JP3274706B2 - 耐熱防振ゴム用ゴム組成物 - Google Patents

耐熱防振ゴム用ゴム組成物

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JP3274706B2
JP3274706B2 JP15969592A JP15969592A JP3274706B2 JP 3274706 B2 JP3274706 B2 JP 3274706B2 JP 15969592 A JP15969592 A JP 15969592A JP 15969592 A JP15969592 A JP 15969592A JP 3274706 B2 JP3274706 B2 JP 3274706B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、耐熱防振ゴム組成物に関
し、さらに詳しくは、自動車のエンジンマウントインシ
ュレーター、センターベアリングインシュレーター、ラ
ックアンドピニオン式ステアリング装置のインシュレー
ター等で特に耐熱性が要求される防振ゴム材として好適
に利用可能な耐熱防振ゴム組成物に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】近年、自動車で使用される各種防
振ゴムは、特に耐熱性と防振特性が非常に厳しくなって
いる。すなわち、近年、自動車は、エンジンルーム内の
放熱スペースの減少、およびエンジンの高出力化が進ん
でいる結果、エンジンルーム内の雰囲気温度が上昇化す
る傾向にあり、各種防振ゴムの熱環境が厳しくなってき
ている。各種防振ゴムとしては、たとえば、エンジンマ
ウントインシュレーター、センターベアリングインシュ
レーター、ラックアンドピニオン式ステアリング装置の
インシュレーター(以下、ラックマウントインシュレー
ターという場合がある)などに使用されるゴムが挙げら
れる。以下、これらのインシュレーターについて、それ
ぞれ説明する。
【0003】まず、エンジンマウントインシュレーター
では、エンジンの大部分の荷重を支持する機能およびエ
ンジンより発生するトルク反力を支持する機能に加え
て、良好な防音、防振特性を満足させることが要求され
る。従来は、エンジンマウントインシュレーターは、適
度な振動減衰性能と優れた耐疲労性(耐久性)を有する
天然ゴムが主成分として用いられており、場合によって
は、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロ
ロプレンゴム、ブチルゴムなどが単独で、または多くの
場合、天然ゴムにブレンドして用いられている(以下、
天然ゴム系材料と称する)。
【0004】しかしながら、上述したように、エンジン
ルーム内の熱環境が悪化している現在、耐熱性の面で、
天然ゴム系材料は限界にきている。一方、ブタジエンゴ
ム、スチレン・ブタジエンゴムは、単独では、耐久性が
天然ゴムと比較して劣り、しかも耐熱性が十分でないと
いう問題がある。また、クロロプレンゴムは、低温柔軟
性が劣るため、防振ゴム用途には、不適当である。ブチ
ルゴムは、ダンピング性能に優れているものの、動倍率
が極端に高いという根本的な問題があり、また、耐久性
も天然ゴムより劣るという問題がある。従来のエチレン
・プロピレンゴムについては、耐熱性に優れているもの
の、耐久性が天然ゴムと比較して劣るという欠点があ
る。
【0005】また、自動車のセンターベアリングインシ
ュレーターにおいても、上述したエンジンマウントイン
シュレーターの場合と同様に熱環境が悪化しており、従
来のセンターベアリングインシュレーターでは、耐熱性
が満足できなくなってきている。このセンターベアリン
グインシュレーターは、FR車、4WD車のプロペラシ
ャフト中央部に位置し、プロペラシャフトとセンターベ
アリングとの締結部に使用され、プロペラシャフトから
の振動がセンターベアリングを介してシャシーに直接伝
達されるのを防止するとともに、プロペラシャフトの挙
動を規制し支持する役割を担っている。従来、センター
ベアリングインシュレーターは、高強度と低ヘタリ性が
要求されるところから、天然ゴム系材料が使用されてき
た。従来のセンターベアリングインシュレーターは、天
然ゴム系材料であるため、100℃を超える熱環境では
熱老化が激しく、実用に耐えない。また、天然ゴム系材
料の耐熱性を向上させる方法として、加硫剤であるイオ
ウの添加量を減らして加硫を行なう半有効加硫ないし有
効加硫といわれる方法がある。しかしながら、このよう
な方法は、天然ゴム系材料の耐熱性は向上するが、その
向上効果は10℃程度であり、しかも、耐久性が悪化す
るという欠点があり、要求品質を満足させるには至らな
かった。
【0006】また、天然ゴム系材料よりも優れた耐熱性
を有する原料ゴムとして、クロロプレンゴム、エチレン
・プロピレンゴム、ブチルゴム等が従来より知られてい
るが、これらのゴムは、上述したような問題ないし欠点
がある。
【0007】さらに、自動車のラックマウントインシュ
レーターにおいても、上述したエンジンマウントインシ
ュレーター、センターベアリングインシュレーターの場
合と同様に熱環境が悪化しており、従来のラックマウン
トインシュレーターでは、耐熱性が満足できなくなって
きている。
【0008】ラックマウントインシュレーターは、ステ
アリングとラックとの締結部に使用され、タイヤからの
振動がラックを介してステアリングに直接伝達されるの
を防止するとともに、ステアリングの感度に良好な影響
を与える役割を担っている。したがって、ラックマウン
トインシュレーターは、適度な振動減衰性能と優れた耐
疲労性(耐久性)が要求されるが、従来は、これらの要
求を満たすラックマウントインシュレーター用の材料と
して、天然ゴム系材料が使用されている。
【0009】しかしながら、上述したように、エンジン
ルーム内の熱環境の悪化により、耐熱性の面で、天然ゴ
ム系材料は限界にきている。一方、耐熱性に優れるEP
DMでは、耐久性が天然ゴム系材料と比較して劣るとい
う欠点がある。
【0010】したがって、天然ゴム系防振ゴムと同程度
の防振特性と耐久性を有するとともに、天然ゴム系材料
よりも優れた耐熱性を有する耐熱防振ゴム用ゴム組成物
