JPH11228762A - 防振ゴム用ゴム組成物 - Google Patents
防振ゴム用ゴム組成物Info
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- JPH11228762A JPH11228762A JP3765498A JP3765498A JPH11228762A JP H11228762 A JPH11228762 A JP H11228762A JP 3765498 A JP3765498 A JP 3765498A JP 3765498 A JP3765498 A JP 3765498A JP H11228762 A JPH11228762 A JP H11228762A
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Abstract
を得易い防振ゴム用ゴム組成物を提供すること 【解決手段】 原料ゴムが非極性ゴムポリマー10であ
り、カーボンブラックの一部若しくは全部が粘土鉱物2
に置き換えられて配合されてなる防振ゴム用ゴム組成
物。粘土鉱物2が、炭素数6以上の有機オニウムイオン
6がイオン結合することにより有機化された有機化粘土
鉱物2である。非極性ゴムポリマーの全部若しくは一部
が極性基導入非極性ゴムポリマー8で置き換えられてい
る。
Description
ゴムである防振ゴム用ゴム組成物に関する。特に、防振
特性が良好で、耐熱性が要求される自動車用や産業用の
防振ゴムの成形材料として好適な防振ゴム用ゴム組成物
に関する。
限り、重量単位である。
ものではないが、非極性ゴム(特に、エチレンプロピレ
ンゴム)をベースとする防振ゴム用ゴム組成物に関連す
る本願出願前の頒布刊行物として、下記のもの等があ
る。
平6−25484号公報、 特開平6−136203号公報、特開平6−200
096号公報。
成物は、一般に、原料ゴムにおけるカーボンブラックの
配合量を調整することにより、防振ゴム加硫成形体が所
定の弾性率(静的弾性率)になるように調製していた。
チャーを高くすることによって、耐疲労性が改良できる
ことは、よく知られている。しかし、ストラクチャーの
高いカーボン加硫ゴムの動的弾性率の上昇率が静的弾性
率の上昇率より高くなる傾向にあるため動倍率が高くな
る(前記刊行物段落番号「0011」参照)。
粒子相互間で働く二次的引力によって鎖状に連結して形
成される凝集状態の目安で、ストラクチャーが発達して
いるほど加工性(分散性・押出性)が改善され、加硫ゴ
ムの耐摩耗性が向上し、硬さ・引張応力が高くなる(社
団法人日本ゴム協会東海支部編発行「新ゴム技術のAB
C」(平5−6−1)p107等参照)。
弾性率(貯蔵弾性率:E′100 Hz)に対する静的弾性率
(ES )の比を言い、一般に、動的弾性率は静的弾性率
より大きな値、即ち、動倍率は1以上の値を示す(同p
226参照)。
倍率が大きい程、高周波域(振動絶縁領域)における振
動伝達率が大きくなり、防振性能を損ねることが分かっ
ている(「日本ゴム協会誌第67巻第1号(199
4)」p72〜73参照)。
倍率の小さな防振ゴム加硫成形体が得易い防振ゴム用ゴ
ム組成物を提供することを目的とする。
を解決するために、鋭意開発に努力する過程で、カーボ
ンブラックの一部若しくは全部を、ストラクチャーの発
達していない補強性無機充填剤に置き換えて配合すれ
ば、動的弾性率の上昇率が抑制され、即ち、動倍率の上
昇率が抑制される可能性があることに着眼して、補強性
無機充填剤がないかと調査・研究を行った。
(板状)を有する粘土鉱物に着目した。
に比して良好な防振特性が得易い天然ゴム(NR)、エ
チレンプロピレンゴム(EPR)は、いずれも非極性ポ
リマーである。
は、混和性に欠けて、分散性が低く、十分な補強効果が
得難いことが予測される。
願(特開平8−333114号公報)において提案され
ている下記構成の粘土複合材料に着目した。
オン結合することにより有機化された粘土鉱物と、主鎖
及び/又は側鎖に極性基を有し、分子長が上記有機オニ
ウムイオンと同じかそれよりも大きいゲスト分子は少な
くともその一部が粘土鉱物の層間に入り込んでおり、上
記ゲスト分子の極性基は粘土鉱物と水素結合を形成して
いることを特徴とする粘土複合材料。」 そして、本発明者らは、防振ゴムの原料ゴムである非極
性ゴムの一部または全部を極性基導入ゴムに置き換える
とともに、カーボンブラックの一部若しくは全部を有機
化粘土鉱物に置き換えて、他の副資材ととともに、同時
的に配合して混練したゴム組成物で成形した防振ゴム加
硫成形体は、本発明の課題を解決できる(動倍率が小さ
くなる傾向にある)ことを見出し、下記構成の本発明に
到達した。
ーボンブラックの一部若しくは全部が粘土鉱物で置き換
えられて配合されてなる防振ゴム用ゴム組成物におい
て、前記粘土鉱物が、炭素数6以上の有機オニウムイオ
ンがイオン結合することにより有機化された有機化粘土
鉱物とされているとともに、前記非極性ゴムポリマーの
