(57)【要約】【課題】高い絶縁性と高い耐荷重性を有する防振ゴムを構成する絶縁性加硫ゴムを提供する。【解決手段】ゴム原料が溶液重合スチレンブタジエンゴム（ｓ−ＳＢＲ）と天然ゴム（ＮＲ）をｓ−ＳＢＲ／ＮＲ＝７０／３０〜３０／７０（重量比）にて含有するものであり、ヨウ素吸着量が２０〜６０ｇ／ｋｇのカーボンブラックをゴム原料１００重量部に対して２０〜６０重量部含有し、表面抵抗率が１０１４Ω以上である絶縁性加硫ゴムとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム原料が溶液重合スチレンブタジエンゴム（ｓ−ＳＢＲ）と天然ゴム（ＮＲ）をｓ−ＳＢＲ／ＮＲ＝７０／３０〜３０／７０（重量比）にて含有するものであり、ヨウ素吸着量が２０〜６０ｇ／ｋｇのカーボンブラックをゴム原料１００重量部に対して２０〜６０重量部含有し、表面抵抗率が１０１４Ω以上であることを特徴とする絶縁性加硫ゴム。
【請求項２】
さらに無機充填剤を前記ゴム原料１００重量部に対してシリカを１０〜３０重量部含有する請求項１に記載の絶縁性加硫ゴム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物や構築物、船舶、車両等、特に鉄道車輌に使用する防振作用と絶縁作用の双方を求められる絶縁性加硫ゴムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等に使用する防振ゴムとしては、第１に防振性能に優れていることが求められており、係る防振ゴムとして溶液重合ＳＢＲと天然ゴムを併用した防振ゴムが公知である（特許文献１）。特許文献１の防振ゴムは、自動車、とりわけ乗用車用の防振ゴムであり、ヨウ素吸着量が１００ｍｇ／ｇ以上のカーボンブラック、好ましくはＩＳＡＦクラスのカーボンブラックを使用するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２１３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の防振ゴムは、自動車、とりわけ乗用車用の防振ゴムであり、自動車のエンジンに起因する振動、走行中に路面の凹凸により発生する振動などの高周波の振動の伝達を防止することを目的とするものであって、絶縁性を要求されるものではない。これに対して建築物や構築物、船舶、鉄道車輌などの防振ゴムは自動車よりも高荷重に対する耐久性を求められるものであり、とりわけ鉄道車輌において、車輪を保持する台車と車体の間に使用される防振ゴムには、信号を正常に作動させるために高い絶縁性も求められる。高荷重に対しては、カーボンブラックの添加量を増量すると耐久性は高くなるが、特許文献１に記載のヨウ素吸着量が１００ｍｇ／ｇ以上のカーボンブラックを使用すると、加硫ゴムが導電性となり、絶縁性の要請に対応することができない。
【０００５】
本発明の目的は、高い絶縁性と高い耐荷重性を有する防振ゴムを構成する絶縁性加硫ゴムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の絶縁性加硫ゴムは、ゴム原料が溶液重合スチレンブタジエンゴム（ｓ−ＳＢＲ）と天然ゴム（ＮＲ）をｓ−ＳＢＲ／ＮＲ＝７０／３０〜３０／７０（重量比）にて含有するものであり、ヨウ素吸着量が２０〜６０ｇ／ｋｇのカーボンブラックをゴム原料１００重量部に対して２０〜６０重量部含有し、表面抵抗率が１０１４Ω（１．０Ｅ＋１４）以上であることを特徴とする。
【０００７】
係る構成の加硫ゴムは、高い絶縁性と高い耐荷重性を有する防振ゴムを構成するものである。ｓ−ＳＢＲ／ＮＲ重量比のｓ−ＳＢＲの重量比が７０を超えて大きくなると耐伸長疲労性が低下し、また耐亀裂成長性も低下する。ＮＲ重量比が７０を超えて大きくなるとやはり耐伸長疲労性が低下する。ｓ−ＳＢＲ／ＮＲ重量比は、４０／６０〜６０／４０であることがより好ましい。
【０００８】
使用するカーボンブラックのヨウ素吸着量が２０ｇ／ｋｇ未満の場合には得られる加硫ゴムの強度が充分ではなく、６０ｇ／ｋｇを超えると、必要な強度を得られる程度に添加すると絶縁性が低下する。カーボンブラックの添加量は、２０重量部未満の場合には必要な硬度（ＪＩＳ  Ａ硬度にて５５以上）を達成することが難しく、６０重量部を超えると硬度がＪＩＳ  Ａ硬度７５を超えて高くなりすぎる。カーボンブラックの添加量は、２０〜５０重量部であることがより好ましい。
【０００９】
上述の絶縁性加硫ゴムは、さらに無機充填剤を前記ゴム原料１００重量部に対して２０〜６０重量部含有するものであることが好ましい。
【００１０】
係る構成の加硫ゴムは、高い絶縁性を有し、より耐荷重性に優れた防振ゴムを構成するものである。自動車用の防振ゴムは周波数の高い圧縮振動を受けるために、無機充填剤を添加すると発熱が大きくなるために係る充填剤を添加できない。無機充填剤の添加量が多すぎると加硫ゴムの硬度は高くなるが強度が低下する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の絶縁性加硫ゴムに使用するカーボンブラックは、ヨウ素吸着量が２０〜６０ｇ／ｋｇである。係るカーボンブラックとしては、具体的にはＡＳＴＭコードにてＮ７８７，Ｎ７６５，Ｎ６８３（ＡＰＦ），Ｎ６６０（ＧＰＦ），Ｎ６５０，Ｎ６４２，ｎ６３０，Ｎ６５８（ＦＥＦ−ＨＳ），Ｎ５５０（ＦＥＦ），Ｎ５３９等が使用可能である。ヨウ素吸着量は２０〜５０ｇ／ｋｇであることが好ましく、２０〜４０ｇ／ｋｇであることがさらに好ましい。
【００１２】