の出現が従来より望まれていた。
【0011】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
問題点を解決しようとするものであって、天然ゴム系防
振ゴムと同程度の防振特性と耐久性を有するとともに、
天然ゴム系材料よりも優れた耐熱性を有する防振ゴムを
付与することができる耐熱防振ゴム用ゴム組成物を提供
することを目的としている。
【0012】
【発明の概要】本発明に係る耐熱防振ゴム用ゴム組成物
は、 [I]エチレンと炭素原子数3〜20のα- オレフィン
と非共役ジエンとからなり、かつ、エチレンとα- オレ
フィンとのモル比が60/40〜73/27であり、G
PC法測定により求められた分子量分布(Mw/Mn)
Q値が4未満であり、135℃デカリン中で測定した極
限粘度[η]が2.7〜5.0dl/gであり、ヨウ素
価が10〜40であり、非共役ジエンが5- エチリデン
-2-ノルボルネンであるエチレン・α- オレフィン・非
共役ジエン共重合体ゴム(A):99〜60重量%、お
よびエチレンと炭素原子数3〜20のα- オレフィンと
からなり、かつ、エチレンとα- オレフィンとのモル比
が50/50〜78/22であり、135℃デカリン中
で測定した極限粘度[η]が0.2〜0.4dl/gで
ある液状エチレン・α- オレフィン共重合体(B):1
〜40重量%からなるエチレン・α- オレフィン・非共
役ジエン共重合体ゴム組成物を主成分とするゴム組成物
であって、前記エチレン・α- オレフィン・非共役ジエ
ン共重合体ゴム組成物[I]100重量部に対して、 [II]イオウ0.1〜10重量部と、 [III]カーボンブラック40〜120重量部とを含
有してなり、 加硫後の動的粘弾性試験で求められる損失
正接(tanδ)が0.15〜0.35になることを特
徴としている。
【0013】
【0014】本発明の耐熱防振ゴム用ゴム組成物は、自
動車エンジンマウントインシュレーター用ゴム組成物、
自動車センターベアリングインシュレーター用ゴム組成
物、あるいは自動車ラックアンドピニオン式ステアリン
グ装置のインシュレーター用ゴム組成物として好適に用
いられる。
【0015】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る耐熱防振ゴム
用ゴム組成物について具体的に説明する。本発明に係る
耐熱防振ゴム用ゴム組成物は、[I]特定のエチレン・
α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物から
構成されている未加硫のゴム組成物であって、エチレン
・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物
[I]のほかに、[II]イオウと、[III]カーボ
ンブラックとを含有してなり、加硫後の動的粘弾性試験
で求められる損失正接(tanδ)が特定の範囲にあ
。このゴム組成物は、加硫成形してインシュレーター
(加硫ゴム)に用いることができる。インシュレーター
の例としては、上述したようなエンジンマウントインシ
ュレーター、センターベアリングインシュレーター、ラ
ックマウントインシュレーターが挙げられる。
【0016】[I]エチレン・α- オレフィン・非共役
ジエン共重合体ゴム組成物 本発明で用いられるエチレン・α- オレフィン・非共役
ジエン共重合体ゴム組成物は、特定のエチレン・α- オ
レフィン・非共役ジエン共重合体ゴム(A)と、特定の
液状エチレン・α- オレフィン共重合体(B)とから構
成されている。
【0017】エチレン・α- オレフィン・非共役ジエン
共重合体ゴム(A) 上記エチレン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体
ゴム(A)は、エチレンと炭素原子数3〜20のα- オ
レフィンと非共役ジエンとからなる高分子量のゴムであ
る。
【0018】このエチレン・α- オレフィン・非共役ジ
エン共重合体ゴム(A)は、エチレンとα- オレフィン
とのモル比[エチレン/α- オレフィン]が60/40
〜73/27、好ましくは65/35〜70/30であ
る。上記モル比が60/40未満になると、得られるゴ
ム組成物の加硫ゴムは、強度が低下する傾向がある。一
方、上記モル比が73/27を超えると、得られるゴム
組成物の加硫ゴムは、低温柔軟性が低下する傾向があ
る。
【0019】上記の炭素原子数3〜20のα- オレフィ
ンとしては、具体的には、プロピレン、ブテン- 1、ヘ
キセン- 1、ペンテン- 1、4- メチルペンテン- 1、
ヘキセン- 1、ヘプテン- 1、オクテン- 1、ノネン-
1、デセン- 1、ウンデセン- 1、ドデセン- 1、トリ
デセン- 1、テトラデセン- 1、ペンタデセン- 1、ヘ
キサデセン- 1、ヘプタデセン- 1、オクタデセン-
1、ノナデセン- 1、エイコセン- 1などが挙げられ
る。これらのα- オレフィンは、単独でまたは組み合わ
せて用いられる。これらの中では、特にプロピレンが好
ましい。
【0020】上記の非共役ジエンとしては、具体的に
は、5- エチリデン-2-ノルボルネンが用いられる。ま
た、上記エチレン・α- オレフィン・非共役ジエン共重
合体ゴム(A)は、非共役ジエン含量の一指標であるヨ
ウ素価が10〜40、好ましくは15〜25である。上
記ヨウ素価が10未満になると、得られるゴム組成物
は、加硫速度が遅くなる傾向がある。一方、上記ヨウ素
価が40を超えると、得られるゴム組成物の加硫ゴム
は、耐熱性が低下する傾向がある。
【0021】上記エチレン・α- オレフィン・非共役ジ
エン共重合体ゴムは、GPC法測定により求められる分
子量分布(Mw/Mn)Q値が4未満、好ましくは3以
下である。このような分子量分布を有する高分子量のエ
チレン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム
(A)を用いることによって、機械的強度特性、耐動的
疲労性に優れた加硫ゴムを提供することができるゴム組
成物を得ることが可能となる。
【0022】また、上記エチレン・α- オレフィン・非
共役ジエン共重合体ゴム(A)は、135℃デカリン中
