JPS6043865B2 - ゴム弾性制振材の製造方法 - Google Patents

ゴム弾性制振材の製造方法

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JPS6043865B2
JPS6043865B2 JP5500579A JP5500579A JPS6043865B2 JP S6043865 B2 JPS6043865 B2 JP S6043865B2 JP 5500579 A JP5500579 A JP 5500579A JP 5500579 A JP5500579 A JP 5500579A JP S6043865 B2 JPS6043865 B2 JP S6043865B2
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rubber
weight
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vibration damping
damping material
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俊介 松田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/36Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/3605Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by their material

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は割振用のゴム弾性体の製造方法に関する。
振動エネルギーを吸収するための割振材はダンピング
材とも呼ばれ、その性能は吸収されたエネ ルギーの損
失の度合で比べられる。
割振効果はヤング率(E’)と損失係数(tanδ)と
の積で表わされる(宇佐美、大石両氏共著「ゴム材料の
選び方、使い方」オーム社)。これらE’、tanδは
温度と周波数の関数てある。割振材は周知のように広範
囲の分野で使用されており、適用機器の割振性に対応し
た割振効果を示す割振材が望まれてきた。このように要
求される割振効果が異なるときには、通常、異なつた種
類のゴム材料が用いられてきた。すなわち、大きい割振
効果をほしいときにはブチルゴム(IIR)が、中くら
いのときにはスチレンブタジエンゴム(SBR)や、天
然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレン
ゴム(IR)をSBRに混合したものが、割振効果の小
さいときにはNRNBRNIRがそれぞれ用いられてき
た。 本発明はかかる割振材に要求される割振効果の大
小に対応して、基本的なゴム組成は同一でありながら、
配合比を変えることや、伸展油、充てん”剤を加えるこ
とで種々の大きさの割振効果を実現しうる材料の製造方
法を提供しようとするものである。
割振材と同時にゴムのコンプライアンスを要求する分
野がある。
たとえばレコードプレーヤのピ・ツクアツプカートリツ
ジ中の針は、振動系の共振が割振されていて、なおかつ
レコードの音溝を忠実になぞつて振動しなければならな
い。SBR)NR)BRNIR)あるいはエチレンプロ
ピレンゴム(EPDM)て制振性をあげようとすると、
カーボンを高充てんしなければならず、そのため硬度が
増し、オイルを高充てんしたとしても硬度を希望すると
ころまで低下させることができず、これらゴムのコンプ
ライアンスは小さい。IIRは、制振性が大きく、ゴム
のコンプライアンスも大きいため、上述のような用途に
合致していた。本発明の第2の目的は、IIRのように
制振性、コンプライアンスともに大きな制振材を提供す
ることである。
さらにゴムの制振性の温度変化が小さいことを要求する
分野がある。たとえば、ピックアップカートリッジでは
、制振効果の温度変化、針のコンプライアンスの温度変
化が小さいことが望まれる。これまでピックアップカー
トリッジの制振材に用いられたIIRは、後述するよう
に制振性の温度変化が大きいものであつた。本発明の第
3の目的は制振効果の温度変化の小さいゴム弾性体を提
供することにある。
さらに、IIRは加硫時間が4紛から60分を要し多数
の加圧成形機を要するという欠点があつた。
本発明の第4の目的は、制振効果が適切で、柔かく、制
振効果の温度変化の小さいゴム弾性体を短時間で加圧成
形できるゴム弾性材を提供することにある。さらにII
Rの永久圧縮ひずみは9%以上と大きい欠点がある。本
発明の第5の目的は永久圧縮ひずみの小さいゴム弾性制
振材を提供することにある。
すなわち本発明は、制振効果が小さくE″、Tanδの
温度変化の小さいシリコーンゴムと、制振効果が大き.
