JPS5937293B2 - 防振および防音性ゴム組成物 - Google Patents

防振および防音性ゴム組成物

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JPS5937293B2
JPS5937293B2 JP56023673A JP2367381A JPS5937293B2 JP S5937293 B2 JPS5937293 B2 JP S5937293B2 JP 56023673 A JP56023673 A JP 56023673A JP 2367381 A JP2367381 A JP 2367381A JP S5937293 B2 JPS5937293 B2 JP S5937293B2
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正夫 唐牛
幸司 篠原
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Asahi Kasei Corp
Sumitomo Riko Co Ltd
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Sumitomo Riko Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は防振および防音性に優れたゴム組成物に関する
近年、自動車の開発が進み、特に乗り心地の観点から振
動や騒音の少ない自動車が望まれている。
自動車用防振ゴム、就中エンジンマウントについて、か
かる要望を満足させるべく、従来不足であつた防振、防
音の両特性を同時に満足させるゴム配合の開発が待たれ
ていた。従来、防振ゴム用のポリマーとして防振および
防音の両特性を兼備したポリマーは存在せず、防振性に
優れたポリマーは防音性に劣り、逆に防音性に優れたポ
リマーは防振性に劣るというように防振性と防音性とは
互いに相反する関係にあることが知られていた。
従つて防振性を重視する場合には防音性を犠牲にせざる
を得ず、逆に防音性を重視する場合には防振性を犠牲に
せざるを得なかつた。このため、従来は防音性に優れる
天然ゴム、ポリブタジエンと防振性に優れるスチレン−
ブタジエン共重合体などとのブレンドを使用することに
甘んじていたが、これでは最近のニーズには対応しきれ
ず、新規技術の開発が待たれていた。かかる現状に鑑み
、本発明者らは防振性と防音性の両特性に優れたゴム組
成物を開発すべく鋭意検討をつづけた結果、(1)数平
均分子量(Mn)が500〜50000でかつ、Mn (但しA=一、B=液状高分子物質の主鎖に=八含まれ
る二重結合単位の重量百分率) である、液状ポリブタジエン、液状ステレンーブタジエ
ン共重合体、液状ポリイソプレン、液状ポリブテン及び
液状ポリエチレングリコールの群から選ばれた少なくと
も一種の液状高分子物質5〜40重量部を含む、天然ゴ
ム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、およびイソプレン−イソブチレン共重
合体の少なくとも一種100重量部と、(1i)カーボ
ンブラツク50重量部以下と、(Iii)アルキル基の
炭素数が4〜19の飽和直鎖状モノカルボン酸並びにロ
ジン酸およびその誘導体の少なくとも一種4〜10重量
部を配合し、イオウ加硫することによつて防振性および
防音性の両特性に優れたゴム組成物を見出し、本発明を
なすに至つた。
防振性および防音性を加硫ゴムの動的性質に基いて説明
すると、防振ゴムの振動伝達率τと加振力の振動周波数
ωとの関係は一次元振動系から下記(1)式のようにな
る。
この関係を天然ゴム(NR)およびイソプレン−イソブ
チレン共重合体(IIR)について図示すると第1図の
ようになる(ωoは固有振動数)。
第1図のL領域では、H領域では、 で表わされる。
自動車のエンジンマウントなどでは振動周波数が10〜
20Hzの領域(第1図のL領域)では防振性が重要と
なり、また振動周波数が75Hz以上の領域(第1図の
H領域)では防音性が重要となる。
従つて、防振防音の両特性に優れたエンジンマウントを