で測定した極限粘度[η]が2.7〜5.0dl/g、
好ましくは3.5〜4.5dl/gである。上記極限粘
度[η]が2.7dl/g未満になると、耐久性が低下
傾向がある。一方、上記極限粘度[η]が5.0dl/
gを超えると、ポリマー合成の生産性が低下する傾向が
ある。極限粘度[η]が上記のような範囲にあるエチレ
ン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴムを用い
ると、耐動的疲労性に優れたゴム組成物を得ることがで
きる。
【0023】上記のようなエチレン・α- オレフィン・
非共役ジエン共重合体ゴムは、たとえば特公昭59−1
4497号公報に記載されている方法により製造するこ
とができる。すなわち、チーグラー触媒の存在下に、水
素を分子量調節剤として用い、エチレンと炭素原子数3
〜20のα- オレフィンとジエンとを共重合することに
より、エチレン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合
体ゴムを得ることができる。
【0024】液状エチレン・α- オレフィン共重合体(B) 上記液状エチレン・α- オレフィン共重合体(B)は、
エチレンと炭素原子数3〜20のα- オレフィンとから
なる低分子量の共重合体であり、ジエン成分を含まな
い。
【0025】上記の液状エチレン・α- オレフィン共重
合体は、エチレンと炭素原子数3〜20のα- オレフィ
ンとのランダム共重合体である。上記の炭素原子数3〜
20のα- オレフィンとしては、具体的には、プロピレ
ン、ブテン- 1、ペンテン- 1、4- メチルペンテン-
1、ヘキセン- 1、ヘプテン- 1、オクテン- 1、ノネ
ン- 1、デセン- 1、ウンデセン- 1、ドデセン- 1、
トリデセン- 1、テトラデセン- 1、ペンタデセン-
1、ヘキサデセン-1、ヘプタデセン- 1、オクタデセ
ン- 1、ノナデセン- 1、エイコセン- 1などが挙げら
れる。これらのα- オレフィンは、単独でまたは組み合
わせて用いられる。これらの中では、特に、プロピレン
が好ましい。
【0026】本発明においては、上記高分子量のエチレ
ン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム(A)
に、耐熱性、機械的強度特性、耐動的疲労性などの向上
効果を担わせ、一方、低分子量の液状エチレン・α- オ
レフィン共重合体(B)には、耐熱老化性、加工性(流
動性)などの向上効果を担わせるように、品質設計し
た。
【0027】しかしながら、単にバイモーダルな、すな
わち2つのモードを有する分子量分布を示す、高分子量
成分と低分子量成分とからなるエチレン・α- オレフィ
ン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物では、高分子量成
分による耐熱性、機械的強度特性、耐動的疲労性などの
物性の向上効果の割合と、低分子量成分による加工性
(流動性)などの向上効果の割合とが綱引きの関係にあ
るため、例えば低分子量成分を多くして加工性に優れて
いても、耐疲労性というような物性が飛躍的に向上した
加硫ゴムを提供し得ることはできない。
【0028】そこで、本発明者らは、この低分子量成分
について、さらに鋭意研究したところ、バイモーダルな
分子量分布を示すエチレン・α- オレフィン・非共役ジ
エン共重合体ゴム組成物から加硫ゴムを得た際に、加硫
ゴムを構成する低分子量成分が、ポリマーとして架橋さ
れていないことが必要であることを見出した。すなわ
ち、本発明では、低分子量成分としてジエンを含まない
液状エチレン・α- オレフィン共重合体を用いることに
した。
【0029】本発明で用いられる液状エチレン・α- オ
レフィン共重合体(B)のエチレンとα- オレフィンと
のモル比が50/50〜78/22モル%、好ましくは
50/50〜70/30、さらに好ましくは50/50
〜60/40の範囲内である。上記モル比が上記のよう
な範囲にある液状エチレン・α- オレフィン共重合体
は、熱安定性が良好であるため、上記のような高分子量
のエチレン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴ
ム(A)との混練り操作中に減量するようなことはな
く、また成形時に炭化して成形品を汚染することもな
い。
【0030】上記液状エチレン・α- オレフィン共重合
体(B)は、135℃デカリン中で測定した極限粘度
[η]が0.2〜0.4dl/g、好ましくは0.24
〜0.4dl/gである。上記極限粘度[η]が0.2
dl/g未満になると、得られるエチレン・α- オレフ
ィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物は、加工性(流
動性)が低下する傾向がある。一方、上記極限粘度
[η]が0.4dl/gを超えると、得られるエチレン
・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物の
加硫ゴムは、tanδの増加とともに動倍率も大きくな
り、高周波数域の振動を抑える能力が低下する傾向があ
る。
【0031】上記のような液状エチレン・α- オレフィ
ン共重合体は、たとえば特公平2−1163号公報に記
載されている方法により製造することができる。すなわ
ち、チーグラー触媒の存在下に、水素を分子量調節剤と
して用い、エチレンと炭素原子数3〜20のα- オレフ
ィンとをランダム共重合することにより、液状エチレン
・α- オレフィン共重合体を得ることができる。
【0032】エチレン・α- オレフィン・非共役ジエン
共重合体ゴム組成物の製造 本発明で用いられるエチレン・α- オレフィン・非共役
ジエン共重合体ゴム組成物[I]では、高分子量のエチ
レン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム
(A)は、エチレン・α- オレフィン・非共役ジエン共
重合体ゴム(A)および液状エチレン・α- オレフィン
共重合体(B)の合計量100重量%に対して99〜6
0重量%の割合で存在し、低分子量の液状エチレン・α
- オレフィン共重合体(B)は、上記(A)および
