(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イソブチレンとｐ−メチルスチレンとの共重合体の臭素化物であるポリマー(A) と、スチレンとイソプレンとの共重合体であって、該共重合体中のイソプレンの総量に対するビニルイソプレン単位の含有割合が５０％以上であるポリマー(B) とを、９５：５〜２０：８０の重量比で含有することを特徴とする高減衰ゴム組成物。
【請求項２】
請求項１記載の高減衰ゴム組成物を架橋したことを特徴とする高減衰ゴム部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高減衰ゴム組成物およびそれを用いた高減衰ゴム部材に関し、より詳しくは、例えばコンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（ＬＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、ミニディスク（ＭＤ）等における駆動装置用の防振ゴム部材や、洗濯機等におけるモータ用の制振ゴム部材として好適に用いられる高減衰ゴムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ、ＬＤ、ＭＯ、ＭＤ等のオーディオ機器または情報記憶媒体から電子顕微鏡に至る種々の電子機器には、外部からの振動による誤動作を防止するために防振ゴム部材が用いられている。一方、洗濯機等には、振動を抑制するための防振ゴム部材または制振ゴム部材（以下、単に防振ゴム部材という）が用いられている。
【０００３】
上記防振ゴム部材には、(a) 防振または制振の対象となるものの固有振動数と、防振ゴム部材の固有振動数とが異なること、(b) 両者が共振したときの振動倍率（共振倍率）が低いこと、(c) 共振周波数よりも高周波数の領域で振動伝達率が低いこと等の特性が要求される。特に、防振等の対象物と防振ゴム部材とが共振すると、本来遮断すべき振動が逆に増幅して伝達されることから、防振ゴム部材は共振倍率が低く、振動減衰能力に優れていることが強く求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
防振ゴム部材の共振倍率は、一般に、振動減衰能力の指標であるゴムのｔａｎδ（損失係数）にのみ依存し、ｔａｎδが大きいほど共振倍率が低くなるとされている。
防振ゴム部材には、従来より、天然ゴム（ＮＲ）のほか、スチレンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等のゴムが用いられているが、なかでもＩＩＲは、ＮＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＣＲ等に比べてｔａｎδが大きいため、共振倍率が低いという利点を有しており、広く用いられている。
【０００５】
一方、特開平８−１３４２６９号公報には、イソブチレンとｐ−メチルスチレンとの共重合体の臭素化物と、ＮＲまたはＩＲとをブレンドしてなる防振ゴム組成物が開示されている。
この防振ゴム組成物に用いられているイソブチレンとｐ−メチルスチレンとの共重合体の臭素化物は、ＩＩＲと同様にｔａｎδが大きいため、共振倍率が低く、高い振動減衰能力を有する。また、主鎖に二重結合を全く有しないため、耐オゾン性や耐老化性に優れている。
【０００６】
しかしながら、防振ゴム部材には、上記例示のゴムや、上記公報に開示の防振ゴム組成物よりもさらに共振倍率が低く、より高い振動減衰能力を有することが求められている。
そこで本発明の目的は、共振倍率が低く、優れた振動減衰能力を有する新規な高減衰ゴム組成物および高減衰ゴム部材を提供することである。
【０００７】
【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研究を重ねた結果、イソブチレンとｐ−メチルスチレンとの共重合体を臭素化したポリマーと、スチレンとイソプレンとのブロック共重合体であるポリマーとを所定の割合で配合したゴム組成物を用いれば、共振倍率が低く、優れた振動減衰能力を有する防振ゴム部材を得ることができるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の高減衰ゴム組成物は、イソブチレンとｐ−メチルスチレンとの共重合体の臭素化物であるポリマー(A) と、スチレンとイソプレンとの共重合体であって、該共重合体中のイソプレンの総量に対するビニルイソプレン単位の含有割合が５０％以上であるポリマー(B) とを、９５：５〜２０：８０の重量比で含有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の高減衰ゴム部材は、上記高減衰ゴム組成物を架橋したものであることから、共振倍率が低く、優れた振動減衰能力を有し、かつ耐オゾン性および耐老化性に優れているとともに、架橋することによって耐熱性にも優れたものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高減衰ゴム組成物について詳細に説明する。
