JP3806796B2

JP3806796B2 - ダンパプーリの製造方法

Info

Publication number: JP3806796B2
Application number: JP24085499A
Authority: JP
Inventors: 悟美渡辺; 和俊三宅; 宏横井; 英幸今井
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: JP2001065668A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハブとプーリとの間に形成される環状空間に加硫ゴム部材が単純圧入・固定されてなるダンパプーリの製造方法に関する。
【０００２】
また、以下の説明で、配合単位は、特に断らない限り、重量単位である。
【０００３】
【従来の技術】
図１に示す如く、ダンパプーリ１８おけるハブ１２とプーリ１４との間に形成される環状空間に単純圧入・固定される加硫ゴム部材１６としては、従来、ＮＲ／ＳＢＲ、ＳＢＲ、塩素化ＩＩＲ、ＮＢＲ、水添ＮＢＲ等のゴム材料で形成されていた（特開昭６２−２９７５５７号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、昨今のエンジンルーム内の温度上昇に伴う耐熱性向上の要求には、これらのゴム材料で形成した加硫ゴム部材では、対応し難くなっている。
【０００５】
そこで、該加硫ゴム部材の材料として、一般に耐熱性に優れたエチレンプロピレン系ゴム材料、即ち、エチレン・α−オレフィン系共重合体ゴム材料を使用することが考えられる。
【０００６】
そして、ダンパのハブ及びプーリは、通常、金属製（鋳鉄、アルミニウム等の金属製）であり、エチレンプロピレン系ゴム（ＥＯＲ系）材料等の非極性ゴム材料で形成した加硫ゴム部材１６では、所定の圧縮率で圧入した場合、十分な固着力（プーリ滑り初めトルク）を得難いことが分かった（特に、耐熱老化後において）。
【０００７】
本発明は、上記にかんがみて、高温雰囲気下でも、単純圧入・固定タイプのダンパプーリにおいて、ハブ及び／またはプーリと加硫ゴム部材との間の結合性（固着性）に問題が発生し難いダンパプーリが得られるダンパプーリの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意開発に努力をする過程で、ゴム配合物に、加硫時において非極性ゴムと反応可能でかつ極性基を備えた対金属粘着性付与剤を配合すればよいことを見出し、下記構成のダンパプーリの製造方法に想到した。
【０００９】
少なくともプーリ側が金属製であるハブとプーリとの環状空間に加硫ゴム部材が単純圧入・固定されてなるダンパプーリの製造方法において、
前記加硫ゴム部材が、非極性ゴムをベースとし、高級脂肪酸系の加工助剤を含有するゴム配合物の加硫物であって、
前記ゴム配合物が、加硫時において前記非極性ゴムと反応可能でかつ極性基を備えた対金属粘着性付与剤が配合されてなることを特徴とする。
【００１０】
上記構成において、加工助剤の配合量が、加工性に問題が発生しない量以上で通常配合量以下とするとともに、前記対金属粘着性付与剤の配合量が、対金属粘着性付与の効果を奏する量以上で、前記弾性体の圧縮永久歪みを阻害しない範囲の量以下であることが望ましい。
【００１１】
本発明の別の態様は、少なくともプーリ側が金属製であるハブとプーリとの間に形成される環状空間に加硫ゴム部材が単純圧入・固定されて介在されてなるダンパプーリにおいて、
前記弾性体が、エチレンプロピレン系ゴムをベースとし、ステアリン酸を含有するゴム配合物の加硫物であって、
前記ゴム配合物が、ハロゲン基を導入したキノン誘導体を対金属粘着性付与剤として配合されてなることを特徴とするものである。
【００１２】
当該構成において、キノン誘導体が、クロラニル（化合物名：２，３，５，６−テトラクロロキノン）であり、その上限配合量は、エチレンプロピレン系ゴム１００重量部に対して０．７部とすることが望ましい。
【００１３】