(B)の合計量100重量%に対して1〜40重量%の
割合で存在する。
【0033】上記のようなエチレン・α- オレフィン・
非共役ジエン共重合体ゴム組成物[I]は、ムーニー粘
度ML1+4 (100℃)が通常20〜150、好ましく
は30〜135であり、かつ、分子量3,000〜1
5,000のエチレン・α-オレフィン・非共役ジエン
共重合体ゴム組成物のヨウ素価(IV1 )と分子量8
0,000〜120,000のエチレン・α- オレフィ
ン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物のヨウ素価(IV
2 )との比(IV1/IV2)が通常0.1以下、好まし
くは0である。ムーニー粘度ML1+4(100 ℃)およ
び上記のヨウ素価の比(IV1/IV2)が上記のような
範囲内にあるエチレン・α- オレフィン・非共役ジエン
共重合体ゴム組成物[I]は、バンバリーミキサーなど
による混練性に優れている。
【0034】本発明で用いられるエチレン・α- オレフ
ィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物[I]は、エチ
レン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム
(A)の溶液または懸濁液と、液状エチレン・α- オレ
フィンの溶液または懸濁液とを混合した後、固体状物を
回収することにより得ることができる。また、最初にエ
チレン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム
(A)または液状エチレン・α- オレフィン共重合体
(B)のいずれかを重合によって得、さらにその重合体
の存在下で、他の成分を重合によって得る、いわゆる多
段重合の方式によっても本発明のエチレン・α- オレフ
ィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物[I]を得るこ
とができる。
【0035】[II]イオウ 上記イオウは、加硫剤として用いられる。イオウは、上
記エチレン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴ
ム組成物[I]100重量部に対して、0.1〜10重
量部、好ましくは0.5〜5重量部の割合で用いられ
る。本発明では、イオウは、未加硫のゴム組成物中に存
在しているが、上記エチレン・α- オレフィン・非共役
ジエン共重合体ゴム組成物を加硫する際に使用してもよ
い。
【0036】[III]カーボンブラック 上記カーボンブラックは、ゴム用のカーボンブラックで
あれば特にその種類は問わないが、特にHAF、MA
F、FEF、GPF等のファーネスカーボンブラックが
好ましい。
【0037】本発明に係る耐熱防振ゴム用ゴム組成物に
おいては、カーボンブラックは、上記エチレン・α- オ
レフィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物[I]10
0重量部に対して40〜120重量部の範囲内で用いら
れる。カーボンブラックの配合量が40重量部未満にな
ると、得られるゴム組成物の加硫ゴムは、硬さおよび強
度が低下する傾向がある。一方、カーボンブラックの配
合量が120重量部を超えると、得られるゴム組成物
は、加工性が低下し、カーボンブラックの分散不良等が
生じる傾向がある。本発明では、カーボンブラックは、
未加硫のゴム組成物中に存在しているが、上記エチレン
・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物を
加硫する際に使用してもよい。
【0038】その他の配合剤 本発明の耐熱防振ゴム用ゴム組成物中に、上記エチレン
・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物
[I]、イオウ[II]およびカーボンブラック[II
I]の他に、エチレン・プロピレンゴム等からなる加硫
ゴム成形体の製造において従来より広く一般に用いられ
ている加硫促進剤、加硫助剤、軟化剤等の配合剤を、本
発明の目的を損なわない範囲で用いることができる。
【0039】上記加硫促進剤としては、具体的には、N-
シクロヘキシル-2- ベンゾチアゾール- スルフェンアミ
ド、N-オキシジエチレン-2- ベンゾチアゾール- スルフ
ェンアミド、N,N-ジイソプロピル-2- ベンゾチアゾール
- スルフェンアミド、2-メルカプトベンゾチアゾール、
2-(2,4-ジニトロフェニル)メルカプトベンゾチアゾー
ル、2-(2,6-ジエチル-4- モルホリノチオ)ベンゾチア
ゾール、ジベンゾチアジル- ジスルフィド等のチアゾー
ル系化合物;ジフェニルグアニジン、トリフェニルグア
ニジン、ジオルソトリルグアニジン、オルソトリル・バ
イ・グアナイド、ジフェニルグアニジン・フタレート等
のグアニジン系化合物;アセトアルデヒド- アニリン反
応物、ブチルアルデヒド- アニリン縮合物、ヘキサメチ
レンテトラミン、アセトアルデヒド- アンモニア反応物
等のアルデヒド- アミンまたはアルデヒド- アンモニア
系化合物;2-メルカプトイミダゾリン等のイミダゾリン
系化合物;チオカルバニリド、ジエチルチオユリア、ジ
ブチルチオユリア、トリメチルチオユリア、ジオルソト
リルチオユリア等のチオユリア系化合物;テトラメチル
チウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスル
フィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブ
チルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテ
トラスルフィド等のチウラム系化合物;ジメチルジチオ
カルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、
ジ-n-ブチルジチオカルバミン酸亜鉛、エチルフェニル
ジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフェニルジチオカルバ
ミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、
ジメチルジチオカルバミン酸セレン、ジエチルジチオカ
ルバミン酸テルル等のジチオ酸塩系化合物;ジブチルキ
サントゲン酸亜鉛等のザンテート系化合物;その他、亜
鉛華などの化合物が用いられる。
【0040】これらの加硫促進剤は、上記エチレン・α
- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成物[I]
100重量部に対して、0.1〜20重量部、好ましく
は0.2〜10重量部の割合で用いられる。
【0041】上記軟化剤としては、通常、ゴムに用いら
れる軟化剤が用いられるが、具体的には、プロセスオイ
ル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスフ
ァルト、ワセリン等の石油系軟化剤;コールタール、コ
ールタールピッチ等のコールタール系軟化剤;ヒマシ
油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油等の脂肪油系軟化剤;
トール油;サブ;密ロウ、カルナウバロウ、ラノリン等
のロウ類;リシノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸
バリウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛等
の脂肪酸および脂肪酸塩;石油樹脂、アタクチックポリ
プロピレン、クマロンインデン樹脂等の合成高分子物質
などが用いられる。なかでも石油系軟化剤が好ましく用
いられ、特にプロセスオイルが好ましく用いられる。
【0042】本発明に係る耐熱防振ゴム用ゴム組成物
(未加硫の配合ゴム)は、たとえば以下の方法により調
製される。すなわち、バンバリーミキサーなどのミキサ
ー類を用いて、上記エチレン・α- オレフィン・非共役
ジエン共重合体ゴム組成物および軟化剤を80〜170
℃の温度で3〜10分間混練し、次いで、オープンロー
ルなどのロール類を用いて、加硫剤としてイオウ、およ
びカーボンブラック、必要に応じて加硫促進剤または加
硫助剤を追加混合し、ロール温度40〜80℃で5〜3
0分間混練した後、混練物を押出し、リボン状またはシ
ート状の配合ゴムを調製する。
【0043】本発明の耐熱防振ゴム用ゴム組成物は、加
硫後の動的粘弾性試験で求められる損失正接(tan
δ)が0.15〜0.35になるような組成を有してい
る。すなわち、本発明の自動車エンジンマウントインシ
ュレーター用ゴム組成物、自動車センターベアリングイ
ンシュレーター用ゴム組成物および自動車ラックアンド
ピニオン式ステアリング装置のインシュレーター用ゴム
組成物は、加硫後の動的粘弾性試験で求められる損失正
接(tanδ)が0.15〜0.35になるような組成
を有している。このtanδが0.15未満になると、
動的特性(tanδ)に影響を与える副資材の量を適正
量とすることができないため、副資材による補強効果が
低下し、防振ゴムに要求される強度特性を満足すること
ができなくなる虞がある。
【0044】加硫ゴムの製造 本発明に係る耐熱防振ゴム用ゴム組成物から加硫ゴムを
得るには、上記の未加硫配合ゴムを意図する形状に成形
した後加硫を行なえばよい。
【0045】すなわち、上記の未加硫配合ゴムは、押出
成形機、カレンダーロール、またはプレスにより意図す
る形状に成形され、成形と同時にまたは成形物を加硫槽
内に導入し、130〜270℃の温度で1〜30分間加
熱し、加硫ゴムとする。このような加硫を行なう際に、
金型を用いてもよいし、また金型を用いなくてもよい。
【0046】
【発明の効果】本発明に係るゴム組成物は、特定のエチ
レン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム組成
物を主成分とし、かつ、加硫後の動的粘弾性試験で求め
られる損失正接(tanδ)が特定の範囲にあるので、
天然ゴム系防振ゴムと同程度の防振特性と耐久性を有す
るとともに、天然ゴム系材料よりも優れた耐熱性を有
し、しかも、優れた低温柔軟性を有する、自動車用防振
ゴムを提供することができる。
【0047】以下、本発明を実施例により説明するが、
本発明は、これら実施例に限定されるものではない。な
お、実施例および比較例におけるエチレン・α- オレフ
ィン・非共役ジエン共重合体ゴム、この共重合体ゴムと
液状エチレン・α- オレフィン共重合体とからなるゴム
組成物、およびインシュレーター(加硫ゴム)について
の試験方法は、以下の通りである。
【0048】[1]分子量分布(Mw/Mn)Q値 分子量分布(Mw/Mn)Q値の測定は、武内著、丸善
株式会社発行の「ゲルパーミエーションクロマトグラフ
ィー」に準じて下記の通り行なった。 (1)分子量既知の標準ポリスチレン(東ソー(株)製
単分散ポリスチレン)を使用して分子量MとそのGPC
(Gel Permeation Chromatog
raphy)カウントを測定し、分子量Mと溶離体積E
V(Elution Vlume)との相関図較正曲線
を作成する。この時のポリスチレン濃度は、0.02重
量%とする。 (2)GPC測定法により試料のGPCパターンをと
り、前記(1)により分子量Mを知る。その際のサンプ
ル調製条件およびGPC測定条件は、以下の通りであ
る。
【0049】サンプルの調製条件 (イ)試料を、その濃度が0.04重量%になるよう
に、o- ジクロルベンゼン溶媒とともに三角フラスコに
分取する。 (ロ)試料の入っている三角フラスコに老化防止剤2,6-
ジ-tert-ブチル-p-クレゾールをポリマー溶液に対
して0.1重量%添加する。 (ハ)三角フラスコを140℃に加温して約30分間攪
拌し、試料を溶解させる。 (ニ)その後三角フラスコを135〜140℃に保ちな
がら、径1μmのポアフィルターでろ過する。 (ホ)そのろ液をGPC分析にかける。
【0050】GPC測定条件 (イ)装置:Waters社製200型 (ロ)カラム:東ソー(株)製S−タイプ(Mixタイ
プ) (ハ)サンプル量:2ml (ニ)温度:135℃ (ホ)流速:1ml/mm (へ)カラムの総理論段数:2×104〜4×104(ア