イソブチレンとｐ−メチルスチレンとの共重合体を臭素化したポリマー（以下、「ポリマー(A) 」という）において、ｐ−メチルスチレンの重量割合は３〜２０重量％であるのが好ましく、より好ましくは５〜１０重量％である。ｐ−メチルスチレンの割合が上記範囲を超えると、ガラス転移点が上昇して、ゴムが硬くなりすぎたり、減衰能力が低下するおそれがある。逆に上記範囲を下回ると、架橋点が減少し、他のゴムとの共架橋性が低下するおそれがある。
【００１１】
ポリマー(A) において、臭素はメチル基に置換していると考えられる。臭素の含有量は、ポリマー(A) の全重量中、０．５〜２重量％であるのが好ましく、より好ましくは１．２〜２重量％である。臭素の含有量が上記範囲を超えると、架橋密度が高くなってゴムが硬くなりすぎるおそれがある。逆に上記範囲を下回ると、架橋が進行せず、クリープが大きくなりすぎるおそれがある。
【００１２】
上記ポリマー(A) は、ブチルゴム（ＩＩＲ）と同じ構造を有するイソブチレンユニットの作用により、その損失係数ｔａｎδが大きくなる。このため、ポリマー(A) は共振倍率が小さく、振動減衰能力が優れている。また、ポリマー(A) は、その主鎖中に、オゾン劣化や老化の原因となる二重結合を有しないので、耐オゾン性や耐老化性にも優れている。
【００１３】
ポリマー(A) の具体例としては、これに限定されないが、例えばエクソン化学（株）製のＥＸＸＰＲＯ  ＥＭＤＸ  ９０−１０、同社製のＥＸＸＰＲＯ  ＥＭＤＸ  ８９−４、同社製のＥＸＸＰＲＯ  ＥＭＤＸ  ８９−５、同社製のＥＸＸＰＲＯ  ＥＭＤＸ  ８９−１、同社製のＥＸＸＰＲＯ  ＥＭＤＸ  ９３−４等があげられる。
【００１４】
スチレンとイソプレンとの共重合体であって、該共重合体中のイソプレンの総量に対するビニルイソプレン単位の含有割合が５０％以上であるポリマー（以下、「ポリマー(B) 」という）は、ポリスチレンのセグメントとポリイソプレンのセグメントとからなるブロック共重合体である。
このポリマー(B) において、共重合体中のイソプレンの総量に対するビニルイソプレン単位の含有割合（以下、ビニルイソプレン含量という）は５０％以上、好ましくは５０〜７５％、より好ましくは６５〜７５％である。ビニルイソプレン含量が前記範囲を下回ると、減衰能力が低下するおそれがあるために好ましくない。一方、ビニルイソプレン含量が前記範囲を超えるものは現在のところ知られていない。
【００１５】
なお、上記ビニルイソプレン単位とは、イソプレンが、通常の１，４−結合ではなく、下記式(i) で表される１，２−結合または下記式(ii)で表される３，４−結合している部分のことをいう。
【００１６】
【化１】
0003699228.tif 000002
【００１７】
上記ポリマー(B) は熱可塑性を示し、融点以上の温度で成形可能である。また、側鎖に二重結合を有するため、通常のゴムと同様に、硫黄や過酸化物で加硫することが可能である。
なお、ポリマー(B) には、主鎖に存在する二重結合に水素を添加したものが含まれる。この場合、水素添加されていないものよりも耐オゾン性が高くなる。
【００１８】
ポリマー(B) の具体例としては、例えばクラレ（株）製のＨＹＢＲＡＲ  ＶＳ−１（ビニルイソプレン含量７０％）、同社製のＨＹＢＲＡＲ  ＶＳ−３（ビニルイソプレン含量５５％）、同社製のＨＹＢＲＡＲ  ＨＶＳ−３（ビニルイソプレン含量５５％）等があげられる。
本発明の高減衰ゴム組成物は、前述のポリマー(A) とポリマー(B) とを９５：５〜２０：８０、好ましくは８０：２０〜４０：６０の重量比で配合したものであって、上記ポリマー(A) およびポリマー(B) のほかに、硫黄（加硫剤）および加硫促進剤を配合し、さらに必要に応じて加硫促進助剤、加硫遅延剤、補強剤、軟化剤、滑剤、充填剤、粘着性付与剤、老化防止剤、顔料等を配合してなるゴム組成物を加硫、成形したものである。
【００１９】
上記高減衰ゴム組成物のポリマー(A) とポリマー(B) との配合比率において、ポリマー(B) の比率が５を下回ると、共振周波数が低くなったり、共振倍率が大きくなるなど、共振特性が低下するために、振動の減衰効果が低くなる。逆に、ポリマー(B) の比率が８０を超えると、ゴムが硬くなりすぎたり、耐オゾン性や耐老化性が低下したり、かかるゴム組成物を架橋して得られる高減衰ゴム部材における耐熱性が低下するといった問題が生じる。
【００２０】
