破壊強度が低下する。前記カーボンブ
ラックの量が前記範囲の下限より少ないと加硫物の疲労
特性及び破壊強度が低下し、前記範囲の上限より多いと
疲労特性が低下する。
本発明の防振ゴム組成物は、前記各成分(A)、(B)
及び(C)をバンバリーミキサー、ロール等の混練機を
用い50〜180℃で1〜60分間程度混練することによって
得ることができる。
本発明の防振ゴム組成物には、加硫剤等の添加剤が配合
される。
加硫剤としては、公知の加硫剤、例えばイオウ、有機過
酸化剤、含イオウ化合物等を使用することができる。加
硫剤をゴム組成物に配合する方法については特に制限は
なく、それ自体公知の配合方法を採用することができ
る。
また、本発明の防振ゴム組成物には、加硫剤と共に、熱
硬化性樹脂、ホワイトカーボン、活性化炭酸カルシウ
ム、超微粉けい酸マグネシウム、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、石油樹脂等の補強剤、各種グレードの炭
酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、クレー、亜鉛
華、けいそう土、再生ゴム、粉末ゴム、エボナイト粉末
などの充填剤、アルデヒド、アンモニア類、アルデヒド
・アミン類、グアニジン類、チオウレア類、チアゾール
類、チウラム類、ジチオカーバメート類、キサンテート
類等の加硫促進剤、金属酸化物、脂肪酸等の加硫促進助
剤、アミン・アリデヒド類、アミン・ケトン類、アミン
類、フェノール類、イミダゾール類、含イオウ系或いは
含リン系老化防止剤、ナフテン系やアロマティック系の
プロセス油等を、本発明の効果を損なわない範囲で配合
することができる。
〔実施例〕
以下に実施例及び比較例を示す。以下の記載において部
は重量部を示す。
また、加硫物の物性(引張強さ、弾性率、屈曲回数)は
JISK6301に従って測定した。さらに、ヒステリシスロス
特性はメカニカルスペクトロメーターにてtanδを測定
して評価した。
尚、下記実施例1〜11及び比較例1〜5における強化ゴ
ム組成物の組成(配合割合)、本発明の防振ゴム組成物
の組成(配合割合)、及び本発明の防振ゴム組成物の物
性等については、後記第1表及び第2表にまとめて記載
した。
実施例1 220℃、50r.p.m.にセットしたブラベンダーブラストグ
ラフ中に、粘度が1×106ポイズの天然ゴム(NR)100
部、及び老化防止剤としてN−(3−メタクリロイルオ
キシ−2−ヒドロキシプロピル)−N1−フェニル−P−
フェニレンジアミン〔商品名ノクラックG−1、大内新
興化学工業(株)製〕1.0部を投入し、これらを30秒間
混練後、ナイロン6(商品名1030B、宇部興産(株)
製、融点221℃、分子量30,000)100重量部当たり2重量
部のN−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン(商品名KBM603、信越化学工業(株)製、
以下シランA)をあらかじめ練り込んだペレット51部を
投入し、13分間混練し(この間、ブラベンダー内の温度
は230℃まで上昇)、混練物を得た。得られた混練物
を、ノズルの内径2mm、ノズルの長さと内径との比(L/
D)が2の円形ダイを有する20mmφ押出機(Haake社製)
を用いてダイ設定温度235℃で紐状に押出し、次いで、
押出物をノズル直下3mに設置したガイドロールを経て、
ボビンにドラフト比10(38.8m/分の速度)で巻取った。
この巻取物約500本を束ねてシート状(厚さ約2mm、巾約
150mm)とし、このシート状物をロール間隙0.2mm、温度
60℃の一対の圧延ロールで約10倍に圧延して、強化ゴム
組成物(マスターバッチ)(試料1)を得た。
次に、90℃、77r.p.m.にセットしたバンバリーにより、
第2表に示す配合処方のうち加硫促進剤、イオウを除く
配合成分を混練して混練物を得、次いで、この混練物に
10インチロール上で加硫促進剤、イオウを混練し、これ
をシート状にロール出しした後、金型に入れて加硫し、
加硫物を得た。加硫は、145℃下に40分間行った。
実施例2 シランAに代えてビニルトリス(β−メトキシエトキ
シ)シラン(商品名KBC1003、信越化学工業(株)製、
シランB)を用いた他は実施例1と同様にして強化ゴム
組成物(試料2)を得、この試料2を強化ゴム組成物と
して使用した他は実施例1と同様にして防振ゴム組成物
を得た。
実施例3 シランAに代えてγ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン(商品名KBM503、信越化学工業(株)製、シ
ランC)を用いた他は実施例1と同様にして強化ゴム組
成物(試料3)を得、この試料3を強化ゴム組成物とし