セトンによる測定値) [2]加工性 ゴム組成物の加工性は、加硫成形時に○、△、×の3段
階評価を行なった。
【0051】○:加工性が優れている。 △:加工性が良好である。 ×:加工性が悪い。
【0052】[3]硬さ試験 硬さ試験は、JIS K 6301(1989年)に準拠
して行ない、スプリング硬さ(JIS A硬度 )を測定
した。
【0053】[4]ゲーマン低温ねじり試験 ゲーマン低温ねじり試験は、JIS K 6301(19
89年)に準拠して行ない、T2 [単位:℃]、T
10[単位:℃]を求めた。
【0054】[5]エンジンマウントインシュレーター
の製品耐久試験 製品耐久試験は、下記の条件で熱老化させた図1ないし
図3に示す自動車エンジンマウント1のインシュレータ
ー2において、P方向に90kgの初期荷重を負荷した
後、±180kg一定荷重の条件でインシュレーター2
が破断するまで行なって破断回数を測定した。この試験
の雰囲気温度は、室温であった。そのほかの試験条件
は、以下の通りである。
【0055】熱老化条件:120℃、72時間、 加振周波数:5Hz、2Hz なお、破断回数は、サンプリング数6で、これらの破断
回数の最小値と最大値を除いた4つの破断回数の平均値
である。
【0056】[6]センタベアリングインシュレーター
の製品耐久試験 製品耐久試験は、図4において、センターベアリング4
と締結させたプロペラシャフト3をQ方向に±10mm
移動させながら、120℃および140℃で加振周波数
7Hzにてインシュレーター5が破断するまで行なって
破断回数を測定した。なお、この試験の雰囲気温度は、
100℃であり、破断回数は、サンプリング数6で、こ
れらの破断回数の最小値と最大値を除いた4つの破断回
数の平均値である。
【0057】[7]センタベアリングインシュレーター
の製品ヘタリ試験 製品ヘタリ試験は、図4において、P方向に7kgの負
荷をかけて、100℃で300時間熱老化させたインシ
ュレーター5のヘタリ量と、100℃で1,000時間
熱老化させたインシュレーター5のヘタリ量を測定し
た。なお、この試験の雰囲気温度は、100℃である。
【0058】 [8]ラックマウントインシュレーターの製品耐久試験 製品耐久試験は、図5、図6に示すラックマウントイン
シュレーター6を図7に示すように治具7、8を取り付
け、室温、120℃の温度雰囲気下でP方向に±600
kgまたは±1,005kgの一定荷重をかけ、加振周
波数3Hzにて10万回加振した後、その静バネ定数の
変化率を測定した。
【0059】[9]動的粘弾性試験 動的粘弾性試験は、レオメトリック社製の粘弾性試験機
(型式RDS−2)を用いて、測定温度25℃、周波数
10Hzおよび歪率1%の条件で行ない、動的剪断弾性
率(kg/cm2 )と動的損失弾性率(kg/cm2
を求め、損失正接tanδ(振動減衰性の指標)を下式
により求めた。
【0060】Gs =G’+ιG” (Gs:静的剪断弾性率、実数G’:動的剪断弾性率、
虚数G”:動的損失弾性率) tanδ=G”/ G’ [エンジンマウントインシュレーター用ゴム組成物の実
施例および比較例]
【0061】
【比較例1】天然ゴム(NR)[RSS 1号]70重
量部と、スチレン- ブタジエンゴム(SBR)[日本ゼ
オン(株)製、商品名:Nipol 1502]30重
量部と、イオウ1.5重量部と、カーボンブラック[N
550]70重量部と、酸化亜鉛5重量部と、ステアリ
ン酸1重量部と、アロマ系プロセスオイル(軟化剤)2
5重量部と、老化防止剤類5重量部と、加硫促進剤
(1)1.5重量部と、加硫促進剤(3)0.3重量部
とを、4.3リットル容量のバンバリーミキサー[神戸
製鋼所(株)製]で混練した。
【0062】このようにして得られた混練物から、上記
各種試験の試験片を作製し、試験を行なった。その結果
を第1表に示す。
【0063】
【比較例2〜3】第1表に示すEPDM100重量部
と、イオウ0.5重量部と、カーボンブラック[N55
0]70重量部と、酸化亜鉛5重量部と、ステアリン酸
1重量部と、パラフィン系プロセスオイル(軟化剤)5
0重量部と、加硫促進剤(1)3.0重量部と、加硫促
進剤(2)1.5重量部と、加硫促進剤(3)0.75
重量部とを、4.3リットル容量のバンバリーミキサー
[神戸製鋼所(株)製]で混練した。
【0064】このようにして得られた混練物から、上記
各種試験の試験片を作製し、試験を行なった。その結果
を第1表に示す。
【0065】
【比較例4および実施例1〜3】第1表に示すEPDM
組成物100重量部と、イオウ0.5重量部と、カーボ
ンブラック[N550]70重量部と、酸化亜鉛5重量
部と、ステアリン酸1重量部と、パラフィン系プロセス
オイル(軟化剤)50重量部と、加硫促進剤(1)3.
0重量部と、加硫促進剤(2)1.5重量部と、加硫促
進剤(3)0.75重量部とを、4.3リットル容量の
バンバリーミキサー[神戸製鋼所(株)製]で混練し
た。
【0066】このようにして得られた混練物から、上記
各種試験の試験片を作製し、試験を行なった。その結果
を第1表に示す。
【0067】
【表1】
【0068】第1表より、以下のことが理解される。比
較例1は、現在用いられているNR/SBR材料につい
ての例であり、この材料は、耐熱性が悪いために熱老化
後の耐疲労性が特に悪い。
【0069】比較例2では、極限粘度[η]の低いEP
DMを用いているため、耐疲労性が劣っている。比較例
3では、製品化できないほど加工性が悪く、評価するこ
とができなかった。
【0070】比較例4では、低分子量成分(液状エチレ
ン・プロピレン共重合体)の存在により加工性が良好で
あるが、EPDMと液状エチレン・プロピレン共重合体
とのブレンド比が1:1のように、低分子量成分の割合
が多い場合には、tanδが高くなりすぎてエンジンマ
ウントとしての防振特性と耐疲労性が悪化する。
【0071】実施例1〜3によれば、本発明のゴム組成
物は、優れた加工性と耐疲労性を有し、特に熱処理後の
耐疲労性が比較例1と較べて格段に良好である。[セン
ターベアリングインシュレーター用ゴム組成物の実施例
および比較例]
【0072】
【比較例5】天然ゴム(NR)[RSS 1号]70重
量部と、スチレン- ブタジエンゴム(SBR)[日本ゼ