得るためには、いずれの領域においても振動伝達率τが
小さいものが好ましく、上記(2)及び(3)式よりL
領域ではTanδができる限り大きく、H領域ではKD
のできる限り小さい配合物が良いことになる。本発明に
おいて使用する液状高分子物質としては、例えば、液状
ポリブタジエン、液状スチレン−ブタジエン共重合体、
液状ポリイソプレン及び液状ポリブテン並びに液体ポリ
エチレングリコールなどがあげられる。
これらの液状高分子物質は、例えば各モノマーを有機溶
媒中でナトリウム触媒の存在下に重合させる方法などの
、従来一般的に知られている重合方法によつて容易に製
造することができる。しかしながら、前記した通り、本
発明の目的とする防振及び防音の両特性に優れたゴム組
成物を得るためには、前記液状高分子物質の数平均分子
量(Mn)が500〜50000、好ましくは500〜
30000であつて、前記したA+Bの値が10≦A+
B≦1000、好ましくは10≦A+B≦700でなけ
ればならない。液状高分子物質の数平均分子量が500
未満の場合には配合物の軟化作用が認められるのみで配
合防振ゴムは防音性の乏しいものになつて好ましくなく
、逆に50000を超えると防振性の乏しいものになつ
て防振及び防音の両特性を同時に満足し得ない。一方、
前記したA+Bの値が10未満の場合には天然ゴム、ポ
リブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体などのマ
トリツクスゴム中での液状高分子物質の分散状態が好ま
しくなくなり、防振・防音両特性とも悪化して好ましく
ない。逆にA+Bの値が1000を超えると、マトリツ
クスゴムとの共加硫が進んだり、マトリックスゴムと液
状高分子物質との絡まりが必要以上に多くなつたりして
防振防音性能を損うので好ましくない。前記した液状高
分子物質の中では液状ポリブタジエン及び液状スチレン
−ブタジエン共重合体が好ましく、特にH又は0H末端
のものが防音性の改良効果が著しく大きく更に好ましい
。なお、Aは前述の如く、例えば浸透圧法などによつて
測定した数平均分子量を50で除した値であり、Bは液
状高分子物質の主鎖に含まれる二重結合単位の重量百分
率である。
例えば、1・2一結合が90重量%、1・4−トランス
結合が10重量%でMnが2000の液状ポリブタジエ
ンの場合にはA−40..B−10′8A+B=50と
なる。またMnが2000の液状ポリブテンの場合には
A=40、B−0′(′A+B=40となる。これらの
液状高分子物質は、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリブ
タジエン、スチレン−ブタジエン共重合体及び/又はイ
ソプレン−イソブチレン共重合体のマトリツクスゴム中
に合計量100重量部中に5〜40重量部、好ましくは
10〜30重量部配合される。液状高分子物質の配合量
が5重量部未満でぱ本発明の目的とする防振及び防音の
両特性に優れた配合物は得られず、40重量部を超える
と、防振ゴムの耐久性が不良になるので好ましくない。
液状高分子物質の上記マトリツクスゴム中への配合順序
には特に限定はなく、例えばゴム配合時に他の配合成分
と一緒にバンバリーミキサ一やロールなどを用いて混合
しても良いし、他の配合成分とは別に最初にマトリツク
スゴムとブレンドしても良いし、或いはマトリツクスゴ
ムの製造時に液状高分子物質のラテツクス又は有機溶剤
溶液をブレンドしても良い。本発明において使用される
アルキル基の炭素数が4〜19の飽和モノカルボン酸と
しては、例えば力プリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸
、ステアリン酸などがあげられ、ロジン酸およびその誘
導体としては例えばウツドロジン、水添ロジンなどがあ
げられる。
これらは前記液状高分子物質を含むマトリツクスゴム1
00重量部に対し4〜10重量音艮好ましくは4〜7重
量部の割合で配合する。この配合量が4重量部未満では
防音性に乏しく、10重量部を超えると防振性に乏しく
て好ましくない。本発明の組成物には更に50重量部以
下のカーボンを配合する。