また添加することが好ましい無機充填剤としては、例えばシリカ、クレー、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム等を例示することができる。また難燃化剤として水酸化マグネシウム、赤燐などを添加することも可能である。これらの無機充填剤は、必要に応じて各種のカップリング剤処理などの表面処理をすることは好適な態様である。
【００１３】
本発明の絶縁性加硫ゴムには公知の加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、補強剤、老化防止剤、オゾン劣化防止剤、充填剤、プロセスオイルないし可塑剤、粘着付与剤、加工助剤等から必要な成分を選択して添加することができる。
【００１４】
加工助剤としては酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の金属酸化物、ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、高融点ワツクス、低分子量ポリエチレン、ポリエチレングリコール、オクタデシルアミン等の滑剤が挙げられる。加工助剤の配合割合はゴム１００重量部に対して１〜５０重量部とするのが好ましい。
【００１５】
本発明の絶縁性加硫ゴムは、上記成分を通常の加工方法によって、所定の形状に成形することができる。具体的には、加硫剤と加硫促進剤を除く成分をバンバリーミキサーにより混練してマスターバッチを製造し、該マスターバッチを冷却した後にニーダー、混練ロールなどを使用して加硫剤と加硫促進剤とを混練して未加硫ゴム組成物とする。未加硫ゴム組成物を所定形状にて加熱加硫することにより、絶縁性加硫ゴムが得られる。
【００１６】
防振ゴムは、その構造は特に限定されないが、一般的には２個の取付金具の間に加硫された防振ゴム材が介設された構造を有するものが多い。このような防振ゴムは金具と未加硫ゴム組成物を金型内に収容して加圧、加熱するプレス法、金具を配設した後に閉鎖した金型内に未加硫ゴム組成物を注入、硬化させるトランスファー成形ないし射出成形法により製造される。
【実施例】
【００１７】
＜加硫ゴム製造例＞
表１の上段に記載した配合により、常法にて加硫ゴムを製造した。即ち原料ゴム、カーボンブラックを含むイオウと加硫促進剤を除く成分をバンバリーミキサーで混練してマスターバッチを作製し、マスターバッチの冷却後に混練ロールを使用してイオウと加硫促進剤とを所定量混練し、未加硫ゴム組成物とした。使用したカーボンブラックのヨウ素吸着量は、ＧＰＦが２６ｇ／ｋｇであり、ＨＡＦが８０ｇ／ｋｇであった。
【００１８】
＜評価＞
上記の未加硫ゴム組成物を加圧加熱して加硫ゴムとし、以下の評価を行った。
【００１９】
（絶縁性）
絶縁性は加硫ゴムの表面抵抗率にて評価した。表面抵抗率はＪＩＳ  Ｋ  ６２７１の二重リング電極法に準拠して印加電圧５００Ｖにて測定した。
【００２０】
（耐伸長疲労性）
デマッチャ疲労試験機（ＪＩＳ  Ｋ  ６２６０）を使用し、ＪＩＳ  ４号ダンベルにて作成したサンプルについて、４０℃にて伸張率０〜１２０％の繰り返し伸張を行い、サンプルが破断するまでの回数を測定し、耐伸長疲労性を評価した。評価に使用したサンプルは１０個であり、破断回数をワイブル確率紙にプロットして疲労寿命を求めた。
【００２１】
（耐屈曲疲労性性）
屈曲疲労性は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２６０に準拠して、試験温度４０℃で屈曲亀裂発生回数及び屈曲亀裂成長にて評価を行った。亀裂発生回数はサンプル３個の亀裂が発生するまでの屈曲回数の平均値を求めた。また屈曲亀裂成長はサンプルに２ｍｍの切欠きを入れ、この切欠きが２０ｍｍに成長するまでの屈曲回数を求めた。
【００２２】
（硬度）
ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠して、硬度計としてタイプＡデュロメーターを使用して評価を行った。
【００２３】
（圧縮永久歪み）
圧縮永久歪みは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２６２に準拠して、圧縮率２５％、試験温度７０℃、試験時間２４時間にて評価を行った。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
この表１の結果より、本発明の絶縁性加硫ゴム（実施例１〜３）は、いずれも高い絶縁性を有し、しかも耐疲労伸長性並びに耐屈曲疲労性にも優れたものであった。これに対して原料ゴム１００重量部中の溶液重合ＳＢＲの割合が７０重量部の比較例１は耐伸長疲労性、耐屈曲疲労性の双方において本発明の加硫ゴムよりも劣るものであり、ＮＲの比率が多い比較例２の加硫ゴムは耐屈曲疲労性においては良好であったが耐伸長疲労性は満足できるものではなかった。またヨウ素吸着量が本発明の範囲を逸脱して大きなカーボンブラックを使用したものは絶縁性が悪く、しかも耐伸長疲労性、耐屈曲疲労性の双方において本発明の加硫ゴムよりも劣るものであった。
【００２６】
＜１本リンク製造例＞
上記実施例１の組成を有する加硫ゴムを構成部材とする鉄道車輌用の１本リンクを製造し、３軸耐久試験を行ったところ、亀裂発生回数は４０万回であり、優れた耐久性を有するものであった。また表面抵抗率は４．０×１０１４Ωであり、絶縁性も要求されるレベルを満足するものであった。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の絶縁性加硫ゴムは、建築物や構築物用の防振ゴム構成材料として、また車両用、特に鉄道車輌の台車と車体の間に配設される防振ゴム、例えば１本リンクを構成する加硫ゴム部材として好適に使用することができる。