JPH0791423B2

JPH0791423B2 - 防振性ゴム

Info

Publication number: JPH0791423B2
Application number: JP2084418A
Authority: JP
Inventors: 昭生中野
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH03281663A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は防振性ゴム、特には−20〜80℃の広い温度範囲
で防振特性が安定しており、さらに弾性率（バネ定数）
が低く、機械的強度もすぐれているので、自動車用各種
部品、カーオーデイオ、屋外設置の振機器、携帯用コン
パクトデイスクプレイヤーなどに有用とされる防振性ゴ
ムに関するものである。

（従来の技術）近年、コンピューター、OA機器、オーデイオ機器、自動
車用電子部品などについてはより一層の高性能化、高精
密化が進められていることから、これには熱や振動に対
する対策が重要視されている。

一般に防振用ゴムの特性を表す振動伝達率Ｔは、１自由
度系の強制振動の場合（１）式で示される。

ここで、ω_０は系の固有振動でｋは防振用ゴムのバネ定数、ｍは防振用ゴムで支えられ
た物体の質量，ωは外部振動の周波数、ξは減衰比率で
振動損失係数tanδとの間にはξ＝tanδ/2の関係があ
る。

しかして、これらの機器に使用される防振性ゴムについ
ては系の固有振動を小さくすること、つまりバネ定数
（弾性率）の小さいこと、固有振動付近の振動（共振
周波数）に対するために振動損失係数tanδの大きいこ
と、広い温度範囲にわたって振動特性（バネ定数、ta
nδなど）が変化し難いものであること、という特性が
求められるのであるが、従来から防振ゴムとして用いら
れているブチルゴム、フッ素系ゴムなどは室温付近では
すぐれた防振性ゴムを示すものの、50℃以上になると防
振性が悪くなり、０℃以下になると硬くなってバネ定数
が大きくなり、共振周波数も高周波数域に大きく変化す
るために、ごく狭い温度範囲でしかその性能を維持でき
ないという不利がある。

そのため、この防振ゴムについてはポリメタクリル酸メ
チル樹脂に可塑剤を添加したもの（特開昭57−73038号
公報参照）、天然ゴムなどと臭素化ブチルゴム、スチレ
ンをベースとするもの（特開昭57−168926号公報参照）
などが提案されているが、これらも充分な性能を示すも
のではない。

（発明が解決しようとする課題）他方、合成ゴムとしてのシリコーンゴムは振動損失係数
tanδの値が0.1以下の小さいものであるために、これは
防振性ゴムとしては適当なものではないが、シリコーン
ゴムは耐熱性、耐寒性、耐候性、電気特性などにすぐれ
ており、特に広い温度範囲にわたって安定した振動特性
を示すものであることから、ポリイソブチレンにシリコ
ーンゴムを配合したもの（特開昭54−41957号公報参
照）、ブチルゴムにシリコーンゴムを配合したもの（特
開昭56−76444号、特開昭58−59261公報参照）も提案さ
れているが、これらには、ポリイソブチレンゴムあるい
はブチルゴムがシリコーンゴム中に必要以上に粒径の小
さな微粒子状に分散するため、目的とする防振性が得ら
れなかったり、防振性の温度依存性が大きい等の問題が
ある他、加硫性、硬化後の機械的強度に問題がある。

（課題を解決するための手段）本発明はこのような不利を解決した防振性ゴムに関する
ものであり、これは粒径５〜500μｍで25℃における振
動損失係数tanδが0.15以上である防振特性を有する合
成ゴム10〜60容量％を、25℃における振動損失係数tan
δが0.1以下であるシリコーンゴム90〜40容量％中に分
散してなることを特徴とするものである。