本発明の高減衰ゴム組成物をオーディオ機器等の防振ゴム部材として用いる場合は、当該防振ゴム部材が非常に軟らかいものであることが要求されるため、上記ポリマー(B) の配合比率が上記範囲よりも制限される。かかる場合において、ポリマー(A) とポリマー(B) との配合比率は、重量比で９５：５〜５０：５０、好ましくは９０：１０〜７０：３０、より好ましくは８５：１５〜７５：２５である。
【００２１】
なお、本発明の高減衰ゴム組成物には、ポリマー(A) およびポリマー(B) とともに加硫し得る他のゴムを、上述した共振特性、耐オゾン性、耐老化性等の特性を妨げない範囲で配合してもよい。かかる他のゴムとしては、例えばＮＲ、ＢＲ、ＩＲ、ＳＢＲ等があげられる。
本発明の高減衰ゴム組成物の加硫には、硫黄と、チアゾール系、チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系等の加硫促進剤との組合せが用いられる。硫黄と加硫促進剤との合計量は、ポリマー(A) とポリマー(B) との総量１００重量部に対して０．５〜２０重量部、好ましくは２〜５重量部である。
【００２２】
加硫促進剤としては、例えばジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）、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、ジメチルジチオカルバミン酸鉄塩、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛塩、ジメチルジチオカルバミン酸銅塩、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛塩、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛塩、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛塩、メルカプトベンゾチアゾール、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等があげられる。
【００２３】
加硫促進助剤としては、例えば酸化亜鉛、ステアリン酸等があげられる。加硫促進助剤は硫黄および加硫促進剤と同時に混入するのが望ましい。加硫促進助剤として酸化亜鉛を用いる場合、その添加量はポリマー(A) とポリマー(B) との総量１００重量部に対して０．５〜１０重量部とするのが適当である。加硫促進助剤としてステアリン酸を用いる場合、その添加量はポリマー(A) とポリマー(B) との総量１００重量部に対して０．１〜５重量部とするのが適当である。
【００２４】
補強剤としては、例えばカーボンブラック、シリカ等があげられるが、なかでもカーボンブラックが好適に用いられる。
カーボンブラックの種類や配合量は、防振ゴム部材に要求される特性を満たすように適宜設定すればよく、例えばＳＲＦ、ＧＰＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ等のグレードのカーボンブラックを、ポリマー(A) とポリマー(B) との総量１００重量部に対して２００重量部以下、好ましくは１０〜１００重量部、より好ましくは１５〜６０重量部の割合で配合すればよい。
【００２５】
なお、本発明の高減衰ゴム組成物をオーディオ機器等の防振ゴム部材として用いる場合は、前述と同様な理由により、カーボンブラックの種類や配合量が制限され、具体的には５〜４０重量部の範囲で設定される。かかる場合に使用可能なカーボンブラックとしては、例えばＧＰＦ、ＳＲＦ、低モジュールＳＲＦ等のグレードのものがあげられる。また、この場合には、ゴムを軟らかくするために、パラフィンオイル等の軟化剤をゴム成分１００重量部に対して２０〜５０重量部添加してもよい。
【００２６】
軟化剤としては、例えばパラフィンオイル、ナフテンオイル等があげられる。軟化剤の種類や配合量も、カーボンブラックと同様に、防振ゴム部材または制振ゴム部材に要求される特性を満たすように適宜設定すればよいが、通常、ポリマー(A) とポリマー(B) との総量１００重量部に対して１００重量部以下、好ましくは２０〜４０重量部の割合で添加される。
【００２７】
充填剤としては、例えば炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、クレー、ゼオライト、硫酸バリウム、リトポン、酸化チタン等があげられる。充填剤の配合量は、防振ゴム部材または制振ゴム部材に要求される特性に応じて適宜設定すればよい。
老化防止剤としては、例えばフェノール系、アミン系等のものが使用可能である。老化防止剤の配合量は、ポリマー(A) とポリマー(B) との総量１００重量部に対して０．５〜１０重量部の範囲において、ポリマー(B) の量に併せて添加するのが望ましい。
【００２８】