て使用した他は実施例1と同様にして防振ゴム組成物を
得た。
実施例4 シランAに代えてγ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン(商品名KBM803、信越化学工業(株)製、シラン
D)を用いた他は実施例1と同様にして強化ゴム組成物
(試料4)を得、この試料4を強化ゴム組成物として使
用した他は実施例1と同様にして防振ゴム組成物を得
た。
実施例5 シランAに代えてβ−(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)エチルトリメトキシシラン(商品名KBM303、信越化
学工業(株)製、シランE)を用いた他は実施例1と同
様にして強化ゴム組成物(試料5)を得、この試料5を
強化ゴム組成物として使用した他は実施例1と同様にし
て防振ゴム組成物を得た。
実施例6 ナイロン6(商品名1013B、宇部興産(株)製、融点221
℃、分子量13,000)100重量部当り4重量部のシランA
をあらかじめ練り込んだペレット52部を使用した他は実
施例1と同様に実施して強化ゴム組成物(試料6)を
得、この試料6を強化ゴム組成物として使用した他は実
施例1と同様にして防振ゴム組成物を得た。
実施例7 天然ゴムに投入する6−ナイロンの量を100部にかえた
他は実施例1と同様にして強化ゴム組成物(試料7)を
得、この試料7を強化ゴム組成物として使用した他は実
施例1と同様にして防振ゴム組成物を得た。
実施例8 天然ゴムに投入する6−ナイロンの量を20部にかえた他
は実施例1と同様にして強化ゴム組成物(試料8)を
得、この試料8を強化ゴム組成物として使用した他は実
施例1と同様にして防振ゴム組成物を得た。
実施例9〜11 各成分の組成(配合割合)を第2表に示すように変えた
他は実施例1と同様にして防振ゴム組成物を得た。
比較例1〜5 各成分の使用割合(組成)を第2表に示すように変えた
他は実施例1と同様にして防振ゴム組成物を得た。
尚、第1表に示す各試料1〜8(強化ゴム組成物)にお
ける結合ゴム量の測定は、次のようにして行った。
〔結合ゴム量測定〕
強化ゴム組成物2gをそれぞれトルエン200mlに80℃で添
加し、強化ゴム組成物中のゴム分を溶解させ、得られた
スラリーを室温で遠心分離して溶液部分と沈澱部分とに
分けた。沈澱部分について前記の操作を7回繰り返し行
った後、沈澱部分を乾燥してナイロン繊維を得た。この
ナイロン繊維をフェノールとオルソジクロルベンゼンの
混合溶媒に溶解させて、1Hの核磁気共鳴スペクトル(NM
R)で分析(内部標準テトラメチルシラン)し、NMRチャ
ートからゴムに起因するメチル基及びメチレン基、6−
ナイロンに起因するCO基に隣接したメチレン基、NH基に
隣接したメチレン基及び他の3個のメチレン基の各々の
ピークについて、切り取り面積法により6−ナイロンと
天然ゴムとのモル比をもとめて、結合ゴム量を算出し
た。また、前記ナイロン繊維の形状を、繊維約200本に
ついて10,000倍の倍率で走査型顕微鏡を用いて測定し
た。繊維は断面円形の極めて細い短繊維であった。
また、第2表における(注1)〜(注3)は次の通りで
ある。
(注1)N−330:HAF、粒子径30mμ、 DBP吸油量110ml/100g (注2)他の配合剤 亜鉛華:5部、ステアリン酸:2部、老化防止剤 N−フェ
ニル−N′−イソプロピル−P−フェニレンジアミン1
部、加硫促進剤 N−オキシジエチレンベンゾチアジル
−2−スルフェンアミド0.8部、イオウ3部(比較例1
のみ、4部) (注3)カットファイバー:ナイロン短繊維 直径20μm、平均長さ2mm 〔本発明の効果〕 本発明の防振ゴム組成物は、ヒステリシスロスが大きく
て防振性に優れており、かつ破壊強度及び疲労特性にも
優れており、自動車、オートバイ等の乗物用や産業機械
用の防振ゴム組成物として使用することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加硫可能なゴム100重量部に繊維形成可能
    なポリアミドの微細な短繊維5〜100重量部が埋封され
    ており、かつ前記ポリアミドと前記ゴムとがシランカッ
    プリング剤を介して結合している強化ゴム組成物
    (A)、カーボンブラック(B)、及び加硫可能なゴム
    (C)を配合してなり、かつ下記(I)及び(II)の条
    件を満足することを特徴とする防振ゴム組成物。 (I)前記ポリアミドの量は、ゴム成分の合計100重量
    部に対して1〜25重量部であり、 (II)前記カーボンブラックの量は、ゴム成分の合計10
    0重量部に対して、20〜100重量部である。
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