すなわち、本発明者らは広い温度範囲で防振特性が安定
している防振性ゴムを開発すべく種々検討した結果、防
振特性を有する合成ゴムをシリコーンゴム相中に分散さ
せると広い温度範囲、例えば−20〜80℃という温度範囲
で防振特性の安定した防振性ゴムが得られ、この硬化物
が機械的強度のすぐれたものになることを見出すと共
に、ここに使用する合成ゴムについてはその粒径が５μ
ｍ未満のものでは充分な防振性が得られず、500μｍよ
り大きいものとするとこの複合材料の成形加工性がわる
くなって硬化物の機械的強度が低下するので、これは５
〜500μｍの範囲のものとすることがよいということを
確認して本発明を完成させた。

（作用）本発明の防振性ゴムは粒径５〜500μｍの防振特性を有
する合成ゴムをシリコーンゴム相中に分散させたもので
ある。

本発明の防振性ゴムを構成する防振特性を有する合成ゴ
ムは通常防振用ゴムとして使用されている公知のもので
よく、したがってこれは具体的にはブチルゴム、ハロゲ
ン化ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、フッ素ゴ
ム、フルオロフォスファゼンゴムあるいは天然ゴム、イ
ソプレンゴム、ブタジエンゴムにブチルゴムなどを混合
したものが例示されるが、これは加硫後の振動損失係数
tanδが0.15以下のものでは充分な防振性が得られない
場合があるのでtanδが0.15以上のものとすることが必
要である。

また、この合成ゴムが分散されるシリコーンゴムは通常
使用されている公知のものでよく、これは加硫後の振動
損失係数tanδが0.1以下のものであればよいが、これは
一般式で示され、Ｒがメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基などのアルキル基、ビニル基、アリル基などのアル
ケニル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、さ
らにはこれらの炭素原子に結合している水素原子の一部
または全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換したク
ロロメチル基、トルフルオロプロピル基、シアノエチル
基などから選択される非置換または置換の同一または異
種の炭素数１〜10の、好ましくは炭素数１〜８の一価炭
化水素、ａは1.98〜2.02の数であるジオルガノポリオキ
シサンを主成分とし、これに硬化剤としての有機過酸化
物を添加したものあるいは、この主剤としてのジオルガ
ノポリシロキサンをアルケニル基含有オルガノポリシロ
キサンとし、これに硬化剤としてのオルガノハイドロジ
エンポリシロキサンおよび付加反応触媒としての白金化
合物を添加したものとし、加熱等によりこれを硬化させ
ればよい。またこれに重合度100以下の低分子量シロキ
サン、シラノール基含有シラン、アルコキシ基含有シラ
ン等の分散剤やシリカヒドロゲル、シリカエアロゲルな
どの補強性シリカや酸化鉄、酸化セリウム、オクチル酸
鉄、酸化チタンなどの耐熱性向上剤、無機質充填剤、無
機質充填剤、顔料、白金化合物、パラジウム化合物など
の難熱性助剤などを添加したものとすればよい。

上記した主成分としてのジオルガノポリシロキサンにお
いては、そのＲの98％以上は炭素数１〜４のアルキル
基、特にはメチル基であるものとし、他にビニル基、フ
ェニル基、3,3,3−トルフルオロプロピル基を含むもの
とすればよく、このものは分子構造が直鎖状のものとす
ることが好ましいが、これは分子中に一部分枝鎖状のも
のを含有していても問題はない。また、このものは重合
度が3,000〜30,000のものとすればよく、加工性の面か
らは4,000〜10,000のものとすることがよい。

また、硬化剤としての有機化酸化物としては例えばベン
ゾイルパーオキサイド、モノクロルベンゾイルパーオキ
サイド、ｐ−メチルベンゾイルパーオキサイド、2,4−
ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベ
ンゾエート、ジクミルパーオキサイ、2,5−ビス（ｔ−
ブチルパーオキシ）−2,5−ジメチルヘキサン、2,5−ビ
ス−（ｔ−ブチルパーオキシ）−2,5−ジメチルヘキシ
ンやジミリスチルパーオキシカーボネート、ジシクロド
デシルパーオキシジカーボネート等のジカーボネート
類、ｔ−ブチルモノパーオキシカーボネート類、下記式（但し、式中R¹は前記したＲと同様の炭素数３〜10の一
価炭化水素基である。）で示される化合物などが例示さ
れ、これらはその１種または２種以上に組合わせで使用
すればよいが、この配合量は主成分としてのジオルガノ
ポリシロキサン100重量部に対し、0.5〜５重量部とすれ
ばよい。

