JP3447641B2 - 高減衰ゴム組成物 - Google Patents
高減衰ゴム組成物Info
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Description
に関し、詳しくは、自動車、各種機械等の振動に対する
防振、制振、並びに地震に対する免震、その他の防振、
制振などの各種振動エネルギーを吸収するための高減衰
ゴム組成物に関する。
振などの各種の振動エネルギーを吸収する装置や機械が
注目されている。図1に示す免震ゴム装置1は、ゴム層
2と鋼板等の硬質板3とを積層して構成されたものであ
る。ここで、ゴム層2を形成する高減衰ゴム組成物は、
機械的特性に優れた天然ゴムを主成分とし、これにアク
リロニトリルブタジエンゴムやハイスチレン配合SBR
ゴム等をブレンドすることによって振動エネルギーの減
衰特性を得ている。
特許掲載公報2949671号では、天然ゴムと合成イ
ソプレンゴムをゴム成分として含む高減衰ゴム組成物が
開示されている。また、特開平11−158324号公
報ではジエン系ゴムを含有するゴム組成物が開示されて
いる。
けではなく、耐寒性、耐破壊特性、性能の長期安定性、
加工性等の特性が要求され、上記ゴム組成物において
は、例えばゴム組成物の減衰率を高くすると耐寒性が低
下する(温度依存性が大きくなってしまう)という問題
があった。
クを多量に配合したり、シリカを配合することにより、
高い減衰特性を得ようとするものもある。例えば、特許
掲載公報第2762407号には、天然ゴムを主成分と
するゴムと、熱可塑性炭化水素樹脂と、所定の特性を有
するカーボンブラックを含有する高減衰ゴム組成物が開
示されている。しかし、ここに開示の高減衰ゴム組成物
は、減衰率が不十分である。
1号には、天然ゴムおよび/またはイソプレンゴムを5
0重量部以上含有するゴム100重量部に、石油樹脂を
15〜60重量部、微粒子カーボンブラックとシリカを
60〜95重量部含有し、微粒子カーボンブラックとシ
リカの重量部比率が95/5〜75/25の範囲である
高減衰ゴム組成物が開示されており、カーボンブラック
の一部にシリカを置き換えて使用することにより、減衰
性を低下させずに低い弾性率が得られるとしている。し
かし、このゴム組成物においても、減衰率が不十分であ
る。
を解消するためになされたものであり、その目的とする
ところは、温度依存性、機械的特性を低下させることな
く、小変形時及び大変形時(例えば、200%変形時)
の減衰性が高く、かつ加工性も低下することのない高減
衰ゴム組成物を提供することにある。
ゴム組成物は、天然ゴムを主成分として含有するゴム1
00重量部に対して、カーボンブラックとシリカの合計
50〜150重量部と、石油樹脂10〜50重量部を含
有し、カーボンブラックとシリカの重量比率が95/5
〜25/75である高減衰ゴム組成物であって、該カー
ボンブラックの窒素吸着比表面積が200〜300m2
/g、カーボンブラックのDBP吸油量が60ml/1
00g以上であり、そのことにより上記目的が達成され
る。
然ゴムおよびブチルゴムを含有するゴム100重量部に
対して、カーボンブラックとシリカの合計50〜150
重量部と、石油樹脂10〜50重量部を含有し、カーボ
ンブラックとシリカの重量比率が95/5〜25/75
である高減衰ゴム組成物であって、該カーボンブラック
の窒素吸着比表面積が200〜300m2/g、カーボ
ンブラックのDBP吸油量が60ml/100g以上で
あり、そのことにより上記目的が達成される。
平均粒子径が、1〜50μmである。
ブラックが複数種であり、そのうち主成分のカーボンブ
ラックの特性が、以下を満足する:カーボンブラックの
窒素吸着比表面積が150m2/g以上、カーボンブラ
ックのDBP吸油量が60ml/100g以上。
ブラックとシリカの重量比率が75/25〜50/50
である。