さらに、本発明の高減衰ゴム組成物には、樹脂粉末やゴム粉、中空粒子等を添加することもできる。これらのうち、樹脂粉末は、高減衰ゴム部材の共振倍率を下げる役割を果たす。かかる樹脂としては、例えばクマロン−インデン樹脂、フェノール樹脂、ハイスチレン樹脂、脂環族系石油樹脂等があげられる。なお、樹脂を多量に配合すると、室温ではゴムが非常に硬くなるため、オーディオ機器等の用途には不適当になるおそれがある。一方、中空粒子を配合すると、高減衰ゴム部材の比重を低くできるという利点がある。
【００２９】
また、高減衰ゴム部材の用途によっては、発泡剤を添加した発泡ゴムとすることもできる。発泡剤には、例えば重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド等のアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド類が使用可能である。ゴム部材の発泡倍率は目的や用途に応じて適宜調整すればよい。
【００３０】
本発明の高減衰ゴム部材は、上記の成分を配合して得られる高減衰ゴム組成物を、例えば密閉式混練機、バンバリーミキサー等で混練した後、所望の形状に対応した型内に仕込み、缶加硫、プレス加硫等の種々の加硫方法にて、通常１４０〜１８０℃で３〜６０分、好ましくは１５０〜１７０℃で５〜３０分加熱して、加硫すればよい。
【００３１】
このように本発明の高減衰ゴム組成物を加硫（架橋）することにより、耐オゾン性、耐老化性および耐熱性に優れたゴム部材が得られる。
また、本発明の高減衰ゴム部材は、２０℃（周波数４０Ｈｚ、歪み±０．１％）の条件でｔａｎδが０．４５以上と大きく、共振倍率を８ｄＢ以下にまで低減されている。従って、優れた振動減衰能力を有する防振材または制振材として好適である。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明について実施例および比較例をあげて説明する。
（高減衰ゴム組成物の製造）
実施例１
ポリマー(A) （エクソン化学（株）製のＥＸＸＰＲＯ  ＥＭＤＸ  ９０−１０）２０重量部、ポリマー(B) （クラレ（株）製のＨＹＢＲＡＲ  ＶＳ−１、ビニルイソプレン含量７０％）８０重量部、カーボンブラック（ＳＲＦ−ＬＭ）１５重量部、パラフィンオイル（出光興産（株）製のダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０）３０重量部、ステアリン酸１重量部、亜鉛華２重量部、硫黄１重量部および加硫促進剤（ＤＭ）２重量部を混練して、高減衰ゴム組成物を得た。
【００３３】
実施例２〜５、比較例１〜３
ポリマー(A) およびポリマー(B) の配合量が異なるほかは実施例１と同様にしてゴム組成物を得た。各実施例および比較例におけるポリマー(A) およびポリマー(B) の配合量を下記の表１に示す。
比較例４
ポリマー(A) （前出）８０重量部、天然ゴム（ＳＭＲ−ＣＶ６０）２０重量部、カーボンブラック（ＳＲＦ−ＬＭ）１５重量部、パラフィンオイル（前出）３０重量部、ステアリン酸１重量部、亜鉛華２重量部、硫黄１重量部および加硫促進剤（ＤＭ）２重量部を混練して、高減衰ゴム組成物を得た。
【００３４】
（高減衰ゴム部材の製造）
上記高減衰ゴム組成物をそれぞれ型内に仕込み、加硫温度１６０℃の条件で１０分間加硫することにより、図１に示す形状を有する高減衰ゴム部材１を製造した。
この高減衰ゴム部材１は、例えば図２に示すように、例えばＣＤの駆動装置等における外筐３１と、駆動装置の駆動部を内蔵した内筐３４との間に介装されて使用されるものであって、図１および図２に示すように、(i) 外筐３１に固定するためのボルト４１が挿通される通孔１１ａを備えた円筒体１１と、(ii)この円筒体１１の長さ方向の途中の位置に設けられ、円筒体１１より径の大きい円盤状からなる大径部１２とが一体となって構成されている。大径部１２の外周面には、内筐３４の取付け孔３４ａの周縁部を嵌合して、当該内筐３４を保持するための周溝１２ａが形成されている。
【００３５】
上記高減衰ゴム組成物を用いて製造した高減衰ゴム部材１は、円筒体１１の外径が８ｍｍ、高さが９ｍｍであって、通孔１１ａの内径が５ｍｍであった。大径部１２は外径１４ｍｍ、厚さ４．５ｍｍであって、大径部１２の下面と円筒体１１の下端面との段差が２．５ｍｍであった。周溝１２ａは、幅１．５ｍｍ、深さ１ｍｍであった。周溝１２ａの上下に位置する大径部１２は、外周部の幅がともに１．５ｍｍであった。
【００３６】
（共振特性の評価）
図３に示すように、上記実施例および比較例で得た高減衰ゴム部材１をそれぞれ４個ずつ使用して、矩形状の板体６１、６２の四隅に装着した。矩形状の板体６１，６２は、ＣＤ等における駆動装置の内筐および外筐のモデルである。