く、E″、Tanδの温度変化も大きいIIRのうち過
酸化物で加硫できる部分架橋型ブチルゴム(CIIR)
を基本組成にして、伸展油、充てん剤を配合することで
、目的に対応した制振効果を示す制振材を提供すること
である。
本発明において使用されるシリコーンゴムは、ジメチル
ポリシロキサン、メチルビニルポリシロキサン、メチル
フェニルビニルポリシロキサン、トリフルオロプロピル
メチルビニルシロキサン、メチルフェニルシリコーンか
らなる生ゴム、また・はこれらのポリマーを基本とし、
適度に補強性充てん剤などを添加含有させたゴムベース
であり、より望ましくはトリフルオロプロピルメチルビ
ニルシロキサンよりなる生ゴムに補強性シリカを配合し
たものである。
その市販品としては、たとえば東レシリコーン(株)の
「迅−422」ベース(補強性シリカを16重量%含む
)、信越化学工業(株)の[FE24lU」ゴムベース
がある。本発明において使用される、過酸化物で加硫で
きるブチルゴムとは、イソプレン、イソブチレンと2官
能性基のモノマーたとえばジビニルベンゼンからなるタ
ーポリマーで、その一部が部分的に架橋されているもの
である。その市販品としてlは、たとえば米国ポリサー
社の「XL−20」や「XL−50」がある。また、シ
リコーンゴムとブチルゴムを同時に加硫できる過酸化物
には、ベンゾイルパーオキサイド、2◆4ジクロルベン
ゾイルパーオキサイド、−ジキユミールパーオキキサイ
ド、2・5ジメチル2・5ジ(ターシヤリブチルパーオ
キシ)ヘキサン、バラクロルベンゾイルパーオキサイド
、ジターシヤリブチルパーオキサイド、ターシヤリブチ
ルパーベンゾエートなどがある。
望ましくは、揮発性、厚物成形の観点より、2・5ジメ
チル2・5ジ(ターシヤリブチルパーオキシ)ヘキサン
を主成分とするもの、たとえば東レシリコーン(株)の
RC−4、信越化学工業(株)の[C−8」である。シ
リコーンゴム(FS)と過酸化物で加硫できる部分架橋
型ブチルゴム(CIIR)とは任意の割合で配合するこ
とができる。
ただ、シリコーンゴムのみになると、種々のオイルを含
有することができなくなり、Tanδの大きくなる温度
が極端に低くなる。そして、CIIRのみになると、シ
リコーンオイルを含有することができず、Tanδ、E
″の温度変化が大きくなる。このようなことから、FS
−CIIRゴムベース中のCIIRの量は10〜8鍾量
%であることが望ましい。加硫剤については、ゴムベー
スの総重量100重量部に対して0.4〜4重量部の割
合で加える。
伸展油については、ゴムベースの総重量100重量部に
対して2唾量部以下の割合で加える。これよりも多量の
伸展性を均一に分散させるのは困難てある。充てん剤に
ついては、補強性のものを用い、コムベースの10睡量
部に対して6鍾量部以下の割合で加える。
伸展油、充てん剤には種々のものを併用することができ
る。
以下、本発明のゴム弾性制振材について、実施例をあげ
て説明する。
以下の試験ならびに実施例における損失係数Tanδ、
ヤング率E″の測定には東用ボールドウイン(株)社製
の動的粘弾性測定装置VIBRONDDV−■を使用し
た。
この装置により、3.5Hz111Hz135Hz11
10Hzの振動周波数のもとで−110℃から70℃ま
でのTanδ、E″の測定を行なつた。このデータをも
とに「周波数一温度換算則」により使用温度範囲、対象
周波数のもとでのTanδ、ヤング率を推定した。反発
弾性の測定はJIS−K63Olの規定に従つた。反発
弾性は試験片に衝撃を与えて変形させた場合の変形のエ
ネルギーに対応する、回復のエネルギーの占める割合を
意味し、損失係数Tanδと密接な関係があり、図に本
発明の制振材についての実測による関係を示している。
図から明らかなように、反発弾性の小さいものほど損失
係数Tanδが大きい。硬度の測定はスプリング式の硬
度計により測定した。
スプリング式の硬化が大きいほどE″が大きいことに対
応する(日本ゴム協会編[ゴム試験法」日本コム協会、
昭和指年)。実施例の説明にあたり、ゴム弾性体の周波
数と温度の換算則のため一般的な記述が困難なので、温
度5換〜35℃、周波数100Hz120kHZを中心
におくようにした。
実施例1 トリフルオロプロピルメチルビニルシロキサン84重量
部と1鍾量部の補強性のシリカからなるシリコーンゴム
ベース(FS)とCIIR(ジイソブチレンへの溶解度
20%のもの)とよりなるゴム配合をロールで混練し、
それに加硫剤としての2・5ジメチル2・5ジ(ターシ
ヤリブチルパーオキシ)ヘキサン(RC−4)を加え、
さらに混練した。
配合組成は第1表のとおりである。混練後、170゜C
で150k91cf1に加圧成形して試験片を作り、動
的粘弾性を測定し、標準的な制振剤ブチルゴムと比較す