また、この硬化剤としては前記した主成分としてのジオ
ルガノポリシロキサンがアルケニル基を含有するもので
ある場合には硬化剤としてこのアルケニル基と付加反応
するけい素結合水素原子を１分子に２個以上含有するオ
ルガノハイドロジエンシロキサンを添加し、この硬化触
媒として塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィンまたはビ
ニルシロキサンとの錯体、塩化白金酸のアルコール溶液
などで例示される白金系の付加反応用触媒を添加しても
よく、この配合量は主成分としてのジオルガノポリシロ
キサンに対し、白金量として0.5〜500ppm、好ましくは
２〜200ppmとすればよい。なお、このオルガノハイドロ
ジエンシロキサンとしては例えば一般式（式中、R²は前記したＲと同様の、アルケニル基を除く
炭素数１〜10の置換または非置換の１価炭化水素基、b,
cはそれぞれ正の数で、かつｂ＋ｃは1.0〜3.0を示す）
で表わされる分子中に少なくとも２個のけい素−水素結
合を有するオルガノハイドロジエンシロキサン（R²はメ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキ
ル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、3,3,3
−トリフルオロプロピル基であることが好ましい）が挙
げられ、この付加反応用硬化剤としてのオルガノハイド
ロジエンシロキサンは前記したジオルガノポリシロキサ
ン中のアルケニル基と反応するけい素−水素結合（≡Si
−Ｈ）を少なくとも２個含有するものとされるが、この
重合度は300以下のものが好ましい。またこのものは従
来から知られている線状構造、環状構造、分枝鎖構造の
いずれかであってもよく、この添加量は前記ジオルガノ
ポリシロキサン中のアルケニル基量（モル数）に対して
その≡Si−Ｈ結合がモル数で50〜300％の範囲となる量
とすればよい。

本発明の防振性ゴムは上記した防振特性を有する合成ゴ
ムをシリコーンゴム相中に分散させたものであるが、こ
の分散方法は合成ゴムとシリコーンゴムを単純に混合す
ると合成ゴムが分散され過ぎて目的とする防振性が得ら
れなくなり、共振周波数の温度依存性が大きくなるの
で、これは合成ゴムを加硫させてから液体窒素などで冷
却しながら粉砕機で粒状化し、ついでシリコーンに配合
するか、半加硫させた合成ゴムをシリコーンゴムと混合
するという方法で行なうことがよい。また、このときの
合成ゴムはその粒径が５μｍ未満のものであるとシリコ
ーンゴムとの混合物が充分な防振性を示さず、500μｍ
より大きいものとするとシリコーンゴムとの複合材料の
成形加工性がわるくなり、硬化後の機械的強度が低下す
るのでこれは粒径が５〜500μｍの範囲のものとする必
要があるが、この好ましい範囲は10〜200μｍとされ
る。

この合成ゴムとシリコーンゴムとの配合比率は合成ゴム
が体積分率で10％未満では充分な防振性が得られず、60
％を越えると共振周波数の温度依存性が大きくなるの
で、合成ゴム10〜60％、シリコーンゴム90〜40％の範囲
とすることが必要とされる。

なお、このようにして得られた本発明の防振性ゴムは所
定の粒径の合成ゴムがシリコーンゴム相に所定量分散さ
れており、シリコーンゴムが広い温度範囲で防振特性が
安定しているので、−20〜80℃という広い温度範囲で防
振特性が安定したものとなるし、このものは加硫性もよ
く、加硫後の硬化物はシリコーンゴムの物理的性質をも
つものとなり、耐熱性、耐寒性、電気的性質のすぐれた
ものとなり、機械的強度もすぐれたものとなるので、自
動車各種部品、カーオーディオ、屋外設置の振動機器な
どに有利に使用することができるようになる。