防振ゴム部材１の板体６１への取付けは、前記駆動装置の内筐への取付けと同様に、当該板体６１への取付け孔（図示せず）の周縁部を防振ゴム部材の大径部の周溝に嵌合させることで行った。板体６２への取付けは、前記駆動装置の外筐への取付けと同様に、防振ゴム部材の通孔に、円筒体と同じ長さの硬質のチューブ（図示せず）を挿通し、板体６２の下側に突出したボルト４１の先端にナット４３を螺着して締めつけることで行った。
【００３７】
また上記板体６１、６２には、それぞれの振動を測定するための加速度計７１、７２を取り付け、振動入力側である板体６２には、この板体６２を図中白矢印で示すように垂直方向に往復振動させるための加振器７３を取付けるとともに、上記加速度計７１、７２および加振器７３をそれぞれ、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）データ処理機９に接続した。ＦＦＴデータ処理機９は、加速度計７１、７２により感知され、増幅器８１、８２を介して入力された振動の生データを処理して、振動の加速度、周波数等を求めるとともに、加振器７３を、板体６２が所定の加速度、周波数で振動するように制御するためのものである。
【００３８】
次に、板体６１から１個の防振ゴム部材１に加えられる荷重１８０ｇｆ、測定温度２３℃の条件下で、上記ＦＦＴデータ処理機９を用いて、加振器７３を、振動入力側である板体６２が下記の条件で振動するように制御しつつ振動させた際の、当該板体６２、および振動出力側である板体６１の振動を加速度計７１、７２によって感知した。
【００３９】
振動条件は次のとおりである。
加速度：０．３５Ｇ（固定）
振動周波数：５〜２５０Ｈｚ（漸増させた）
振動波形：サイン波
そして、上記加速度計７１、７２によって感知した振動の生データを、上記ＦＦＴデータ処理機９を用いて処理して、防振ゴム部材１の共振周波数（Ｈｚ）および共振倍率（ｄＢ）を求めた。
【００４０】
（耐オゾン性試験）
各実施例、比較例で使用したゴム組成物をシート状に押出成形し、プレス加硫して２ｍｍ厚の加硫ゴムシートを作製し、この加硫ゴムシートを打ち抜いて、ＪＩＳ  Ｋ６３０１「加硫ゴム物理試験方法」所載のオゾン劣化試験で規定された短冊状の試験片を作製した。
【００４１】
そして、上記オゾン劣化試験に則って、試験片の伸び５０％、オゾン濃度５０ｐｐｈｍ、試験温度４０℃の条件下で、各試験片を、オゾンを含む空気中に曝露させて、９６時間経過後、その耐オゾン性を、下記の基準で評価した。
◎（極めて良好）：拡大鏡で観察しても亀裂を確認できなかった。
〇（良好）：拡大鏡でようやく確認できる程度の亀裂が、わずかではあるが確認された。
【００４２】
△（やや不良）：肉眼で確認可能な長さ３ｍｍ未満の亀裂が確認されたが、実用上問題はなかった。
×（不良）：長さ３ｍｍ以上の亀裂が生じており、実用には適さない。
××（極めて不良）：試験片の切断が生じた。
以上の結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0003699228.tif 000003
【００４４】
表１から明らかなように、ポリマー(A) とポリマー(B) とを所定の割合で配合した実施例１〜５の高減衰ゴム組成物から得られたゴム部材は、いずれもｔａｎδが大きく、共振特性に優れているとともに、耐オゾン性にも優れていた。
一方、ポリマー(A) の比率が大きすぎる比較例２〜３の高減衰ゴム組成物から得られたゴム部材は、ｔａｎδが小さく、共振特性が低かった。
【００４５】
逆に、ポリマー(B) の比率が大きすぎる比較例１の高減衰ゴム組成物から得られたゴム部材は、ｔａｎδが大きく、共振特性に優れているものの、耐オゾン性が極めて悪いという問題があった。
また、ポリマー(B) に代えて天然ゴムを用いた比較例４の高減衰ゴム組成物から得られたゴム部材は、ｔａｎδが小さく、共振特性が低かった。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の高減衰ゴム組成物を用いれば、共振倍率が低く、優れた振動減衰能力を有する高減衰ゴム部材が得られる。かかるゴム部材は、振動減衰能力に優れているとともに、耐オゾン性、耐老化性および耐熱性に優れており、ＣＤ等における駆動装置用の防振ゴム部材や、洗濯機等におけるモータ用の制振ゴム部材として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高減衰ゴム部材の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の高減衰ゴム部材の取付け状態を示す断面図である。
【図３】高減衰ゴム部材の共振特性を評価するのに使用した装置の説明図である。
【符号の説明】
１  高減衰ゴム部材
【図１】
0003699228.tif 000004
【図２】
0003699228.tif 000005
【図３】
0003699228.tif 000006