一部若しくは全部が、極性基が導入された非極性ゴムポ
リマー(以下「極性基導入非極性ゴムポリマー」と称す
る。)で置き換えられてなることを特徴とする。
細に説明をする。
非極性ゴムであり、カーボンブラックの一部若しくは全
部が粘土鉱物で置き換えられて配合されてなることを前
提的要件とする。
ンαオレフィンゴム(EOR)、天然ゴム、イソプレン
ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム等を挙
げることができる。これらの内で、EORが、耐熱性、
耐候性に優れていて好ましい。
Mと略称されるエチレンαオレフィン非共役ジエン三元
共重合体系のものを使用することが好ましい。
%、望ましくは、50〜60%のものを使用する。エチ
レン含量が低過ぎると防振性能に問題が発生し易くな
り、エチレン含量が高過ぎると耐寒性に問題が発生しや
すくなる。
プロピレン、1−ブテン、1−へキセン等の内から1種
または複数種を選択して使用するが、プロピレンが望ま
しい。
リデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン等を挙げる
ことができ、その含量は、通常、0.5〜15%、望ま
しくは、4〜11%とする。第3成分が過少では、十分
な架橋密度が得難く、他方、過多では、破断伸び(E
B )が低下し、耐久性が低下するおそれがある。
W )が、40万〜80万のものを好適に使用できる。
トラクチャーグレイドでなくてもよいが、ハイストラク
チャーグレイドが補強性、耐疲労性に優れているため好
ましい。通常、入手のし易さ等からオイルファーネスブ
ラッスを使用する。特に、SRF(Semi Reinnforcing
Furnace)のハイストラクチャータイプが望ましい。
非極性オリゴマーとの接触面積の大きなものを用いるこ
とが望ましい。該非極性オリゴマーによる粘土鉱物の膨
潤化(層間侵入:インタカレート(intercalate))が容
易となるためである。具体的には、粘土鉱物の陽イオン
交換容量が、50〜200ミリ当量/100gであるも
のが望ましい。
イト、バイデライト、スティブンサイト、ノントロナイ
トなどのスメクタイト系粘土鉱物、バーミキュライト、
ハロイサイト、又はマイカ等を好適に使用できる。な
お、粘土鉱物は、天然物・合成物を問わない。
機オニウムイオンがイオン結合することにより有機化さ
れた有機化粘土鉱物を使用する。
の親水性が高まり、後述の極性基導入非極性オリゴマー
により膨潤化され難くなる。即ち、ゴムマトリックス相
中における粘土鉱物の分散性が低下して、防振特性指標
である動倍率を小さくする効果を得難くなる。
が、通常、有機オニウム化合物を水溶液として有機化を
行うため、水溶液化して陽イオン交換が可能な範囲とす
る。例えば、アンモニウム水素一置換の場合で、炭素数
22前後までである。
ルアンモニウムイオン、オクチルアンモニウムイオン、
2−エチルヘキシルアンモニウムイオン、ドデシルアン
モニウムイオン(ラウリルアンモニウムイオン)、オク
タデシルアンモニウムイオン(ステアリルアンモニウム
イオン)、ジオクチルジメチルアンモニウムイオン、ト
リオクチルアンモニウムイオン、ジステアリルジメチル
アンモニウムイオン、ラウリン酸アンモニウムイオン等
のアンモニウムイオンを好適に使用できるが、他のオニ
ウムイオン、例えば、ホスホニウムイオン、オキソニウ
ムイオン、スルホニウムイオン等であってもよい。
ニウムイオンを含む水溶液中に粘土鉱物を浸漬した後、
該粘土鉱物を水洗して過剰な有機オニウムイオンを除去
する。
ロナイトを使用し、有機化剤としてオクタデシルアンモ
ニウム塩を使用した場合、図1に示す如く、モンモリロ
ナイト(粘土鉱物)2のNa+ イオン(陽イオン)4
が、C18H37NH3 +イオン(オニウムイオン)6と陽イ
オン交換され、モンモリロナイト1の層間距離がd0 か
らd1 へと増大する。
基導入非極性ゴムポリマーである。この極性基導入非極
性ゴムポリマーは、通常、前記原料ゴムである非極性ゴ
ムポリマーの一部を置き換えた配合とするが、全部を置
き換えた配合としても良い。
は、防振ゴムの原料ゴムである非極性ゴムポリマーの主
鎖および側鎖の一方又は双方に極性基が導入されている
ものである。ここで、極性基は、非極性ゴムポリマーの
末端に導入されていることが望ましい。このため、ゴム
ポリマーの重合時に同時に極性基導入用のモノマーを混
在させてランダム共重合体としてもよいが、ゴムポリマ
ーの重合後、極性基導入用のモノマーを添加して、ブロ
ック共重合ないしグラフト共重合させてもよい。
ルボキシル基、チオール基、エポキシ基、エーテル基、
アルコキシ基等を挙げることができる。当然、極性基に
は、オニウムイオンは含まれない。
基やカルボキシル基を導入したものを、好適に使用でき
る。例えば、マレイン酸変性EPDM等を挙げることが
できる。マレイン酸の導入量は、0.5〜2wt%が好ま
しい。
もに、非極性ゴムポリマーよりも分子量の低い、MW 1
