JP2005179525A

JP2005179525A - 防振用ゴム組成物

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Publication number: JP2005179525A
Application number: JP2003422992A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Maruko; 広行丸子; Kenichiro Kido; 謙一郎木戸
Original assignee: Yamauchi Corp
Current assignee: Yamauchi Corp
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】低温から高温までの広範な温度領域で安定したｔａｎδが得られ、優れた防振性能を有する防振ゴム用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】ガラス転移温度（Ｔｇ）が−８０〜０℃の範囲内、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が７．５〜８．５の範囲内であるポリマー（Ａ）の１００質量部と、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１０〜６０℃の範囲内、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が８．５以上であるポリマー（Ｂ）の５〜１５０質量部と、融点（Ｔｍ）が５０〜１６０℃の範囲内、溶解度パラメータ(ＳＰ値）が８．５以上であるポリマー（Ｃ）の５〜５０質量部とを必須の成分として配合してなる防振用ゴム組成物に関する。該防振用ゴム組成物のｔａｎδは、−３０℃〜６０℃の温度範囲において０．４以上であることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に光ディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等のディスク関連機器において防振用ゴムとして好適に用いられる防振用ゴム組成物に関する。

光ディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の電子情報記録媒体を用いた電子情報機器等の精密機器においては外界の振動を遮断する目的で防振用ゴムが広く用いられている。防振用ゴムの性能としては、室温付近における振動減衰特性のみならず使用時の装置の内部温度に応じた広い温度領域における一定以上の振動減衰特性が要求される。

振動減衰特性は動的粘弾性測定におけるｔａｎδ（損失正接）によって評価できる。たとえば特許文献１においては、スチレンとイソブチレンとのブロック共重合体で、かつイソプレン部分がビニルイソプレン単位を含有するポリマーＡと、イソブチレンとｐ−メチルスチレンとの共重合体の部分臭素化物であるポリマーＢとを含有したゴム組成物であって、加硫後の、温度−３０〜２０℃での損失正接ｔａｎδの最大値と最小値との差が０．５以下であるとともに、上記ｔａｎδの最小値が０．５以上であるゴム組成物が提案されている。

特許文献１の方法によれば、特に常温付近で優れた振動減衰特性を示すポリマーＡと、特に低温で優れた振動減衰特性を示すポリマーＢとを併用することによって、−３０〜２０℃でのｔａｎδの最大値と最小値との差を０．５以下とするとともに、該最小値が０．５以上とすることが可能となる。しかし、近年の光ディスク装置の高回転化に伴って装置の内部温度は上昇しており、２０℃において優れたｔａｎδ示すのみでは、防振性能として満足できるレベルにあるとは言えない。

一方特許文献２には、官能基含有アクリルゴム１００〜２０重量部と、ハロゲン化ブチルゴム０〜８０重量部を架橋剤により共架橋、または非共架橋させたゴム組成物が提案されている。特許文献２に提案されるゴム組成物は立体障害構造を有し、振動エネルギーを分子間摩擦によって熱エネルギーに変換し、大きな振動減衰効果を得るものであり、−２０〜７０℃の温度領域において一定以上のｔａｎδを示し、２５℃以下ではｔａｎδが０．５以上確保されている。しかし７０℃におけるｔａｎδが０．２以下であり、高温環境下では満足できるレベルの防振性能を発揮できていない。
特開平１１−１００４７４号公報特開平１１−１９９７４４号公報

本発明は上記の課題を解決し、低温から高温までの広範な温度領域で安定したｔａｎδが得られ、優れた防振性能を有する防振ゴム用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明の防振用ゴム組成物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−８０〜０℃の範囲内、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が７．５〜８．５の範囲内であるポリマー（Ａ）の１００質量部と、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１０〜６０℃の範囲内、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が８．５以上であるポリマー（Ｂ）の５〜１５０質量部と、融点（Ｔｍ）が５０〜１６０℃の範囲内、溶解度パラメータ(ＳＰ値）が８．５以上であるポリマー（Ｃ）の５〜５０質量部と、が必須の成分として配合されてなることを特徴とする。

本発明の防振用ゴム組成物において好ましいポリマー成分としては、ポリマー（Ａ）として、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、部分架橋型ブチルゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）から選択される１種以上を含むもの、ポリマー（Ｂ）として、ポリ酢酸ビニル、硝酸セルロース、ナイロン６から選択される１種以上を含むもの、ポリマー（Ｃ）として、ノボラック型フェノール樹脂、クマロン樹脂から選択される１種以上を含むもの、が挙げられる。

本発明において、ポリマー（Ｂ）の配合量は、ポリマー（Ａ）の１００質量部に対して１０質量部以上５０質量部以下であることが好ましい。

また、ポリマー（Ｃ）の配合量は、ポリマー（Ａ）の１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下であることが好ましい。