また、ステアリン酸の下限配合量は、エチレンプロピレン系ゴム１００重量部に対して０．４部とすることが望ましい。
【００１４】
【手段の詳細な説明】
本発明のダンパプーリ１８は、前述の如く、ハブ１２とプーリ１４との間に形成される環状空間に加硫ゴム部材１６が単純圧入・固定されてなるものである（図１参照）。
【００１５】
ここで、ハブ１２及びプーリ１４は、通常、ともに金属製であるが、ハブ１２は繊維強化プラスチック等で成形したものであってもよい。
【００１６】
そして、加硫ゴム部材１６は、非極性ゴムをベースとし、高級脂肪酸系の加工助剤を含有するゴム配合物で形成されている。
【００１７】
ここで非極性ゴムとしては、エチレンプロピレン系ゴム（ＥＯＲ）が前述の如く、耐熱性等の見地から望ましいが、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）等であってもよい。
【００１８】
特に、ＥＯＲ系ゴムの内、本発明者らが先に提案した下記要件(1) 〜(3) を満たすポリマーアロイをベースポリマー（原料ゴム）として使用することが望ましい。
【００１９】
(1) ポリマーアロイは、エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム：８０〜６０重量％と液状エチレン・α−オレフィン共重合体ゴム：２０〜４０重量％からなる。
【００２０】
(2) エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴムは、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、分子量分布指数（Ｍ_W ／Ｍ_n ）が４未満であり、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。
【００２１】
(3) 液状エチレン・α−オレフィン共重合体ゴムは、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、極限粘度［η］が０．３〜０．５ｄＬ／ｇである。
【００２２】
上記高級脂肪酸系の加工助剤としては、ステアリン酸、ラウリン酸及びそれらのエステル等を挙げることができる。
【００２３】
そして、加硫系は過酸化物加硫系、硫黄加硫系を問わないが、耐圧縮永久歪み性に優れている過酸化物加硫系をベースとすることが望ましい。
【００２４】
本発明では、ゴム配合物が、加硫時において非極性ゴム（ポリマー）と反応可能でかつ極性基を備えた対金属粘着性付与剤が配合されてなることを特徴とする。
【００２５】
ここで、対金属粘着性付与剤としては、極性基（特にハロゲン基：Ｃｌ，Ｂｒ等）を導入したキノン誘導体や、同じく極性基（特にメルカプト基、アミノ基）を導入したトリアジン誘導体を挙げることができる。当該キノン誘導体としては、クロラニル（化合物名：２，３，５，６−テトラクロロキノン）、また、トリアジン誘導体としては、２，４，６−トリメルカプト−１，３，５−トリアジンが好適に使用できる。
【００２６】
極性基としては、上記の他に、アミノ基（ＮＨ₂ ）、水酸基（ＯＨ）、カルボキシル基（ＣＯ₂ Ｈ）、ハロゲン化メチル基（ＣＨ₂ Ｘ）等でもよい。
【００２７】
上記対金属粘着性付与剤の配合量は、対金属粘着性付与の効果を奏する量以上で、前記弾性体の圧縮永久歪みを阻害しない範囲の量以下とする。例えば、クロラニルの場合、エチレンプロピレン系ゴム（以下「ＥＯＲ」）１００部に対して０．１〜０．７部、望ましくは、０．４〜０．６部、さらに望ましくは０．４５〜０．５５部とする（図２参照）。
【００２８】
そして、上記加工助剤の配合量は、通常の配合量でもよいが、加工性（ゴムの混練加工）に問題が発生しない量以上で通常配合量以下とすることが、粘着性の見地から望ましい。具体的には、ステアリン酸の場合、ＥＯＲ１００部に対して０．４〜１部、望ましくは、０．４５〜０．８部、さらに望ましくは０．５〜０．６部とする（図３参照）。
【００２９】