カーボンの配合量が50重量部を超えると、防音性が著
しく損われるので好ましくない。本発明においては、上
記配合成分のほかに、ゴム配合用として従来一般的に使
用されているその他の配合剤、例えば、軟化剤、無機充
填剤、ワツクス、スコーチ防止剤などを適宜常用範囲内
の量で配合することができることはいうまでもない。
このようにして各配合成分を配合した組成物は常法に従
つてイオウ加硫することによつて従来のゴム配合には全
く見当らなかつた防振及び防音の両特性に優れた配合物
を得ることができる。以下に実施例及び比較例を示して
本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲をこれらの実
施例に限定するものでないことはいうまでもない。
実施例 1予め素練りを行ないムー[メ[粘度を約60に
調整した天然ゴム(NR)3号40重量部、溶液重合S
BR(S−SBR)タフデン2000R(旭化成工業(
株)製)40重量部、Mnが1100でA+Bが32の
液状ポリブタジエン20重量部にHAFカーボン25重
量部、ナフテンオイル23重量部、亜鉛華3,0重量部
、ステアリン酸4.0重量部および老化防止剤Bl.O
重量部をB型バンバリ一により混練しカーボンマスター
バツチを作成した。
このマスターバツチを2時間放置し、冷却した後、8イ
ンチロールにより、イオウ1.2重量部、促進剤CZl
.O重量部および促進剤TTO.5重量部を添加混合し
た。この配合物につき145℃でレオメータによる最適
加硫時間でプレス加硫を行ない、2′厚のシートを得た
。尚、配合に当つては防振ゴムの性能を考慮し、加硫物
のKsが約22kgf/Cdとなるよう添加オイル量を
調節した。次に、粘弾性スペクトロメータ(株式会社岩
本製作所製)を用い、防振ゴム特性を求めた。
即ちプレス加硫により作成した2′シートから2〜×5
〜×30〜のサンプルを切出し、Ksは加振力の振動周
波数0.5Hz.KDは110Hzの値、またTanδ
は11Hzの値よりそれぞれ求めた。Ksのサンプル間
の若干の変動を考慮し、KO/K8値を持つて防音性の
指標とした。
KO/K8の値が小さいほど防音性に優れる。結果を表
−1に示す。本配合は、後述の比較例1に比し、KD/
Ksは小さく、防音性は改良され、Tanδも大きいこ
とから防振性も優れることが明らかである。
従つて、本発明における液状物質の添加効果は十分認め
られた。一方、第2図に示す形状の防振ゴム試料10を
圧入成型法により作成し、振動疲労試験を行なつた。
試験条件は、せん断方向初期変位10〜、ストローク±
8′1Vh回転数500]−Pmとし、亀裂の発生する
迄の回数を調べた。その結果、本配合物は亀裂発生迄の
振動回数が100万回以上で、実用上全く問題ないこと
が確認された。なお第2図において、11は金具、12
は取付ボルトを示す。実施例 2 実施例1の液状物質を、末端基が−0Hである液状ポリ
ブタジエンに変え、Ksを調整するためにオイル量を2
5重量部とした他は実施例1と同じ実験を繰返した。
結果を表1に示す。表1の結果から明らかなように、液
状ポリブタジエンの末端基が−0Hの場合には、Tan
δが実施例1の場合よりさらに大きく、比較例1より非
常に大きい。またKD/Ksも小さい。これらのことか
ら本配合の組成物が防振、防音性に優れることは明らか
である。実施例 3 実施例1のポリマーをNR85重量部、液状ポリブタジ
エンの配合量を15重量部とし、S一SBRを除いた以
外は実施例1を繰返した。
表1の結果からNRのみでも本発明の効果が認められる
ことは明らかである。実施例 4 実施例1の配合で、ステアリン酸の配合量を3,0重量
部に減じ、ウツドロジン2.0重量部を新たに加えた以
外は実施例1を繰返し、添加する酸類の効果を調べた。
表1の結果から、後述の比較例4に対比し、防振・防音
の両特性の改良されていることが判明した。実施例 5 実施例4の配分で、ウツドロジン2.0重量部をミリス
チン酸2.0重量部に変えた以外は実施例1と同様にし
て添加酸類の効果を調べた。
表1の結果から実施例4と同様、防振・防音の両特性が
改良されることが明らかである。実施例 6 実施例4の配合で、ウツドロジンの配合量を2.0重量