（実施例）つぎに本発明の実施例、比較例をあげるが、例中の部は
重量部を示したものであり、例中における振動損失係数
tanδ、弾性率、共振周波数、振動伝達率は下記の方法
による測定値を示したものである。

（振動損失係数tanδ、弾性率）厚さ2mmのシートからサンプルを切り出し、このサンプ
ルに100gの張力を与え、２％の歪み、30Hzの周波数で粘
弾性スペクトロメーター［（株）岩本製作所製］を用い
て測定する。

（共振周波数ω_０、振動伝達率）サンプルとして、図１に示すような形状に形成したもの
を用い、このサンプル４ヶの上に図２に示すような荷重
（5.5kg）を載せる。恒温槽で温度条件を−30〜80℃の
範囲で変化させ、第３図の測定システムでFFTアナライ
ザー、加振機を用い振動を加える。振動台と荷重に取り
付けた加速度センサーの信号をFFTアナライザーにより
分析し、振動伝達率を求める。（共振周波数は振動伝達
率がピークのときの周波数であり、このピークの小さい
ものほど振動性がある。）比較例１シリコーンゴムコンパウンド・KE−951U［信越化学工業
（株）製、商品名］100部に有機過酸化物・Ｃ−８［信
越化学工業（株）製、商品名］２部を添加し、２本ロー
ルで混合したのち、温度165℃で10分間圧縮成形して厚
さ2mmのシートを作成した。

一方、第１図に示した金具２にプライマー・No16T［信
越化学工業（株）製、商品名］を塗布したのち、これに
上記と同様の配合物を165℃で10分間金型成形して第１
図に示したようなサンプル１を作り、次にそれぞれのサ
ンプルを200℃で１時間熱処理した。

比較例２ブチルゴム・IIR365［日本合成ゴム（株）製、商品名］
100部にHAFカーボン旭＃70［旭カーボン（株）製、商品
名］40部、亜鉛華Zn0 5部、ステアリン酸１部および老
化防止剤ノクラックMB［大内新興化学工業（株）製、商
品名］２部を添加し、加圧ニーダーで混合し、これにさ
らに加硫剤としてノクセラーＳ、ノクセラーTT、ノクセ
ラーＭ、ノクセラーBZ［大内新興化学工業（株）製、商
品名］をそれぞれ１部0.5部、0.5部、0.5部を添加し、
２本ロールで混合してから、170℃で15分間圧縮成型し
て厚さ2mmのシートを作り、一方、第１図に示した金具
２にパワーロックEP−Ｓ（早川ゴム（株）製、商品名）
を塗布してからこれに上記と同様の配合物を170℃で15
分間金型成形して第１図に示したサンプル２を作った
後、それぞれのサンプルを120℃で１時間熱処理した。

比較例３フッ素ゴム・バイトンＥ−60C［昭和電工・デュポン
（株）製、商品名］100部にMTカーボン30部、マグネシ
ウム３部、水酸化カルシウム６部を添加して２本ロール
で混合したのち、170℃で20分間圧縮成形した厚さ2mmの
シートを作り、一方、第１図に示した金具２にモニカス
QZR−48［（株）横浜高分子研究所製、商品名］を塗布
したのち、これに上記と同様の配合物を170℃で20分間
金型成形して第１図に示したサンプル３を作った後、そ
れぞれのサンプルを200℃で１時間熱処理した。

測定例１上記した比較例1,2,3で得た厚さ2mmのシートの振動損失
係数tanδと弾性率の温度依存性を粘弾性スペクトロメ
ーターを用いて測定したところ、第４図〜第６図に示し
たとおりの結果が得られ、この結果から比較例１のシリ
コーンゴムは−40〜100℃の範囲でtanδと弾性率はほと
んど変化しないが、25℃におけるtanδが0.06であるこ
とから殆んど防振性がないこと、またブチルゴムとフッ
素ゴムtanδと弾性率が温度により大きく変化するが、2
5℃におけるtanδの値が0.45,0.5と大きいものであるこ
とが確認された。

