JPH0434227A

JPH0434227A - 防振材

Info

Publication number: JPH0434227A
Application number: JP2140643A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Shioyama; 務塩山; Arao Umeda; 梅田　荒夫; Keiji Iwai; 岩井　啓次
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1990-05-29
Publication date: 1992-02-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、短繊維複合エラストマーを用いて構成される
防振材に関するものである。

（従来の技術）従来より、異方性のバネ定数を発現させるためには、■
防振ゴムの形状により異方性を持たせる方法、■金属板
との複合による方法が広く採用されている。■の方法と
しては、金属板とゴム層とを複数積層し、積層面に対し
垂直方向のバネ定数が高く、剪断方向のバネ定数を低く
する方法が知られている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、■の方法によれば、形状により異方性を持た
せるため、取付スペースの制約、形状の制約も含め、本
質的部分に限界があり、要求に合致できない場合がある
。また、形状により応力集中部が発生し、寿命低下をも
たらす場合がある。

一方、■の方法によれば、金属部材との複合であるため
、製造工程が複雑となると共に、接着界面の品質の安定
性、界面疲労といった信頼性の点で問題がある。また、
３次元の異方性を発現させることが実際上困難である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、上記問題を
解決すると共に、さらに高度な弾性率（バネ定数）の異
方性を有する防振材を提供するものである。

（課題を解決するための手段）請求項（１）の発明は、短繊維を０．５〜６５容量％含
有する短繊維複合エラストマーを構成部材又はその構成
部材の一部とするものであって、上記短繊維複合エラス
トマーは下記の式で短繊維の配向率Ｈ１が定められ、Ｓ
１方向の配向率Ｈ，が４５〜１００％、Ｓ１方向に直交
するＳ２方向の配向率Ｈ２が（（１００−Ｈｌ　）Ｘ　
（５０〜１００））％、Ｓ、、Ｓ２方向に直交するＳ、
方向の配向率Ｈ３が（１００（Ｈ１＋Ｈ２）１％である
構成とする。

Ｈ、−（（１／Ｖ、　）／（１／Ｖｌ　４１／Ｖ２　＋
ｌ／Ｖ３　）ＩＸ１００１−１．２．８ここで、Ｖ＋　、Ｖ２　、Ｖ３　；　Ｓ＋　、　　８２　、　　
Ｓ３方向の溶剤線膨張率請求項（２）の発明は、短繊維を０．５〜６５容量％含
有する短繊維複合エラストマーを構成部材又はその構成
部材の一部とするものであって、上記短繊維が、主とし
て１つの軸に対して同心円方向に配向されている構成と
する。

請求項（３）の発明は、短繊維を０．５〜６５容量％含
有する短繊維複合エラストマーを構成部材又はその構成
部材の一部とするものであって、上記構成部材が配向方
向及び配向率の異なる同種又は異種の短繊維複合エラス
トマーを積層して構成される。また、請求項（４）の発
明は、請求項（３）の発明において、短繊維の含有量が
異なる短繊維複合エラストマーを積層して構成される。

請求項（５）の発明は、請求項（１）、請求項（２、請
求項（３）又は請求項（４）において、構成部材の一部
として、金属部材が用いられる。

（作用）請求項（１）の発明によれば、構成部材としての短繊維
複合エラストマーの短繊維が３次元的に配向され、弾性
率の異方性が得られる。しかして、各方向の配向率の差
が大きいほど弾性率の異方性が大きくなる。

請求項（２）の発明によれば、弾性率が２方向に高く、
１方向に低くなり、異方性が示される。

請求項（３）及び請求項（４）の発明によれば、配向方
向、配向率、含有量等の異なる同種又は異種の短繊維複
合エラストマーを組合わせて、各種の異方性を有するも
のが得られる。

請求項（５）の発明によれば、金属部材との組合せによ
り弾性率の異方性を高めることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

本発明に係る防振材は任意の形状に形成されるもので、
エラストマーからなる弾性基材内に短繊維が０．５〜６
５容量％混入分散されれてなる短繊維複合エラストマー
を構成部材又はその構成部材の一部として用い、異方性
あるバネ定数（弾性率）を有するように形成されてなる
。ここで、短繊維の混入量を０．５〜６５容量％とする
のは、０．５容量％未満では十分な弾性率の異方性が得
られないし、６５容量％を越えると、成形加工が困難と
なるからである。