オン(株)製、商品名:Nipol 1502]30重
量部と、イオウ1.5重量部と、カーボンブラック[N
550]70重量部と、酸化亜鉛5重量部と、ステアリ
ン酸1重量部と、アロマ系プロセスオイル10重量部
と、老化防止剤類5重量部と、加硫促進剤(1)1.5
重量部と、加硫促進剤(3)0.3重量部とを、4.3
リットル容量のバンバリーミキサー[神戸製鋼所(株)
製]で混練した。
【0073】このようにして得られた混練物から、上記
各種試験の試験片を作製し、試験を行なった。その結果
を第2表に示す。
【0074】
【比較例6〜7】第2表に示すEPDM100重量部
と、イオウ0.5重量部と、カーボンブラック[N55
0]70重量部と、酸化亜鉛5重量部と、ステアリン酸
1重量部と、パラフィン系プロセスオイル40重量部
と、加硫促進剤(1)3.0重量部と、加硫促進剤
(2)1.5重量部と、加硫促進剤(3)0.75重量
部とを、4.3リットル容量のバンバリーミキサー[神
戸製鋼所(株)製]で混練した。
【0075】このようにして得られた混練物から、上記
各種試験の試験片を作製し、上記各種試験を行なった。
その結果を第2表に示す。
【0076】
【比較例8および実施例4〜6】第2表に示すEPDM
組成物100重量部と、イオウ0.5重量部と、カーボ
ンブラック[N550]70重量部と、酸化亜鉛5重量
部と、ステアリン酸1重量部と、パラフィン系プロセス
オイル40重量部と、加硫促進剤(1)3.0重量部
と、加硫促進剤(2)1.5重量部と、加硫促進剤
(3)0.75重量部とを、4.3リットル容量のバン
バリーミキサー[神戸製鋼所(株)製]で混練した。
【0077】このようにして得られた混練物から、上記
各種試験の試験片を作製し、上記各種試験を行なった。
その結果を第2表に示す。
【0078】
【表2】
【0079】第2表より、以下のことが理解される。比
較例5は、現在用いられているNR/SBR材料につい
ての例であり、この材料は、耐熱性が悪いために熱老化
後の耐疲労性が特に悪い。
【0080】比較例6では、極限粘度[η]の低いEP
DMを用いているため、耐疲労性が劣っている。比較例
7では、製品化できないほど加工性が悪く、評価するこ
とができなかった。
【0081】比較例8では、低分子量成分(液状エチレ
ン・プロピレン共重合体)の存在により加工性が良好で
あるが、EPDMと液状エチレン・プロピレン共重合体
とのブレンド比が1:1のように、低分子量成分の割合
が多い場合には、tanδが高くなりすぎてセンターベ
アリングとしての防振特性と耐疲労性が悪化する。
【0082】実施例4〜6によれば、本発明のゴム組成
物は、優れた加工性を有し、また熱ヘタリ試験後のヘタ
リ量が比較例5と較らべて格段に小さい。[ラックマウ
ントインシュレーター用ゴム組成物の実施例および比較
例]
【0083】
【比較例9】天然ゴム(NR)[RSS 1号]70重
量部と、スチレン- ブタジエンゴム(SBR)[日本ゼ
オン(株)製、商品名:Nipol 1502]30重
量部と、イオウ1.5重量部と、カーボンブラック[N
550]60重量部と、酸化亜鉛5重量部と、ステアリ
ン酸1重量部と、アロマ系プロセスオイル25重量部
と、加硫促進剤(1)1.5重量部と、加硫促進剤
(3)0.3重量部と、老化防止剤類5重量部とを、
4.3リットル容量のバンバリーミキサー[神戸製鋼所
(株)製]で混練した。
【0084】このようにして得られた混練物から、上記
加硫ゴム硬さ試験、ゲーマン低温ねじり試験および製品
耐久試験の試験片を作製し、試験を行なった。その結果
を第3表に示す。
【0085】
【比較例10〜13】第3表に示すEPDM100重量
部と、イオウ0.5重量部と、カーボンブラック[N5
50]第3表に示す量と、酸化亜鉛5重量部と、ステア
リン酸1重量部と、パラフィン系プロセスオイル第3表
に示す量と、加硫促進剤(1)3.0重量部と、加硫促
進剤(3)0.75重量部と、加硫促進剤(2)1.5
重量部とを、4.3リットル容量のバンバリーミキサー
[神戸製鋼所(株)製]で混練した。
【0086】このようにして得られた混練物から、上記
加硫ゴム硬さ試験、ゲーマン低温ねじり試験および製品
耐久試験の試験片を作製し、試験を行なった。その結果
を第3表に示す。
【0087】なお、比較例12では、原料ゴムに本発明
のEPDM(A)を用い、カーボンブラックの配合量を
20重量部としたが、混練作業が不可能となり、以降の
実験はできなかった。
【0088】
【実施例7〜8】第3表に示すEPDM組成物100重
量部と、イオウ0.5重量部と、カーボンブラック[N
550]第3表に示す量と、酸化亜鉛5重量部と、ステ
アリン酸1重量部と、パラフィン系プロセスオイル第3
表に示す量と、加硫促進剤(1)3.0重量部と、加硫
促進剤(3)0.75重量部と、加硫促進剤(2)1.
5重量部とを、4.3リットル容量のバンバリーミキサ
ー[神戸製鋼所(株)製]で混練した。
【0089】このようにして得られた混練物から、上記
加硫ゴム硬さ試験、ゲーマン低温ねじり試験および製品
耐久試験の試験片を作製し、試験を行なった。その結果
を第3表に示す。
【0090】
【比較例14】天然ゴム(NR)[RSS 1号]50
重量部と、スチレン- ブタジエンゴム(SBR)[日本
ゼオン(株)製、商品名:Nipol 1502]50
重量部と、イオウ1.5重量部と、カーボンブラック
[N550]90重量部と、酸化亜鉛5重量部と、ステ
アリン酸1重量部と、アロマ系プロセスオイル20重量
部と、加硫促進剤(1)1.5重量部と、加硫促進剤
(3)0.2重量部と、老化防止剤類5重量部とを、
4.3リットル容量のバンバリーミキサー[神戸製鋼所
(株)製]で混練した。
【0091】このようにして得られた混練物から、上記
加硫ゴム硬さ試験、ゲーマン低温ねじり試験および製品
耐久試験の試験片を作製し、試験を行なった。その結果
を第3表に示す。
【0092】
【比較例15】第3表に示すEPDM100重量部と、
イオウ0.5重量部と、カーボンブラック[N550]
95重量部と、酸化亜鉛5重量部と、ステアリン酸1重
量部と、パラフィン系プロセスオイル50重量部と、加
硫促進剤(1)3.0重量部と、加硫促進剤(3)0.
