JPH08245841A - 振動減衰材用クロロプレンゴム組成物及び振動減衰材用クロロプレンゴム成型加硫物 - Google Patents

振動減衰材用クロロプレンゴム組成物及び振動減衰材用クロロプレンゴム成型加硫物

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JPH08245841A
JPH08245841A JP4885695A JP4885695A JPH08245841A JP H08245841 A JPH08245841 A JP H08245841A JP 4885695 A JP4885695 A JP 4885695A JP 4885695 A JP4885695 A JP 4885695A JP H08245841 A JPH08245841 A JP H08245841A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた振動減衰特性と力学特性とを合わせ持
つ、加工性良好なクロロプレンゴム組成物及びその成型
加硫物を提供する。 【構成】 クロロプレンゴム100重量部に対し下記
A,B,Cを必須成分として配合してなる振動減衰材用
クロロプレンゴム組成物及び振動減衰材用クロロプレン
ゴム成型加硫物。 A;窒素吸着量が70m2/g以上150m2/g以下の
カーボンブラック30〜70重量部 B;鱗片状充填剤3〜30重量部 C;アルキルナフタレンとホルムアルデヒドの縮合物3
〜20重量部

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクロロプレンゴム組成物
に関するものであり。さらに詳しくは、優れた振動減衰
特性と力学特性とを合わせ持つ、加工性良好な振動減衰
材用クロロプレンゴム組成物及び成型加硫物に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、建築構造物の耐震構造化、精密加
工分野や情報機器分野における低振動化、低騒音化、並
びに交通輸送機関における静粛化等に伴い振動減衰材が
注目されており、高い振動減衰特性と優れた力学特性の
両立が要求されている。一般的に、加硫物の振動減衰特
性は損失係数(tanδ)により評価され、これを大き
くすることで振動減衰性が向上するとされている。ま
た、力学特性は代表的に静的せん断弾性率と破断伸び等
で表され、静的せん断弾性率は5〜20kgf/cm2
が一般的に要求されている。破断伸びは400%以上が
必要な目安である。
【0003】このような振動減衰材に使用されるゴム加
硫物の損失係数を大きくする方法としてゴム組成物に粒
子径の小さいカーボンブラックを多量に配合する方法、
ガラス転移温度が高いポリマーを使用する方法、軟化剤
やシクロペンタジエン若しくはフェノール系等の特定の
樹脂を多量に配合する方法などが提案されてきた。
【0004】しかしながら、上記の方法においても振動
減衰材用材料に対する要求特性である組成物の加工性及
び加硫物の静的せん断弾性率、破断伸び等の力学特性を
同時に満足しつつ高い損失係数を持たせることは非常に
困難であった。
【0005】また、振動減衰材用ゴム組成物の素材には
天然ゴムをはじめとする各種ゴム状物質が使用されてき
たが、安価で広く使用されている天然ゴムは耐老化性、
圧縮永久ひずみに劣り、また、振動減衰特性の優れるブ
チルゴム、シリコンゴムはそれぞれ組成物の加工性及び
加硫物の力学特性に問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した問題
点に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた振
動減衰特性と力学特性とを合わせ持つ、加工性良好なク
ロロプレンゴム組成物及びその成型加硫物を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成
するに至ったものである。すなわち、本発明は、クロロ
プレンゴム100重量部に対し下記A,B,Cを必須成
分として配合してなることを特徴とする振動減衰材用ク
ロロプレンゴム組成物及びその成型加硫物である。 A;窒素吸着量が70m2/g以上150m2/g以下の
カーボンブラック30〜70重量部 B;鱗片状充填剤3〜30重量部 C;アルキルナフタレンとホルムアルデヒドの縮合物3
〜20重量部 以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【0008】本発明のクロロプレンゴム組成物では、ク