万未満のポリマーないしオリゴマーさらには単分子を適
宜併用してもよい。これらの極性導入単分子としては、
ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、ステアリ
ン酸、ステアリルクロライド等を挙げることができる。
ムポリマーの配合割合は、極性基の導入割合にもよる
が、通常、前者/後者=0.5/9.5〜5/5、望ま
しくは、1/9〜3/7である。
ーの一部若しくは全部を極性基導入非極性ゴムポリマー
で置き換えたものを原料ゴムとし、カーボンブラックの
一部若しくは全部を特定の有機化粘土鉱物で置き換えた
ものである。当然、ゴム組成物には、更に、過酸化物、
硫黄等の加硫剤とともに、プロセスオイル、亜鉛華、ス
テアリン酸、老化防止剤等の副資材を配合して、慣用の
方法・条件で混練して、成形用ゴム材料とする。
ナイト2の層間にマレイン酸変性EPDM(極性基導入
非極性ゴムポリマー)8が、水素結合を介して入り込
み、更に、モンモリロナイト2の層間距離がd1 からd
2 へと増大する(図1参照)。
ナイト8の層間に極性基導入非極性ゴムポリマー8を介
して極性基が導入されていない非極性ゴムポリマー10
も侵入して、モンモリロナイト2はナノオーダの微粒子
に分散されて、ナノコンポジットとなる(図1参照)。
は4〜10分である。少なすぎると、分散効果が得難
く、長過ぎても、それ以上の効果が期待できない。
料)は、公知の射出成形・プレス成形等により、防振ゴ
ム加硫成形体を製造する。
は、上記の如く、防振ゴム用ゴム組成物の原料ゴムの一
部若しくは全部を極性基導入原料ゴムに置き換えるとと
もに、カーボンブラックの一部若しくは全部を特定の有
機化粘土鉱物に置き換える構成により、後述の実施例・
比較例で示す如く防振特性の指標である動倍率が相対的
に低い防振ゴム加硫成形体が得られる。
填剤として、カーボンブラックの一部若しくは全部を置
き換えた有機化粘土鉱物の層間に、ゴム相の全部若しく
は一部を形成する極性基導入非極性ゴムポリマーが侵入
し、更には、非極性ゴムポリマーも侵入して粘土鉱物が
ナノオーダで分散され、動的弾性率の増大比率を鈍化さ
せる作用を奏するためと推定される。
実施例・比較例について説明をする。
後、成形用材料として、各成形材料から各試験片を調製
(加硫条件:170℃×10min )し、防振性能の試験
を下記に方法により行った。
4」(株式会社レオロジー製造)を用いて、それぞれ下
記条件(試験片:5mm短冊)で計測した静的弾性率(E
S)と動的弾性率(E′100Hz )との動倍率(E′/ES
)により評価した。
10%伸長時の応力を試験片の断面積で除した値)。
態て、±0.5 %、100Hz の動歪みを付加したときの測定
値。
調製した。
ロナイト(山形県産、イオン交換容量120 meq/10
0g)を使用し、有機オニウムイオンは、オクタデシル
アンモニウムを使用した。
2000mlに分散させた。次に、オクタデシルアンモ
ニウムクロライド9gを80℃の水500mlに溶解さ
せた。この両方の水溶液を一気に混合した。その沈殿物
を80℃の水で3回洗浄した。その後水を蒸発させるこ
とにより、オクタデシルアンモニウムイオンとイオン結
合して有機化されたモンモリロナイトを得た。
結果を図2にプロットして、比較例と実施例の、静的弾
性率に対する動倍率の変化を見た。
定の静的弾性率の範囲内において、比較例に比して動倍
率が低いことが分かる。
(エチリデンノルボルネン):6%MW:約45万 *2)マレイン酸変性EPDM(EPDMは上記と同
じ、マレイン酸比率:1wt%)
モデル図。
率に対する動倍率の増大傾向を比較するグラフ図
ン) 8 極性基導入非極性ゴムポリマー(マレイン酸変性E
PDM) 10 非極性ゴムポリマー(EPDM)
Claims (2)
- 【請求項1】 原料ゴムが非極性ゴムポリマーであり、
カーボンブラックの一部若しくは全部が粘土鉱物に置き
換えられて配合されてなる防振ゴム用ゴム組成物におい
て、 前記粘土鉱物が有機オニウムイオンがイオン結合するこ
とにより有機化された有機化粘土鉱物であり、 前記非極性ゴムポリマーの一部若しくは全部が、極性基
が導入された非極性ゴムポリマー(以下「極性基導入非
極性ゴムポリマー」と称する。)で置き換えられてなる
ことを特徴とする防振ゴム用ゴム組成物。 - 【請求項2】 請求項1において、前記非極性ゴムポリ
マーおよび極性基導入非極性ゴムポリマーが、共にエチ
レンαオレフィンゴム系であることを特徴とする防振ゴ
ム用ゴム組成物。
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-
1998
- 1998-02-19 JP JP3765498A patent/JP3880720B2/ja not_active Expired - Fee Related
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