本発明に係る加硫ゴム部材を形成するゴム配合物（未加硫の配合ゴム）には、非極性ゴム、高級脂肪酸系の加工助剤および対金属粘着性付与剤の他に、通常のゴム配合に使用されるカーボンブラック、軟化剤（脂肪酸系加工助剤を除く。）、亜鉛華、その他副資材を配合する。
【００３０】
上記ゴム配合物は、例えば、有機過酸化物加硫系のＥＯＲ系の場合、例えば、下記のような方法により調製する。
【００３１】
すなわち、バンバリーミキサー等のミキサー類を用いて、上記ＥＯＲおよび軟化剤（プロセスオイル）、ステアリン酸を３０〜１７０℃の温度で３〜１０分間混練し、次いで、オーブンロール等のロール類を用いて、加硫剤（有機過酸化物又はイオウ）、カーボンブラック、上記対金属粘着付与剤（クロラニル）、必要に応じて加硫促進剤または加硫助剤、さらには、その他副資材を追加混合し、ロール温度４０〜８０℃で５〜３０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。
【００３２】
本発明に係るＥＯＲ系ゴム配合物から加硫ゴム部材を得るには、上記の未加硫配合ゴムを意図するゴム部材の形状に成形した後加硫を行う、又は加硫後意図するゴム部材の形状に裁断すればよい。
【００３３】
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し、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。
【００３４】
そして、上記加硫ゴムは、所定長、幅、厚みに調製（成形又は裁断により）して帯板状の加硫ゴム部材とし、通常、圧入液を塗布後、該加硫ゴム帯板（加硫ゴム部材）を、治具で固定したハブとプーリで形成される環状空間に圧入する。このときの圧縮率は、通常、３０〜４０％、望ましくは３４〜３６％である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係るダンパプーリは、その加硫ゴム部材を形成する、高級脂肪酸系の加工助剤を含有するゴム配合物が、加硫時において前記非極性ゴムと反応可能でかつ極性基を備えた対金属粘着性付与剤が配合されていることにより、高温雰囲気下でも、後述の試験例で示す如く、単純圧入・固定タイプのダンパプーリにおいて、ハブ及び／またはプーリと加硫ゴム部材との間の結合性（固着性）に問題が発生し難い。
【００３６】
そして、このとき高級脂肪酸系の加工助剤の配合量を、混練加工性に問題が発生しない量以上で通常配合量以下することにより、ハブ及び／またはプーリと加硫ゴム部材との間の結合性（固着性）に問題がより発生し難くなる。
【００３７】
【試験例】
以下、本発明の効果を確認するために行なった試験例について説明をする。
【００３８】
Ａ．各試験例に使用した基本配合処方は、下記の通りである。
【００３９】
ＥＯＲ配合処方
Ｅ０Ｒ（ポリマーアロイ）１４７部
ステアリン酸変量
亜鉛華５部
カーボンブラック８０部
老化防止剤２部
ＤＣＰ（４０％含有品）８部
プロセスオイル１３部
クロラニル変量
なお、使用したポリマーアロイは、下記仕様の高分子量成分（Ａ成分）１００部に対して、下記仕様の低分子量成分（Ｂ成分）４７部を配合したものである。
【００４０】
＜Ａ成分仕様＞
エチレン／α−オレフィン：６８／３２、分子量分布指数（Ｍ_W ／Ｍ_n ）：３．７、極限粘度［η_C ］：４．０ｄＬ／ｇ、ヨウ素価：２２
＜Ｂ成分仕様＞
エチレン／α−オレフィン：６８／３２、極限粘度［η_C ］：０．３７ｄＬ／ｇ、ヨウ素価：０
上記基本配合処方において、表１、図２（ステアリン酸：１部配合）及び図３（クロラニル：０部）に、それぞれ示す各量のクロラニル及びステアリン酸を配合したゴム配合物をバンバリーミキサーで混練して未加硫ゴム配合物を調製した。
【００４１】
当該未加硫ゴム配合物を用いてそれぞれ下記方法に従って試験を行なった。
【００４２】
(1) 製品確認試験
帯板状の加硫ゴム部材（幅：１９mm×長さ：３２５mm×厚み：５．４mmｔ）を、圧縮成形（加硫条件：１７０℃×１０min ）して調製した。該加硫ゴム部材を圧入液を塗布後、図１に示す断面形状のダンパプーリ（ハブ外径：１００mmφ、プーリ内径：１０７mmφ、幅：３０mm）に単純圧入・固定（圧縮率：３５％）して、実施例・比較例の各ダンパプーリを調製した。