ると、第1表のようになつた。100Hzにおいても2
0kHzにおいてもCIIRの割合を大きくすれば、T
anδの値が大きくなる。
一方、FSの割合が大きくなると、E″の値が大きくな
る。35℃、20℃および5℃におけるTanδの変化
は、その温度範囲における最大と最小の比で100Hz
のとき2.58〜2.76、20kHzのとき1.27
〜1.44であるが、E″の変化は100Hzのとき1
.95〜10120k圧のとき4.1〜11.8と大き
いことがわかる。このため制振性の温度変化を小さくす
るためにはTanδ、E″の温度変化を小さくする必要
があるが、この第2表の結果からも明らかなように、E
″の変化が著しいので、これを小さくすることが有効で
ある。また、第2表の結果からFSの割合を高めること
が有効であるといえる。35Hzにおけるゴム−ガラス
の転移点、Tanδの極大となる温度は、CIIRの割
合が大きくなると、高い方へ移行することがいえる。
高周波の制振性を要するときには、35Hzの測定の結
果の上で説明すれば、より低温側が重要であるから、F
Sの割合が高いことが望ましいといえる。ブチルゴムの
E″は100Hzのとき2.7倍、20kHzのとき2
4倍と、本発明のものと比べて大きく変化し、Tanδ
は100Hzのとき8.64倍も変化している。
このためIIRでは100HzでTanδの変化のため
、20k圧てE″の著しい変化のため、いずれの場、合
も制振性の温度変化の大きいことがわかる。それに比べ
て本発明のものは100Hzにおいても、20k圧にお
いても非常に改善されていることがわかる。(注1)使
用配合例 FS:LS422(東レシリコーン株式会
社) CIIR:XL2O(ポリサー社)
加硫剤:RC−4(東レシリコーン株 式会社)(
注2)配合割合は重量部 実施例2 FS75重量部とCIIR25重量部とをロールで混練
し、加硫剤1.5重量部を加え、混練し、それにシリコ
ーンオイル(FLlOO、信越化学工業(株)、パラフ
イニツクオイル(P−300、共同石油(株))、ナフ
テニツクオイル(R−50、R−1000、共同石油(
株))、アロマテイツクオイル(JSOAROMAl日
本サンオイノレ)のいずれ力)一つの伸展油1唾量部を
加え、混練し170℃にて200k91cdに加圧して
試験片を作製した。
これらの試験片の20℃における硬度、−400〜35
℃における反発弾性を測定したところ、第3表のとおり
であつた。
オイル添加によりいずれも硬度が減少し(このことはE
″が小さくすることを意味する)、シリコーンオイルは
減少の程度が小さく、ナフテニツクオイルのうち流動点
の低いナフテニツクオイルR−50(流動点−17.5
℃)を使用したときの硬度の減少が著しい。
アロマテイツクオイルは室温付近で反発弾性を20%低
下させ(Tanδが大きくなり、制振性が強まる)、他
のオイルではこの効果がみられない。高域の制振性に関
係するのは、反発弾性の−10℃以下のデータであるが
、シリコーンオイルを除く他のオイルではその流動点と
関連して反発弾性の極小値がみられる。
実施例3 FS25重量部、CIIR75重量部をロールで混練し
、加硫剤(RC−4)1.5重量部を加えて混練し、そ
れにシリコーンオイル(FL−100)、パラフイニツ
クオイル(P−300)、ナフテニツクオイル(R−5
0..R−1000)、アロマテイツクオイル(JSO
AROMA)のいずれか一つの伸展油1鍾量部を加えて
混練し、170℃にて200k91cT1に加圧加硫し
て試験片を作製した。
これらの試験片の20℃における硬度、−400〜35
℃における反発弾性を測定したところ、第4表のように
なつた。
パラフイニツクオイル、ナフテニツクオイル、アロマテ
イツクオイルを加えることで、標準的なブチルゴム程度
まで反発弾性が減少する(換言すればブチルゴム同等の
Tanδを有する)ことがわかる。硬度も10度台のも
のがえられ、本発明になるゴム弾性体がブチルゴム同等
のTanδ、硬度を実現しうることがわかる。実施例4
FS60重量部とCIIR4O重量部をロールで混練し
、加硫剤(RC−4)1.5重量部を混練し、それにパ
ラフイニツクオイル(P−300)6重量部を混練した
コンパウンドとFS3踵量部とCIIR67重量部をロ
ールで混練し、加硫剤1.5重量部を混練し、それにパ
ラフイニツクオイル(P−300)を1唾量部添加混練
したコンパウンドを作り、それぞれ170℃、200k
91cf1で加圧成形して試験片を得た。
これらの動的粘弾性の測定結果を第5表に示す。
これからFSに対するCIIRの割合を高めることと、
ゴムベースに対するオイルの量を増加することによりE
″を小さくし、Tanδ、を大きくした材料が得られる