ロロプレンゴム、カーボンブラック、鱗片状充填剤及び
アルキルナフタレンとホルムアルデヒドの縮合物が必須
成分である。
【0009】本発明のクロロプレンゴム組成物における
ゴム成分はクロロプレンゴムであり、これはクロロプレ
ンゴム単独のものとクロロプレンゴムを主成分とするも
のである。従って、クロロプレンゴムの他に必要に応じ
てクロロプレンゴムの特性を損なわない範囲で天然ゴ
ム、NBR、ブチルゴム等を含有することができる。こ
のクロロプレンゴムの特性を損なわない範囲とは、例え
ば、クロロプレンゴム以外の天然ゴム、NBR、ブチル
ゴム等が40%未満であることがあげられる。
【0010】クロロプレンゴムは一般のクロロプレンゴ
ムであれば全て使用できるが、より高い振動減衰性と優
れた力学特性を得るために、ムーニー粘度が30以上の
クロロプレンゴムA;100〜60重量%と、数平均分
子量が500〜20000であるクロロプレンゴムB;
0〜40重量%からなるクロロプレンゴムが好ましい。
また、組成物の優れた加工性を得るために、数平均分子
量が500〜20000であるクロロプレンゴムB;0
〜40重量%と、0.1重量%テトラヒドロフラン溶液
において、孔径0.50μmフィルターの透過重合体重
量が孔径1.0μmフィルターの透過重合体重量の0.
90倍未満であるクロロプレンゴムC;100〜60重
量%からなるクロロプレンゴムが好ましい。
【0011】上記のクロロプレンゴムA,B,C中に含
有されているコモノマーはクロロプレンと共重合可能な
単量体であれば特に限定するものではなく、例えば、ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニリデン
等のモノビニル化合物、アクリル酸エステル類、メタク
リル酸エステル類、スチレン、α−メチルスチレン等の
芳香族ビニル化合物、ブタジエン−1,3、1−クロロ
ブタジエン−1,3、2,3−ジクロロブタジエン−
1,3等の共役ジエン化合物、硫黄等があげられ、これ
らは単独又は二種以上を組み合わせて用いることができ
る。クロロプレンゴム中のコモノマー含有量は、クロロ
プレンゴムの性質を維持するため0〜50%が好まし
い。
【0012】本発明のクロロプレンゴムA,B,Cは、
乳化重合、溶液重合、塊状重合等の公知の方法によって
製造される。例えば、乳化重合を例にあげると、以下の
方法により製造される。
【0013】単量体成分及び任意量の分子量調節剤の混
合物を乳化剤水溶液と混合し乳化する。この乳化液に重
合開始剤を添加して重合を行い、任意の転化率で停止剤
を添加し重合を停止させる。分子量調節剤としては特に
限定するものではなく、例えば、n−ドデシルメルカプ
タン、tert−ドデシルメルカプタン、オクチルメル
カプタン等のアルキルメルカプタン類、キサントゲンス
ルフィド類、ヨウ化ベンジル、ヨードホルム等が使用さ
れる。乳化剤としては特に限定するものではなく、例え
ば、アビエチン酸アルカリ金属塩、不均化アビエチン酸
アルカリ金属塩、アルキル硫酸アルカリ金属塩、アルキ
ルベンゼンスルホン酸アルカリ金属塩、ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル硫酸アルカリ金属塩、高
級脂肪酸アルカリ金属塩、ナフタリンスルホン酸ホルマ
リン縮合物のアルカリ金属塩、高級脂肪酸スルホン化物
のアルカリ金属塩等のアニオン系の界面活性剤、または
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル等のノニオン系の界面活
性剤等が使用可能である。重合開始剤としては特に限定
するものではなく、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ア
ンモニウム、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ク
メンハイドロパーオキサイド、tert−ブチルハイド
ロパーオキサイド等の無機又は有機の過酸化物、または
上記過酸化物と硫酸第一鉄、ハイドロサルファイトナト
リウム若しくはナトリウムホルムアルデヒドスルホキシ
レート(ロンガリット)等の還元剤を併用したレドック
ス系等が使用される。停止剤としては特に限定するもの
ではなく、例えば、フェノチアジン、2,2’−メチレ
ンビス−(4−メチル−6−tert−ブチルフェノー
ル)、2,2’−メチレンビス−(4−エチル−6−t