【００４３】
そして、該各ダンパプーリについて、耐熱試験前及び耐熱試験後（加熱処理：１２０℃×２４０ｈ）における滑り初め（すべりはじめ）のトルク（固着力）を測定した。
【００４４】
結果を示す表１から、本発明の実施例であるクロラニル配合処方においては、クロラニル無配合の従来例に比して、耐熱試験前及び耐熱試験後の双方において固着力が良好で、固着力の低下率も低いことが分かる。
【００４５】
(2) 圧縮永久歪み
JIS K 6301に準拠して耐熱試験後（１２０℃×７０ｈ）の圧縮永久歪みを測定した。
【００４６】
結果を示す図２からクロラニルの配合量の増大に対応して、固着力が増大、クロラニルが０．７部前後から圧縮永久歪みも悪くなることが分かる。
【００４７】
(3) 固着力・表面析出量
プレス加硫成形（１７０℃×１０min ）して円柱体（１６mmφ×１０mmＨ）を調製し、該円柱体を２５mm□×３．２mmｔの鉄板で挟着し３５％圧縮状態で、加熱処理後（１２０℃×１０日）に、圧縮永久歪みを測定するとともに、一方の鉄板を固定し、他方の鉄板を引張って鉄板が加硫ゴム体から離れるときの強さを固着力とした。
【００４８】
なお、表面析出量は、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）により測定した。
【００４９】
結果を示す図３から、ステアリン酸の配合量の増大に対応して、表面析出量が増大するとともに、固着力が低下することが分かる。即ち、固着力の見地からは、ステアリン酸の配合量は少ない方、即ち１部未満が望ましい。
【００５０】
【表１】

【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するダンパプーリの一例を示す判断面図
【図２】クロラニル添加量（配合量）と固着力及び圧縮永久歪みとの関係を示すグラフ図
【図３】ステアリン酸添加量（配合量）と表面析出量及び固着力との関係を示すグラフ図
【符号の説明】
１２ハブ
１４プーリ
１６加硫ゴム部材
１８ダンパプーリ

Claims

少なくともプーリ側が金属製であるハブとプーリとの間に形成される環状空間に加硫ゴム部材を単純圧入・固定してダンパプーリを製造する方法において、
前記加硫ゴム部材を、エチレンプロピレン系ゴムをベースとし、高級脂肪酸系の加工助剤を含有するとともに、対金属粘着性付与剤としてクロラニル（化合物名：２，３，５，６−テトラクロロキノン）を含有するゴム配合物で形成するとともに、
前記エチレンプロピレン系ゴムを、
(1) エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム：８０〜６０重量％と液状エチレン・α−オレフィン共重合体ゴム：２０〜４０重量％からなるポリマーアロイであり、
(2) 前記エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴムは、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、分子量分布指数（Ｍ _W ／Ｍ _n ）が４未満であり、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−ノルボルネンであり、さらに、
(3) 液状エチレン・α−オレフィン共重合体ゴムは、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、極限粘度［η］が０．３〜０．５ｄＬ／ｇである、
ものとすることを特徴とする請求項１記載のダンパプーリの製造方法。
前記エチレンプロピレン系ゴム１００重量部に対する前記クロラニルの配合量を０．１〜０．７重量部とするとともに、前記加工助剤をステアリン酸とし、該ステアリン酸の配合量を０．４〜１重量部とすることを特徴とする請求項１記載のダンパプーリの製造方法。
前記ゴム配合物を有機過酸化物加硫系とすることを特徴とする請求項１又は２記載のダンパプーリの製造方法。