含有量が、前記ゴム100重量部に対して40重量部以
下である。
多量に配合すると、高減衰ゴムの小変形時の減衰性は高
くなるが、ゴムのハードニングが早くなるため、大変形
時の減衰性が不足する。微粒子カーボンブラックを多量
に配合すると、一般的なカーボンブラックに比べると、
高減衰ゴムの減衰性は高くなるが、やはり大変形時の減
衰性が不足する。
と、高減衰ゴムの減衰性は高くなるが、粘着のため加工
性が低下する。多量の樹脂の配合は、温度依存性も低下
する。
高減衰ゴムの大変形時の減衰を高くすることはできる
が、加工性が低下する。なお、ここでいう一般的なカー
ボンブラックとは、窒素吸着比表面積100以下、DB
P吸油量40〜140の範囲、及び微粒子カーボンブラ
ックとは、窒素吸着比表面積100〜150、DBP吸
油量60〜150の範囲をいう。
用効果を有する。
さい、請求項1に記載したような超微粒子カーボンブラ
ックをゴム組成物に配合することにより、少量の配合で
大変形時の高減衰ゴムの減衰性を高くすることができ
る。また、超微粒子カーボンブラックを使用することに
より、破断伸びを大きくできる。しかし、超微粒子カー
ボンブラックを多量に配合し過ぎると、温度依存比が悪
くなる。
ムの減衰性を高くできるが、伸びが小さくなり、また加
工性も悪くなる。
きるので、加工性、温度依存性を考慮し、適量配合す
る。
することができ、他ゴム成分をブレンドした場合程、温
度依存性を悪くしない。また、天然ゴムをイソプレンゴ
ムに代えても物性はほとんど変わらない。
物で使用されるゴム基材(未加硫ゴム)は、天然ゴム
(又はイソプレンゴム、以下天然ゴムという)を主成分
として含有し、さらに、温度依存性の小さいブチルゴム
を含有し得る。ゴムは、天然ゴムとブチルゴムとから構
成されていてもよく、あるいはその他のゴムが配合され
ていてもよい。
れる場合、天然ゴム50〜90重量部に対してブチルゴ
ム10〜50重量部が好ましく、さらに好ましくは天然
ゴム60〜80重量部に対してブチルゴム20〜40重
量部である。天然ゴムにブチルゴムを適量配合すること
により、温度依存性を維持しつつ、さらに減衰を向上さ
せることができる。
に加えて他のゴムが配合されてもよく、あるいは天然ゴ
ムとブチルゴムに加えて他のゴムが配合されていてもよ
い。この場合、他のゴムはゴム中1〜30重量%配合さ
れ得る。
る他のゴム(未加硫ゴム)としては、ブタジエンゴム、
スチレン・ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル・
ブタジエン共重合ゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロ
プレンゴム等の未加硫ゴム及び常温付近で十分に低い弾
性率を有する熱可塑性エラストマー等があげられる。
れる石油樹脂とは、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂、
脂環族系石油樹脂、C5系とC9系を共重合させた物が
含まれる。
て、10〜50重量部配合され、さらに好ましくは10
〜30重量部である。石油樹脂の配合量が10重量部未
満では、高減衰ゴムの減衰性が不足し、50重量部を超
えるとゴム組成物の加工性が悪くなり好ましくない。
のゴム組成物はカーボンブラックとシリカを併用する。
ブラックを使用してもよいが、主に使用するカーボンブ
ラックの特性は以下の通りである。
150m2/g以上であり、特に200〜300m2/g
が好ましい。
は、60ml/100g以上であり、特に60〜150
ml/100gが好ましい。
ト・スペシャリティ・ケミカルズ・インク社製)、 BLA
CK PEARLS 800(キャボット・スペシャリティ・ケミカ
ルズ・インク社製)、カーボンブラック#8300(東海カ
ーボン社製)、 カーボンブラック#8500(東海カーボ
ン社製)として市販されているものがある。
MD3037−89に示される方法で、即ち、窒素ガス