ert−ブチルフェノール)、2,6−ジ−tert−
ブチル−4−メチルフェノール、ハイドロキノン、4−
メトキシフェノール、N,N−ジエチルヒドロキシルア
ミン等のラジカル禁止剤等が使用される。
【0014】重合の温度は特に限定するものではないが
0〜60℃の温度が好ましく、さらに5〜50℃の温度
が好ましい。重合時の発熱が大きく温度の制御が困難な
場合は、乳化剤水溶液に単量体混合物を少量ずつ分割又
は連続で添加しながら重合することもできる。
【0015】重合停止後、ラテックス中の未反応単量体
を減圧スチームストリッピング等の方法により除去した
後、凍結凝固又は塩析等によりポリマーを単離し、水
洗、乾燥を経て重合体を得る。
【0016】上記重合方法においてクロロプレンゴムB
を製造するには、例えば、多量の分子量調節剤を用いる
又は多量の重合開始剤を使用する等の手段がある。ま
た、クロロプレンゴムCを製造するには、例えば共重合
可能な単量体として多官能性単量体を使用する又は重合
停止転化率を85%以上にする等の手段がある。
【0017】本発明のクロロプレンゴムA,B,Cはラ
テックス状態又は単離したポリマー状態のいずれかでブ
レンドすることができる。
【0018】本発明のゴム組成物中に配合するカーボン
ブラックは窒素吸着量70m2/g以上150m2/g以
下のカーボンブラックを用いる。窒素吸着量が70m2
/gより小さいと損失係数が小さく、一方、窒素吸着量
が150m2/gより大きいと混練り時の加工性が悪く
なるばかりでなく、その後の加工性(押し出し、カレン
ダー等)が悪くなる欠点を有する。カーボンブラックの
添加量はクロロプレンゴム100重量部に対してカーボ
ンブラック30〜70重量部である。カーボンブラック
が30重量部より少ないと加硫物の損失係数が小さく、
一方、カーボンブラックが70重量部より多いと組成物
の混練り時の加工性が悪くなる。
【0019】鱗片状充填剤とは層状又は板状構造を有し
ている全ての充填剤をいい、例えば、タルク、クレー、
マイカ、グラファイト等を指称する。鱗片状充填剤の添
加量はクロロプレンゴム100重量部に対して3〜30
重量部である。鱗片状充填剤が3部より少ないと加硫物
の伸びが小さく、一方、鱗片状充填剤30部より多いと
組成物の加工性が悪くなるばかりでなく、金属への接着
性が悪くなる。
【0020】アルキルナフタレンとホルムアルデヒドの
縮合物はモノ及びポリアルキルナフタレンとホルマリン
の縮合重合物であり、例えば、メチルナフタレンとホル
ムアルデヒドの縮合物、エチルナフタレンとホルムアル
デヒドの縮合物、n−プロピルナフタレンとホルムアル
デヒドの縮合物、ブチルナフタレンとホルムアルデヒド
の縮合物、ジメチルナフタレンとホルムアルデヒドの縮
合物、ジエチルナフタレンとホルムアルデヒドの縮合
物、ジイソプロピルナフタレンとホルムアルデヒドの縮
合物等であり、ナフタレン環の置換位置について特に限
定するものではない。縮合度についても特に限定するも
のではない。その添加量はクロロプレンゴム100重量
部に対して3〜20重量部である。アルキルナフタレン
とホルムアルデヒドの縮合物が3重量部より少ないと加
硫物の伸びが小さく、一方、アルキルナフタレンとホル
ムアルデヒドの縮合物が20重量部より多いと加硫物の
静的せん断弾性率が小さい。
【0021】本発明のゴム組成物中には種々の添加剤、
例えば、軟化剤、老化防止剤、化工助剤、滑剤、難燃剤
等を必要に応じて添加することができる。
【0022】本発明のクロロプレンゴム組成物は良好な
加工性を有するため、通常知られているクロロプレンゴ
ムと同様の方法でロール又はバンバリー等の混練機によ
って混合し、目的に応じた形状に成型加工し成型加硫物
を得ることができる。場合によっては組成物と金属板と
を交互に積層した後に加硫接着を行うことにより構造体
を得る等の複合化を行うことができる。
【0023】得られたクロロプレンゴム成型加硫物は優
れた振動減衰特性と力学物性とを合わせ持つので、耐震
構造建築物の支承体、工業製品、製造設備や自動車エン
ジン等の振動発生物の支持体、車体懸架装置等に幅広く
使用可能である。
【0024】
【実施例】以下に本発明を実施例によってさらに具体的
に示すが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。
【0025】なお、クロロプレン重合体の数平均分子量
はGPCにより求めた。重合体の0.1重量%テトラヒ
ドロフラン溶液におけるフィルター透過重量比は、0.