実施例１比較例２で作成したブチルゴム加硫物を液体窒素で冷却
しながら粉砕機で粉砕し、粘度で20〜100μｍである粒
状物を作った。

ついで、シリコーンゴム・KE−951U（前出）100部に有
機過酸化物・Ｃ−８（前出）２部を添加し、２本ロール
で混合したものに上記で得たブチルゴム加硫物の粒状物
38部を混合してシリコーンゴム70容量％、ブチルゴム30
容量％からなるゴム混合物を作り、165℃で10分間圧縮
形成して厚さ2mmのシートを作成した。一方、第１図に
示した金具２にプライマーNo.16T（前出）を塗布し、こ
れに上記と同様の配合物を165℃で10分間金型成形して
第１図に示したサンプル４を作った後、それぞれのサン
プルを150℃で１時間熱処理した。

実施例２比較例３で作ったフッ素ゴム硬化物を液体窒素で冷却し
ながら粉砕機で粉砕し、粒径が20〜150μｍである粒状
物を作った。

ついで実施例１で作ったシリコーンゴム組成物100部に
このフッ素ゴム硬化物の粒状物69.3部を添加混合して、
シリコーンゴム70容量％、フッ素ゴム30容量％からなる
ゴム混合物を作り、200℃で１時間熱処理して厚さ2mmの
シートおよび第１図に示したサンプル５を作成した。

測定例２実施例1,2、比較例1,2,3で作られたサンプル１〜５の振
動伝達率を第３図に示した加振機４、FFTアナライザー
５、加速センサー６、パワーアンプ７、アンプ８、レコ
ーダー９からなる測定システムを用いて−30〜80℃とい
う温度条件で測定したところ、第１表に示したとおりの
結果が得られ、この結果から本発明の実施例1,2で作ら
れたサンプル4,5は25℃における防振性（共振周波数に
おける振動伝達率の値）が比較例2,3で作られたサンプ
ル2,3のものに比べてやや低いけれども、温度依存性は
はるかに小さいものであることが確認された。なお、第
７図は比較例２で作られたサンプル２の測定結果を示し
たものである。

（発明の効果）本発明は防振性ゴムに関するもので、これは前記したよ
うに粒径が５〜500μｍである防振特性を有する合成ゴ
ムをシリコーンゴム相中に分散させてなることを特徴と
するものであるが、このようにして得られる防振性ゴム
は防振特性を有する合成ゴムがごく狭い温度でしかその
性能を維持することができないが、広い温度範囲で安定
した振動特性を示すシリコーンゴム相中に分散されたも
のであるので、−20〜−80℃という広い温度で防振特性
が安定したものとなり、弾性率も低く、さらには機械的
強度のすぐれたものになるので、自動車用各種部品、カ
ーオーディオ、屋外設置の振動機器、携帯用コンパクト
ディスクプレイヤーなどに有用とされるという産業上の
有益性が与えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例、比較例で作られたサンプルの
形状、構造を示す図、第２図はこのサンプルの振動伝達
率を測定するためのサンプルの取付方法を示す図、第３
図はサンプルの振動伝達率測定装置の図、第４図〜第６
図は比較例１〜３で作られたサンプルの弾性率と振動損
失係数tanδの温度依存性を示すグラフ、第７図は比較
例２のブチルゴムの振動伝達率の温度依存性を示すグラ
フである。１……ゴム材料、２……金具３……荷重、４……加振機５……FFTアナライザー６……加速度センサー７……パワーアンプ、８……アンプ９……レコーダー、10……恒温槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径５〜500μｍで25℃における振動損失
係数tanδが0.15以上である防振特性を有する合成ゴム1
0〜60容量％を、25℃における振動損失係数tanδが0.1
以下であるシリコーンゴム90〜40容量％中に分散させて
なることを特徴とする防振性ゴム。