が吸着される量により粒子径を判別する方法で測定する
ことができる。
組成物が振動エネルギーの吸収能を発現する上において
不可欠なものである。カーボンブラックの配合量が少な
すぎると、高減衰ゴムのエネルギー吸収能に劣り、カー
ボンブラックの配合量が過剰になると、ゴム組成物の製
造の際に加工性が低下し製造上好ましくなく、高減衰ゴ
ムの破断伸びも低下する。上記したカーボンブラックの
物性は、ゴム材料(高減衰ゴム)の減衰特性に大きな影
響を与える。
が150m2/g未満であると、大変形時の減衰性が低
下する。
い方が、ゴム材料のヒステリシスロスと破断伸びの点で
有利であるが、 60ml/100g未満であると、ゴ
ム組成物への分散性が悪くなる。150ml/100g
を超えると、ゴム材料のヒステリシスロスと破断伸びが
不十分となる。
般的に用いられるものであればよく、沈殿シリカ、高温
処理シリカ等の非晶質のシリカ、あるいは結晶性シリカ
であってもよく、ホワイトカーボン等があげられる。
れるもので、微粉の無水ケイ酸、含水ケイ酸、ケイ酸カ
ルシウム、ケイ酸アルミニウム、等のいずれでもよく、
特に限定されない。
μm、特に1〜30μmが好ましい。具体的には、日本シ
リカ(株)製のニップシール、徳山曹達(株)製のトク
シール等が例示される。
クを使用することにより、少量の配合で大変形時の減衰
性を高くすることができる。また、破断伸びを大きくで
きる。
ボンブラックとシリカを合計で、ゴム100重量部に対
して、50〜150重量部配合するのが好ましく、さら
に好ましくは70〜100重量部である。50重量部未
満ではゴム組成物の減衰性が不足し、150重量部を超
えると、加工性および得られる高減衰ゴムの伸びが低下
するので好ましくない。
部比率は、カーボンブラック95〜25重量部に対して
シリカ5〜75重量部が好ましく、さらに好ましくはカ
ーボンブラック75〜50重量部に対してシリカ25〜
50重量部である。
(加硫ゴム組成物)を製造するに際して、未加硫ゴムに
上記成分の他に、硫黄などの加硫剤、亜鉛華、ステアリ
ン酸などの加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、老化防
止剤、軟化剤(プロセスオイル等)、可塑剤、粘着付与
剤、樹脂、その他の添加物を必要に応じて未加硫ゴムに
加えることができる。
成物(未加硫ゴム組成物)は、適宜成形され、それ自体
公知の方法、装置を用いることにより、110℃〜17
0℃で加硫されて、高減衰ゴム(加硫ゴム)が得られ
る。
ついては、以下に示される物性の評価を行った。また使
用した材料を以下に示す。 A.物性の評価方法 (1)引張強度(TB)(Kgf/cm2) JIS K 6251に準拠して測定した。数値の大き
い方が破断しにくい。 (2)破断伸び(EB)(%) JIS K 6251に準拠して測定した。数値の大き
い方が伸びが大きい。 (3)200%変形時の剛性 図2に示す試験片4を作成し、周波数0.3Hz、変形
量がゴム厚みに対して約200%、せん断試験を行った
ときの20℃における剛性を求めた。 (4)200%変形時の減衰率(heq%) 図2に示す試験片4により、公知の方法で200%変形
時の減衰率heq(%)を算出した。なお、図中、符号
5は試験片4の高減衰ゴム組成物からなる高減衰ゴムを
示す。 (5)200%変形時の弾性率の温度依存比(−10℃
/20℃) 図2に示す試験片4を作成し、周波数0.3Hz、変形
量がゴム厚みに対して約200%、せん断試験を行った
ときの−10℃及び20℃における弾性率の比を求め、
弾性の温度依存比(−10℃/20℃)を算出した。 (実施例1〜5および比較例1〜4)表1に示す配合割
合で、ゴム、カーボンブラック、シリカ(ホワイトカー
ボン)および石油樹脂(C9系石油樹脂)を配合し、さ
らにゴム100重量部に対して加硫促進剤、加硫剤、お