1重量%テトラヒドロフラン溶液を孔径0.50μmフ
ィルター及び孔径1.0μmフィルターでそれぞれ濾過
し、それら濾液のGPC測定より得たピーク面積を比較
し、(0.50μmフィルター濾液のピーク面積)/
(1.0μmフィルター濾液のピーク面積)の比で表し
た。さらに、ムーニー粘度はJIS K6300に従っ
て求めた。
【0026】また、以下に示す実施例、比較例の評価は
次の通りに行った。
【0027】<クロロプレンゴム組成物のロール加工性
>配合物を8インチロールで混練する際のロール離型性
の優劣で評価した。
【0028】<加硫ゴムの力学物性>JIS K630
1に従って評価した。圧縮永久ひずみ測定は100℃、
22時間後に測定した。
【0029】<加硫ゴムの静的せん断弾性率>JIS
K6301に従って25%伸長時の応力を1.639倍
して求めた。
【0030】<老化後の伸び保持率と引っ張り強度の保
持率>JIS K6301に準拠してギヤオーブン中で
老化試験を行った。加熱温度100℃、70時間で行っ
た。
【0031】<加硫ゴムの振動減衰特性>損失係数(t
anδ)を粘弾性測定装置(スペクトロメーター、岩本
製作所製)により23℃、初期歪み5%、変位±1%、
振動周波数1Hzの条件で求めることから評価した。
【0032】<ゴム/金属接着性>JIS K6301
に従って90度剥離試験を行った。金属材質は鉄をブラ
スト処理した後、接着剤として下塗り:ケムロック20
5、上塗り:ケムロック220を塗布し、各ゴム組成物
と加硫接着して作製した。
【0033】重合例1(重合体A、B) 表1に示す全モノマー100重量部に対して不均化アビ
エチン酸カリウム塩4重量部、ナフタリンスルホン酸ホ
ルマリン縮合物ナトリウム塩0.5重量部、水酸化ナト
リウム0.2重量部、蒸留水100重量部及び表1に示
す組成のモノマーと分子量調節剤であるn−ドデシルメ
ルカプタンの混合物を2リットルの撹拌機付きオートク
レーブに仕込み、十分に窒素置換した。その後40℃に
保持し、過硫酸カリウム水溶液を連続的に滴下し重合を
行った。70%の転化率で2,2’−メチレンビス−
(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)を
0.05重量部添加し重合を停止させ、残存する未反応
モノマーを減圧スチームストリッピング法により除去し
ラテックスを得た。
【0034】それらラテックスの一部をそれぞれメタノ
ールに添加し、析出したポリマーを回収、乾燥させるこ
とによりクロロプレンゴムを得た。それら重合体のムー
ニー粘度と0.1重量%テトラヒドロフラン溶液におけ
る、孔径1.0μmフィルターの透過重合体重量に対す
る孔径0.50μmフィルターの透過重合体重量比をそ
れぞれ表1に示す。得られた重合体をA、Bとする。
【0035】重合例2(重合体C) 表1に示す全モノマー100重量部に対して不均化アビ
エチン酸カリウム塩4重量部、ナフタリンスルホン酸ホ
ルマリン縮合物ナトリウム塩0.5重量部、水酸化ナト
リウム0.2重量部、蒸留水100重量部及び表1に示
す組成のモノマーと分子量調節剤であるn−ドデシルメ
ルカプタンの混合物を2リットルの撹拌機付きオートク
レーブに仕込み、十分に窒素置換した。その後40℃に
保持し、過硫酸カリウム水溶液を連続的に滴下し重合を
行った。90%の転化率で2,2’−メチレンビス−
(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)を
0.05重量部添加し重合を停止させ、残存する未反応
モノマーを減圧スチームストリッピング法により除去し