ことがわかつた。実施例5 −ー FS33重量部、CIIR67重量部をロールで混練し
、加硫剤(RC−4)1.5重量部を加え、微粉末シリ
カ(エロジル130、G.L.CabOt社)を5重量
部および10重量部を加えたものをそれぞれ作り、17
0℃、170k91cf1で加圧成形して試験片を作成
した。
これらの試験片の20℃における硬度、−40試〜35
℃における反発弾性を測定したところ、第6表のように
なつた。
微粉末シリカの添加により硬度は6と増加するが、反発
弾性には大きな変化はみられず、わずかながら反発弾性
の温度依存性の曲線が異なつてくるので、これを硬度調
節剤として使用することができる。
これにより、実施例2、3とあわせて、伸展油と微粉末
シリカによつて硬度の調節が可能であることがわかる。
実施例6ジメチルポロシロキサンに補強性シリカを加え
たベース(SH74O、東レシリコーン(株))75重
量部とCIIR25重量部を混練し、ジターシヤブチル
パーオキサイドを主剤とする加硫剤(RC−6、東レシ
リコーン(株))2重量部を加えて混練し、170℃に
て1紛、170k91d印圧して試験片を成形した。
この硬度、反発弾性は次のとおりである。これは図のグ
ラフよりTanδの値で0.25に相当し、これにより
SH74Oベース、LS422ベースを適度に混合する
ことにより、第3表のデータとあわせてみれば、−25
℃で反発弾性7、Tanδ、0.9までを実現すること
ができることを意味しており、低いTanδのとき、メ
チルジメチルポリシロキサン単独またはFSとの混合物
がゴムベースとして適切であることがわかる。
また硬度もベースで36であり、オイル添加で減少させ
ることが゛でき、本発明の提供する制振効果の温度依存
性の小さい、柔かな、そして適切な制振効果を示す制振
材として有用である。実施例7 メチルビニルポリシロキサンに補強性シリカを加えたベ
ース(SH−432、東レシリコーン(株))75重量
部とCIIR25重量部をロールで混練し、2・4ジク
クロルベンゾイルパーオキサイドを主剤とする加硫剤(
RC−2、東レシリコーン(株))1重量部を加え混練
し、115゜Cにて3紛、)200k91dに加圧して
試験片を成形した。
この硬度、反発弾性は実施例6のそれとほぼ同じであつ
た。その永久圧縮歪(70℃、坐時間)を測定したとこ
ろ、4%であつた。以上実施例にもとづいて説明したよ
うに、本発7明は(1)基本的なゴム組成が同一であり
ながら、配合比を変えることや伸展油、充てん剤を加え
ることて種々の大きさの制振効果を実現することができ
る、(2)IIRのように制振性、コンプライアンスが
ともに大きい、(3)IIRより制振効果の温度依存性
が小さい、(4)IIRの113〜112の時間て加硫
することがてきる、5(5)永久圧縮歪がIIRの9%
以上より小さな3〜8%にある、という特徴をそなえた
ゴム弾性制振材を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
θ 図面は本発明のゴム弾性制振材におけるTanδと
反発弾性との関係を示している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シリコーンゴムと過酸化物で加硫できるブチルゴム
    よりなるゴムベース100重量部に、20重量部を越え
    ない量の伸展油と60重量部を越えない量の補強性充て
    ん材とを添加含有させ、さらに加硫して損失係数tan
    δを0.2〜1.3の範囲内とすることを特徴とするゴ
    ム弾性制振材の製造方法。 2 ゴムベース中のブチルゴムの割合が10〜80重量
    %の範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のゴム弾性制振材の製造方法。 3 シリコーンゴムが、ジメチルポリシロキサン、メチ
    ルビニルポリシロキサン、メチルフェニルビニルポリシ
    ロキサン、トリフルオロプロピルメチルビニルシロキサ
    ン、メチルフェニルシリコーンからなる生ゴムもしくは
    これらのポリマーに補強性シリカを含有させたゴムベー
    ス、またはこれらの混合物であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のゴム弾性制振材の製造方法。 4 過酸化物により加硫できるブチルゴムが、イソブチ
    レンとイソプレンとジビニルベンゼンとのターポリマー
    であつて、一部架橋したものであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のゴム弾性制振材の製造方法。
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