よびその他の添加剤を適量配合して、未加硫のゴム組成
物を調製した。
スし加硫して加硫ゴムを得た。
物性値を以下に示した。
ィ・ケミカルズ・インク社製) 窒素吸着比表面積:220m2/g DBP吸油量:105ml/100g カーボンブラック(2) 商品名:N220(昭和キャボット社製) 窒素吸着比表面積:111m2/g DBP吸油量:115ml/100g カーボンブラック(3) 商品名:N219(昭和キャボット社製) 窒素吸着比表面積:104m2/g DBP吸油量:78ml/100g 上記の実施例及び比較例の結果を表1に示す。
さい、超微粒子カーボンブラックを使用することによ
り、少量の配合で大変形時の減衰性を高くすることがで
きる(比較例2,3と実施例1との比較)。
により、ゴムの破断伸びを大きくできる(比較例2,3
と実施例1の比較)。
と、温度依存比が悪くなる(比較例1)。
きるが、伸びが小さくなり、加工性が悪くなる(比較例
4と実施例1の比較)。
温度依存性を考慮し、適量配合する。
き、減衰性の向上に比べて温度依存性を余り悪くしない
(実施例1と実施例5の比較)。
はほとんど変わらない(実施例1と実施例4の比較)。
粒子のカーボンブラックを用い、またシリカを配合する
ので、温度依存性、および機械的特性を低下させること
なく、減衰性を高めることができ、自動車、各種機械等
の振動に対する防振、制振、並びに地震に対する免震、
その他の防振、制振などの各種振動エネルギーを吸収す
るための高減衰ゴム組成物として好適に使用できる。
る。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 天然ゴムを主成分として含有するゴム1
00重量部に対して、カーボンブラックとシリカの合計
50〜150重量部と、石油樹脂10〜50重量部を含
有し、カーボンブラックとシリカの重量比率が95/5
〜25/75である高減衰ゴム組成物であって、 該カーボンブラックの窒素吸着比表面積が200〜30
0m2/g、 カーボンブラックのDBP吸油量が60ml/100g
以上、である高減衰ゴム組成物。 - 【請求項2】 天然ゴムおよびブチルゴムを含有するゴ
ム100重量部に対して、カーボンブラックとシリカの
合計50〜150重量部と、石油樹脂10〜50重量部
を含有し、カーボンブラックとシリカの重量比率が95
/5〜25/75である高減衰ゴム組成物であって、 該カーボンブラックの窒素吸着比表面積が200〜30
0m2/g、 カーボンブラックのDBP吸油量が60ml/100g
以上、である高減衰ゴム組成物。 - 【請求項3】 前記シリカの平均粒子径が、1〜50μ
mである請求項1又は2に記載の高減衰ゴム組成物。 - 【請求項4】 前記カーボンブラックが複数種であり、
そのうち主成分のカーボンブラックの特性が、以下を満
足する請求項1〜3のいずれかに記載の高減衰ゴム組成
物: カーボンブラックの窒素吸着比表面積が200〜300
m2/g、 カーボンブラックのDBP吸油量が60ml/100g
以上。 - 【請求項5】 前記カーボンブラックとシリカの重量比
率が75/25〜50/50である請求項1〜4のいず
れかに記載の高減衰ゴム組成物。 - 【請求項6】 前記シリカの含有量が、前記ゴム100
重量部に対して40重量部以下である請求項1〜5のい
ずれかに記載の高減衰ゴム組成物。
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JP2001187826A JP2001187826A (ja) | 2001-07-10 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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1999
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