ラテックスを得た。
【0036】そのラテックスの一部をメタノールに添加
し、析出したポリマーを回収、乾燥させることによりク
ロロプレンゴムを得た。該重合体の0.1重量%テトラ
ヒドロフラン溶液における、孔径1.0μmフィルター
の透過重合体重量に対する孔径0.50μmフィルター
の透過重合体重量比を表1に示す。得られた重合体をC
とする。
【0037】
【表1】
【0038】重合例3(重合体D、E) 表2に示す全モノマー100重量部に対して不均化アビ
エチン酸カリウム塩4重量部、ナフタリンスルホン酸ホ
ルマリン縮合物ナトリウム塩0.5重量部、水酸化ナト
リウム0.2重量部、蒸留水100重量部及び表2に示
す組成のモノマーと分子量調節剤であるn−ドデシルメ
ルカプタンの混合物を2リットルの撹拌機付きオートク
レーブに仕込み、十分に窒素置換した。その後40℃に
保持し、過硫酸カリウム水溶液を連続的に滴下し重合を
行った。70%の転化率で2,2’−メチレンビス−
(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)を
0.05重量部添加し重合を停止させ、残存する未反応
モノマーを減圧スチームストリッピング法により除去し
ラテックスを得た。
【0039】それらラテックスの一部をそれぞれメタノ
ールに添加し、析出したポリマーを回収、乾燥させるこ
とによりクロロプレンゴムを得た。それら重合体の数平
均分子量をそれぞれ表2に示す。得られた重合体をD、
Eとする。
【0040】
【表2】
【0041】実施例1〜13 上記重合例より得た未反応モノマー除去後のラテックス
を表3に示す重合体組成になるように混合した後、凍結
凝固、水洗、熱風乾燥し、目的とするクロロプレンゴム
組成物を得た。
【0042】そのクロロプレンゴム組成物を表3に示す
配合に従い8インチロールで混練を行った。その際のロ
ール加工性を表3に示す。さらにその配合物を160℃
で30分プレス加硫を行うことにより加硫ゴムシートを
作成した。加硫物の力学物性及び損失係数(tanδ)
を表3に示す。また、ゴム/金属接着性を表3に示す。
その結果、ロール加工性が良く、高い静的せん断弾性
率、高い破断伸び及び高い損失係数(tanδ)を示す
ことから、優れた振動減衰特性と力学特性を合わせ持
つ、加工性良好なクロロプレンゴム組成物が得られるこ
とが明らかである。
【0043】なお、実施例、比較例で使用した配合薬品
の内容は以下の通りである。 カーボンブラックISAF:シーストG6(東海カーボ
ン(株))窒素吸着量;110m2/g カーボンブラックSRF:旭#35(旭カーボン
(株))窒素吸着量;30m2/g マイカA:Y−6000M((株)キララ) マイカB:スズオライトマイカ325S((株)クラ
レ) クレー:デキシークレー(バンダービルト社) アルキルナフタレンとホルムアルデヒドの縮合物A:レ
ノシン300(バイエル社) アルキルナフタレンとホルムアルデヒドの縮合物B:ス
トラクトール40MS−F(エスアンドエスジャパン
社) アミン老防:ナウガード445(ユニロイヤル社) ワックス:サンタイトS(精工化学(株))
【0044】
【表3】
【0045】比較例1〜10 実施例1〜13と同様にして表4に示す組成のクロロプ
レンゴム組成物を得た。さらにこれらのクロロプレンゴ
ム組成物を実施例1〜13と同様の方法で加硫し、評価
した。ロール加工性、力学物性、損失係数(tanδ)
及びゴム/金属接着性をそれぞれ表4に示す。
【0046】
【表4】
【0047】表4に示すようにその結果は次の通りであ