上記防振材を構成する短繊維複合エラストマーの短繊維
の配向は、周知のカレンダ、押出し成形、射出成形等に
より行うことができるが、異方性あるバネ定数を有する
防振材の構成部材又は構成部材の一部としては、配向率
Ｈ１を、Ｈ−＝１（１／Ｖ−）／（１／Ｖｌ　＋ｌ／Ｖ２　＋ｌ
／Ｖ３　）ＩＸｌｏｏｌ　　　　　　　　　１ｉ＝１．２．３ここで、Ｖ＋　、Ｖ２　、Ｖ３　：　Ｓｔ　、　　Ｓ２
　、８３方向の溶剤線膨張率（材料を溶剤中に浸漬し、平衡膨潤に達したときのＳｌｌ　　８２．Ｓｓ力方向線膨張率）によって定義する場合、Ｓ１方向の配向率Ｈ０が４５〜
１００％、Ｓ１方向に直交するＳ２方向の配向率Ｈ２が
（（１００−Ｈｔ　）Ｘ　（５０〜１００））％、Ｓｌ
、Ｓ２方向に直交するＳ、方向の配向率Ｈ１が（１００
−（Ｈｌ　＋Ｈ２）１％であることが有効である。

これによって、防振材において、短繊維の配向状態がか
なり高い自由度でもって設定され、３次元又は２次元方
向に異なった弾性率を有する。

上記弾性基材を構成するエラストマーとしては、天然ゴ
ム、スチレンブタジェンゴム、クロロプレンゴム、アク
リロニトリルブタジェンゴム、エチレンプロピレンゴム
、ウレタンゴム等の架橋タイプのエラストマー及びポリ
オレフィン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリ
アミド系、ポリウレタン系等の熱可塑性エラストマー等
から適宜選択される。また、補強剤、充填剤、軟化剤、
架橋剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、老化防止剤、粘着
付与剤、帯電防止剤、練り込み接着剤等の一般的なエラ
ストマー配合・添加剤は任意に選択し得る。

短繊維としては、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド
、ポリエステル、アクリル、アセチル化ポリビニルアル
コール、綿、絹、羊毛、バルブ、レーヨン等の合成繊維
、天然繊維、及び半合成繊維、並びに鋼、ステンレス、
銅等の金属繊維等の中から適宜選択される。また、必要
に応じて、繊維表面をエポキシ、イソシアネート、レゾ
シン・ホルマリン・ラテックス、塩化ゴム系接着剤等で
接着処理される。

また、短繊維の形状は任意であるが、繊維長／繊維径比
（Ｌ／Ｄ）が大きすぎる場合、エラストマー中への繊維
分散が難しく、また、小さすぎると、弾性率の異方性付
与に対する効果が小さくなる。この点よりＬ／Ｄが１０
〜１０００の間であることが好ましく、また繊維長さは
５０＋ｎ以下のものを用いている。

上記異方性あるバネ定数を有する短繊維複合エラストマ
ーを防振材の構成部材の一部として、短繊維を複合しな
いエラストマーと組合せることによって、機能と寿命を
向上させることができる。

例えば短繊維複合エラストマーと、短繊維を複合しない
エラストマーのシートとを交互に積層した柱状の防振材
では、短繊維複合エラストマー単体からなる同一形状の
防振材と比較して、圧縮バネ定数と剪断バネ定数との比
を高く設定することが可能である。また、形状の点から
亀裂が発生しやすい箇所等に、短繊維を複合しないエラ
ストマーを使用することにより、短繊維複合エラストマ
ー単体からなる防振材に比べ寿命を向上させることが可
能である。

また、短繊維が、主として１つの軸に対して同心円方向
に配向された短繊維複合形態とすることにより、その軸
方向と該軸方向に直交する方向とで異なるバネ定数を有
する防振材を形成することができる。

このように、短繊維の種類、含有量、配向方向、配向率
等が異なる種々の部材を組合わせることにより、制約さ
れたスペースあるいは全体形状を満足して、要求される
バネ定数の異方性を有する防振材を製造することができ
る。