部から5.0重量部に増やし、その効果を調べた。
表1の結果から、防振、防音の両特性が改良されている
ことは明らかである。実施例 7 実施例1の配合で、液状ポリブタジエンを液状ポリブテ
ンに変えた以外は実施例1と同様にして液状ポリブテン
の添加効果を調べた。
その結果、表1に示すように、防振、防音性の改良され
ていることが確認された。実施例 8および9 実施例1で、液状ポリブタジエンを、それぞれ、液状ポ
リイソプレン及び液状ポリエチレングリコールに変え、
オイル量をそれぞれ25及び22重量部とした以外は実
施例1を繰返したが表1に示すようにいずれも後述の比
較例1よりも防振・防音の両特性に優れることが明らか
である。
比較例 1 実施例1の配合で、NR5O重量部、S−SBR5O重
量部及び添加オイル量30重量部とし、液状物質を添加
しなかつた以外は実施例1と同様にして配合物の防振特
性を調べた。
その結果を表2に示すが、この配合物は、KD/Ksは
大きく、Tanδは逆に小さく、防振防音性は劣ること
が明らかである。比較例 2 実施例1の配合で、NR3O重量部、S一SBR2O重
量部及び液状ポリブタジエン50重量部とし、添加オイ
ル量を20重量部として、液状物質の多い場合の防振・
防音特性を調べた。
その結果、表2の結果から明らかなように液状物質が多
くなると、防振特性は良くなるものの、防音性が著しく
悪くなることが判明した。比較例 3 実施例1の配合で、液状ポリブタジエンを分子量の低い
、Mn2OOの物質に変え、添加オイル量を20重量部
にした以外は実施例1と同様にして、配合物の防振・防
音特性を調べた。
その結果、表2に示すように、防振性は改良されず、分
子量の低すぎる物質では本発明の効果が認められないこ
とが判明した。比較例 4 実施例1の配合で、添加する飽和直鎖状モノカルボン酸
の量を減らし、1.0重量部とした以外は実施例1と同
様にして、配合物の防振・防音特性を調べた。
そa詰果、表2に示すように、酸の量が少ない場合には
、防振・防音性の改良効果は認められないことが判明し
た。比較例 5 実施例1の配合で、液状物質をMn48OOO.〉くA
+BllOOの液状ポリイソプレンとした以外は実施例
1を繰返し、防振・防音特性を調べた。
その結果、表2に示すように、A+Bが1000を超え
ると、防振・防音特性の改良効果は認められないことが
判明した。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のNR及びIIR防振ゴム振動伝達率τと
加振力の振動周波数ωとの関係を示すグラフ図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1(i)数平均分子量(Mn)が500〜50000で
    かつ 10≦A+B≦1000 (但しA=Mn/50、B=液状高分子物質の主鎖に含
    まれる二重結合単位の重量百分率)である、液状ポリブ
    タジエン、液状スチレン−ブタジエン共重合体、液状ポ
    リイソプレン、液状ポリブテン及び液状ポリエチレング
    リコールの群から選ばれた少なくとも一種の液状高分子
    物質5〜40重量部を含む、天然ゴム、ポリイソプレン
    、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、お
    よびイソプレン−イソブチレン共重合体の少なくとも一
    種100重量部と、(ii)カーボンブラック50重量
    部以下と、(iii)アルキル基の炭素数が4〜19の
    飽和直鎖状モノカルボン酸並びにロジン酸およびその誘
    導体の少なくとも一種4〜10重量部を配合し、イオウ
    加硫して成る防振および防音性に優れたゴム組成物。 2 前記液状高分子物質が、H又はOH末端基を有する
    、液状ポリブタジエン又はスチレン含量1〜50重量%
    の液状スチレン−ブタジエン共重合体である特許請求の
    範囲第1項記載の組成物。
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