った。すなわち、比較例1は鱗片状充填剤及びアルキル
ナフタレンとホルムアルデヒドの縮合物を配合していな
い場合であるが、破断伸びが小さかった。比較例2〜4
及び10はアルキルナフタレンとホルムアルデヒドの縮
合物の配合量が本願の請求の範囲外にある場合である
が、アルキルナフタレンとホルムアルデヒドの縮合物の
配合量が少ないと破断伸びが小さく、アルキルナフタレ
ンとホルムアルデヒドの縮合物の配合量が多いと静的せ
ん断弾性率が小さかった。比較例5〜7は鱗片状充填剤
の配合量が本願の請求の範囲外にある場合であるが、鱗
片状充填剤の配合量が少ないと損失係数が小さく、鱗片
状充填剤の配合量が多いとゴム/金属接着性が悪かっ
た。比較例8はカーボンブラックの配合量が本願の請求
の範囲外にある場合であるが、損失係数が小さかった。
比較例9は窒素吸着量が本願の請求の範囲外であるSR
Fカーボンブラックを使用した場合であるが、静的せん
断弾性率が小さく、かつ損失係数が小さかった。
【0048】比較例11 実施例1〜13と同様に表5に示す組成の天然ゴム組成
物を得た。さらにそれら天然ゴム組成物を実施例1〜1
3と同様の方法で加硫し、評価した。ロール加工性、力
学物性、老化後物性変化率、損失係数(tanδ)及び
ゴム/金属接着性をそれぞれ表5に示す。なお、実施例
7について同様にして行った評価結果を表5にあわせて
示す。その結果、ゴム素材として天然ゴムのみを用いた
場合、圧縮永久ひずみと老化特性が劣った。
【0049】
【表5】
【0050】
【発明の効果】以上の結果から、本発明により得られる
クロロプレンゴム組成物は、優れた振動減衰特性と力学
特性とを合わせ持ち、かつ加工性が良好であることが明
らかである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 61:18)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロロプレンゴム100重量部に対し下
    記A,B,Cを必須成分として配合してなることを特徴
    とする振動減衰材用クロロプレンゴム組成物。 A;窒素吸着量が70m2/g以上150m2/g以下の
    カーボンブラック30〜70重量部 B;鱗片状充填剤3〜30重量部 C;アルキルナフタレンとホルムアルデヒドの縮合物3
    〜20重量部
  2. 【請求項2】 クロロプレンゴムが、ムーニー粘度が3
    0以上のクロロプレンゴムA;100〜60重量%と、
    数平均分子量が500〜20000であるクロロプレン
    ゴムB;0〜40重量%からなることを特徴とする請求
    項1記載の振動減衰材用クロロプレンゴム組成物。
  3. 【請求項3】 クロロプレンゴムが、数平均分子量が5
    00〜20000であるクロロプレンゴムB;0〜40
    重量%と、0.1重量%テトラヒドロフラン溶液におい
    て、孔径0.50μmフィルターの透過重合体重量が孔
    径1.0μmフィルターの透過重合体重量の0.90倍
    未満であるクロロプレンゴムC;100〜60重量%か
    らなることを特徴とする請求項1記載の振動減衰材用ク
    ロロプレンゴム組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3記載の振動減衰
    材用クロロプレンゴム組成物を成型加硫してなることを
    特徴とする振動減衰材用クロロプレンゴム成型加硫物。
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