さらに、短繊維複合エラストマーと金属部材（金属拘束
体）あるいはプラスチック部材との組合わせにより異方
性を高めることも可能である。

続いて、上記防振材について行った性能試験について説
明する。

表１上記表１の配合を密閉式混線機で混合し、さらに３１■
長さにカットしたメタ系ポリアミド繊維を所定量混合し
た混合物を、ロールにて圧延した後、列理方向を揃えて
積層した後、プレスにて加硫した。加硫後、加硫ブロッ
クから１辺１５■■の立方体を列理方向に沿って切り出
し、第１図に示す短繊維１１が３次元的に配向されたブ
ロック形状の試料１２を得た。第１図に示す試料１２の
ｘ、　ｙ。

Ｚ方向の５％圧縮応力と、短繊維含有量との関係を第２
図に示す。

第２図より、Ｘ方向の弾性率と、Ｙ、　　Ｚ方向の弾性
率との比は最大５：１となり、異方性を示すことがわか
る。

続いて、上記表１の配合に対し、３−１長さにカットし
たナイロン６．６繊維を１５容量％混合し、例えば特開
昭５８−２９２３１号公報に記載される製造方法にした
がって、ダイ流路径と拡張率とを変量し、３次元方向の
配向率の異なる３種類の押出しシートを製造した。しか
して、上述した場合と同様に、押出し方向を揃えて積層
加硫した加硫ブロックから１辺１５ｍ５＋の立方体を切
り出し、ブロック状の試料を作成した。

この試料について、押出し方向をＸ方向、幅方向をＸ方
向、厚さ方向をＺ方向とした場合の各方向のトルエン膨
潤率から求めた短繊維配向率と５％圧縮応力及びＺ方向
の力学損失（ｔａｎδ）を測定した。

その結果は次の表２に示す通りである。

上記表２より、Ｚ方向の繊維配向率が３８％の比較例２
では、ｘ、　ｙ、　ｚ方向の圧縮弾性率に大きな差は表
れないが、５１％以上の本発明例では３方向の配向率の
差が大きいほど、弾性率の異方性が大きくなっている。

また、Ｚ方向の配向率が高くなればなるほど、Ｚ方向の
圧縮変形時のｔａｎδが大きくなり、繊維のエネルギー
弾性の寄与が大きくなっていることが推察される。

また、上述した表１に示す配合に平均長さ３ｍｍにカッ
トしたナイロン６．６繊維を１５容量％混合し、カレン
ダロールにて分出しを行い、それから第３図（ａ）に示
すように長さ方向に短繊維２１が配向した１麿■厚さの
シート２２を作成した。シート２２を第３図（ｂ）に示
すように長さ方向に円柱状に巻き上げ、その状態で加硫
加圧を行った後、第３図（ｅ）に示すように１辺が１５
１−の立方体を切り出し、ブロック状の試料２３を作成
し、上述した場合と同じ測定を行った。

その結果は次の表３に示す通りである。

表３上記表３より、弾性率は、２方向に高く、１方向に低く
、異方性を示すことがわかる。

表２に示す本発明例１．２の未加硫シートと、比較例１
の未加硫シートとを交互に積層し、加圧加硫し、第４図
に示す積層体である試料３１を作成した。すなわち、試
料３１は、上側から、短繊維が２方向に配向された層３
１ａ１短繊維が全く混合されていない層３１ｂ、短繊維
がＸ方向に配向された層３１Ｃ１短繊維が全く混合され
ていない層３１ｄが順に繰返し積層されてなる。この試
料３１は、短繊維が全く混合されていない同一形状の試
料に対して、Ｚ方向の圧縮弾性率が略３゜１倍、Ｘ方向
の剪断弾性率が略１．８倍、Ｘ方向の剪断弾性率が略１
．４倍となった。すなわち、圧縮方向であるＺ方向は剛
直であるが、剪断方向であるＸ、　Ｘ方向は柔軟である
という異方性を有する防振材となる。

同様の方法で、第５図に示すように、短繊維を２方向に
配向した短繊維複合ゴム４１ａの回りを、短繊維が全く
混合されていないゴム４１ｂでカバーされた試料４１は
、同一形状の短繊維複合ゴム単体に比べ、６±３％のＺ
方向の圧縮疲労試験において約３倍の寿命（１４万回に
対し４３万回）を示した。