75重量部と、加硫促進剤(2)1.5重量部とを、
4.3リットル容量のバンバリーミキサー[神戸製鋼所
(株)製]で混練した。
【0093】このようにして得られた混練物から、上記
加硫ゴム硬さ試験、ゲーマン低温ねじり試験および製品
耐久試験の試験片を作製し、試験を行なった。その結果
を第3表に示す。
【0094】なお、比較例15は、原料ゴムに液状エチ
レン・プロピレン共重合体を含まないEPDMを用いた
例であり、この場合、混練作業が不可能となり、以降の
実験はできなかった。
【0095】
【比較例16および実施例9〜10】第3表に示すEP
DM組成物100重量部と、イオウ0.5重量部と、カ
ーボンブラック[N550]第3表に示す量と、酸化亜
鉛5重量部と、ステアリン酸1重量部と、加硫促進剤
(1)3.0重量部と、加硫促進剤(3)0.75重量
部と、加硫促進剤(2)1.5重量部とを、4.3リッ
トル容量のバンバリーミキサー[神戸製鋼所(株)製]
で混練した。
【0096】このようにして得られた混練物から、上記
加硫ゴム硬さ試験、ゲーマン低温ねじり試験および製品
耐久試験の試験片を作製し、試験を行なった。その結果
を第3表に示す。
【0097】
【表3】
【0098】
【表4】
【0099】第3表より、以下のことが理解される。比
較例9、11および13では、静バネ定数の変化率が大
きく、製品耐久性が不十分である。
【0100】比較例10では、低温柔軟性が不十分であ
る。比較例12では、上述したように、混練作業が不可
能であり、実用に供し得ない。
【0101】上記比較例に対し、実施例7および8で
は、加工性、低温柔軟性および製品耐久性において満足
できる性能を示した。比較例14では、静バネ定数の変
化率が大きく、製品耐久性が不十分である。
【0102】比較例15では、上述したように、混練作
業が不可能であり、実用に供し得ない。比較例16で
は、加工性は優れているが、静バネ定数の変化率が大き
く、製品耐久性が不十分である。
【0103】実施例9では、加工性が優れており、製品
耐久性も、従来技術と比較して、大幅な改良効果があ
る。実施例10では、加工性と製品耐久性が改良されて
いる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、実施例および比較例で製作した自動車
エンジンマウントインシュレーターをエンジンマウント
に組み込んだ状態を表わす斜視概略図である。
【図2】図2は、図1のエンジンマウントの平面図であ
る。
【図3】図3は、図2におけるエンジンマウントのA−
A断面図である。
【図4】図4は、実施例および比較例で製作した自動車
センターベアリングインシュレーターをプロペラシャフ
トとセンターベアリングとの締結に使用している状態を
表わす断面概略図である。
【図5】図5は、実施例および比較例で製作した自動車
ラックアンドピニオン式ステアリング装置のインシュレ
ーターを表わす斜視概略図である。
【図6】図6は、図5のインシュレーターの正面図であ
る。
【図7】図7は、図5、図6に示すインシュレーターの
耐久試験の状態を示す模式断面図である。
【符号の説明】
1・・・ エンジンマウント 2・・・ エンジンマウントインシュレーター 3・・・ プロペラシャフト 4・・・ センターベアリング 5・・・ センターベアリングインシュレーター 6・・・ ラックマウントインシュレーター 7、8・・・治具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08K 3:06) C08K 3:06) (72)発明者 原田 倫宏 千葉県千葉市稲毛区長沼町330番地 鬼 怒川ゴム工業株式会社内 (72)発明者 鳥谷部 博 千葉県千葉市稲毛区長沼町330番地 鬼 怒川ゴム工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−86236(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08K 3/00 - 13/08 C08L 23/00 - 23/36

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】[I]エチレンと炭素原子数3〜20のα
    - オレフィンと非共役ジエンとからなり、かつ、 エチレンとα- オレフィンとのモル比が60/40〜7
    3/27であり、GPC法測定により求められた分子量
    分布(Mw/Mn)Q値が4未満であり、135℃デカ
    リン中で測定した極限粘度[η]が2.7〜5.0dl
    /gであり、ヨウ素価が10〜40であり、非共役ジエ
    ンが5- エチリデン-2-ノルボルネンであるエチレン・
    α- オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム(A):9
    9〜60重量%、およびエチレンと炭素原子数3〜20
    のα- オレフィンとからなり、かつ、 エチレンとα- オレフィンとのモル比が50/50〜7
    8/22であり、135℃デカリン中で測定した極限粘
    度[η]が0.2〜0.4dl/gである液状エチレン
    ・α- オレフィン共重合体(B):1〜40重量%から
    なるエチレン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体
    ゴム組成物を主成分とするゴム組成物であって、前記エチレン・α- オレフィン・非共役ジエン共重合体
    ゴム組成物[I]100重量部に対して、 [II]イオウ0.1〜10重量部と、 [III]カーボンブラック40〜120重量部とを含
    有してなり、 加硫後の動的粘弾性試験で求められる損失正接(tan
    δ)が0.15〜0.35になることを特徴とする耐熱
    防振ゴム用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】前記耐熱防振ゴム用ゴム組成物が、自動車
    エンジンマウントインシュレーター用ゴム組成物である
    ことを特徴とする請求項1に記載の耐熱防振ゴム用ゴム
    組成物。
  3. 【請求項3】前記耐熱防振ゴム用ゴム組成物が、自動車
    センターベアリングインシュレーター用ゴム組成物であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の耐熱防振ゴム用ゴ
    ム組成物。
  4. 【請求項4】前記耐熱防振ゴム用ゴム組成物が、自動車
    ラックアンドピニオン式ステアリング装置のインシュレ
    ーター用ゴム組成物であることを特徴とする請求項1に
    記載の耐熱防振ゴム用ゴム組成物。
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