さらに、第６図（ａ）に示すように、短繊維がＺ方向に
配向された層５１ａと短繊維がＸ方向に配向された層５
１ｂとが交互に積層されてなる試料５１、第６図（ｂ）
に示すように、短繊維が２方向に配向されたゴム層５２
ａと金属板５２ｂとが交互に積層されてなる試料５２、
及び第６図（Ｃ）に示すように、短繊維が周方向に配向
された円筒状の中心層５３ａと、その外側に配設され短
繊維が半径方向に配向された中間ＪＷ５３ｂと、さらに
その外側に配設され短繊維が周方向に配向された外側層
５３ｃとからなる試料５３も、短繊維が全く混合されて
いないゴム単体あるいは１種の、短繊維複合ゴム単体か
らなる同一形状物に比べ異なった弾性率の異方性を示し
た。

このように、上記実施例は、いずれも高い弾性率の異方
性を示すとともに、繊維に撓み（ベンディング）が生じ
る変形モードにおいて高いｔａｎδを有し、バネ定数に
異方性を付与した防振材として極めて有効に機能するこ
とがわかる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
無数のバリエーションが可能であることは言うまでもな
い。

（発明の効果）請求項（１）の発明によれば、短繊維が３次元的に配向
されることとなり、広範囲に亘る弾性率の異方性が得ら
れる。特に各方向の配向率の差が大きいほど弾性率の異
方性が大きくなる。

請求項（２）の発明によれば、弾性率が２方向に高く、
１方向に低くなるように短繊維を３次元的に配向するこ
とができ、それによって弾性率の異方性が示される。

請求項（３）及び請求項（４）の発明によれば、短繊維
の配向方向、配向率、含有量等の異なる同種又は異種の
短繊維複合エラストマーを任意に組合わせて、その組合
わせに応じて各種の弾性率の異方性を有するものが得ら
れる。

請求項（５）の発明によれば、金属部材との組合せによ
りさらに高度な弾性率の異方性を得ることが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

本発明は図面の実施例を示し、第１図はブロック形状の
試料の斜視図、第２図は短繊維含有量と５％圧縮応力と
の関係を示す図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は試料の製造方
法の説明図、第４図及び第５図は他の試料の斜視図、第
６図（ａ）他の試料の斜視図である。１１．２１・・・・・・短繊維５２ｂ・・・・・・金属板（金属部材）〜（ｅ）はさらに１１．２１・・・・・・短繊維５２ｂ・・・・・・金属板（金属部材）第１図 γｍｍ金含有量ｐＨＲ）第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）短繊維を０．５〜６５容量％含有する短繊維複合
エラストマーを構成部材又はその構成部材の一部とする
ものであって、上記短繊維複合エラストマーは下記の式で短繊維の配向
率Ｈ＿ｉが定められ、Ｓ＿１方向の配向率Ｈ＿１が４５
〜１００％、Ｓ＿１方向に直交するＳ＿２方向の配向率
Ｈ＿２が｛（１００−Ｈ＿１）×（５０〜１００）｝％
、Ｓ＿１、Ｓ＿２方向に直交するＳ＿３方向の配向率Ｈ
＿３が｛１００−（Ｈ＿１＋Ｈ＿２）｝％であることを
特徴とする防振材。Ｈ＿ｉ＝｛（１／Ｖ＿ｉ）／（１／Ｖ＿１＋１／Ｖ＿２
＋１／Ｖ＿３）｝×１００１＝１、２、３ここで、Ｖ＿１、Ｖ＿２、Ｖ＿３；Ｓ＿１、Ｓ＿２、Ｓ＿３方向
の溶剤線膨張率
（２）短繊維を０．５〜６５容量％含有する短繊維複合
エラストマーを構成部材又はその構成部材の一部とする
ものであって、上記短繊維複合エラストマーの短繊維が、主として１つ
の軸に対して同心円方向に配向されていることを特徴と
する防振材。
（３）短繊維を０．５〜６５容量％含有する短繊維複合
エラストマーを構成部材又はその構成部材の一部とする
ものであって、上記構成部材が配向方向及び配向率の異なる同種又は異
種の短繊維複合エラストマーを積層して構成されること
を特徴とする防振材。
（４）短繊維の含有量が異なる短繊維複合エラストマー
を積層して構成されるところの請求項（３）記載の防振
材。
（５）構成部材の一部として、金属部材が用いられると
ころの請求項（１）、請求項（２）、請求項（３）又は
請求項（４）記載の防振材。