本発明の防振用ゴム組成物は、−３０℃〜６０℃の温度領域においてｔａｎδ（損失正接）が０．４以上であることが好ましい。

本発明によれば、熱的挙動および溶解度パラメータ(ＳＰ値）における関係を調整した３種のポリマー成分を必須の成分として配合することにより、低温から高温までの広範な温度領域で良好なｔａｎδを示し、優れた防振性能を有する防振用ゴム組成物の提供が可能となる。

本発明の防振用ゴム組成物には、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−８０〜０℃の範囲内、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が７．５〜８．５の範囲内であるポリマー（Ａ）の１００質量部に対して、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１０〜６０℃の範囲内、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が８．５以上であるポリマー（Ｂ）が５〜１５０質量部、融点（Ｔｍ）が５０〜１６０℃の範囲内、溶解度パラメータ(ＳＰ値）が８．５以上であるポリマー（Ｃ）の５〜５０質量部、が必須の成分として配合される。

ゴム組成物の振動減衰特性は、動的粘弾性測定におけるｔａｎδ（損失正接）によって評価でき、ｔａｎδが高い値を示す場合、ゴム組成物は高い振動減衰特性、すなわち良好な防振性能を示す。本発明は、熱的挙動およびＳＰ値の関係に着目した３種のポリマー成分を必須に含むことにより、広範な温度領域で一定以上のｔａｎδを示し、良好な防振性能を有する防振用ゴム組成物を提供する。本発明においては、−３０℃〜６０℃という従来よりも広い温度領域においてｔａｎδが０．４以上を確保することが可能であり、防振性能を従来と比べて格段に向上させることができる。

ｔａｎδの温度依存性は、ポリマーの熱的挙動、すなわちガラス転移温度（Ｔｇ）および融点（Ｔｍ）によって左右される。単一のポリマーを用いた場合、一般的には該ポリマーのガラス転移温度または融点が反映され、特定の温度領域でｔａｎδが高くなるというピーク形状が現れる。

本発明においては、ガラス転移温度の異なる複数のポリマーを組み合わせることにより、広範な温度領域で一定以上のｔａｎδを示すゴム組成物を得る。すなわち、ガラス転移温度の低いポリマー（Ａ）の存在によって低温領域におけるｔａｎδを確保しつつ、ガラス転移温度の高いポリマー（Ｂ）の存在によって高温領域におけるｔａｎδをも確保する。

ポリマー（Ａ）のガラス転移温度は−８０℃〜０℃の範囲内に設定される。ポリマー（Ａ）のガラス転移温度が上記の範囲内であれば、本発明の防振用ゴム組成物が使用される温度領域のうちの特に低温領域において良好なｔａｎδを確保できる。

ポリマー（Ｂ）のガラス転移温度は１０℃〜６０℃の範囲内に設定される。ポリマー（Ｂ）のガラス転移温度が上記の範囲内であれば、本発明の防振用ゴム組成物が使用される温度領域のうちの特に高温領域において良好なｔａｎδを確保できる。

しかし、ポリマー（Ａ）とポリマー（Ｂ）とをブレンドしたのみでは所望の温度領域全般において満足できるｔａｎδを得ることが困難である。本発明は、融点が５０〜１６０℃であるポリマー（Ｃ）をさらに配合することにより、低温領域および高温領域、特に−３０℃〜６０℃という広範な温度領域において安定したｔａｎδを得ることを特徴とする。

本発明においては、配合するポリマーのＳＰ値における関係を調整することにより、各々のポリマーが適度な分散サイズを有した状態でブレンドされるように設定される。特に、ポリマー（Ａ）よりもポリマー（Ｂ）およびポリマー（Ｃ）のＳＰ値を高く設定した場合、各々のポリマーが元来有する熱的挙動が相殺されてしまうことを効果的に防止し、ブレンドポリマーであるゴム組成物中においても各々のポリマーの熱的挙動をｔａｎδに最大限反映させることができる。

本発明でいうＳＰ値は、スモール（ｓｍａｌｌ）の式により求められ、
σ＝ΣＦｉ／Ｖ＝ρＦｉ／Ｍ
（但し、Ｆｉ：モル吸引力定数、Ｖ：モル容積、ρ：密度、Ｍ：分子量）
で表される。

ＳＰ値は主に分子の極性を示す指標として捉えることができるため、ＳＰ値の近接した分子同士は一般的に高い相溶性を示す。ポリマー（Ａ）のＳＰ値を７．５〜８．５の範囲内、ポリマー（Ｂ）およびポリマー（Ｃ）のＳＰ値を８．５以上に設定することにより、ポリマー（Ｂ）およびポリマー（Ｃ）を、ポリマー（Ａ）と非相溶系または半相溶系でブレンドすることができる。本発明においては、熱的挙動が異なるポリマーを配合することによって広範な温度領域で良好なｔａｎδを得るが、配合するポリマー間の相溶性が高過ぎると、ゴム組成物は単一ポリマーに近い熱的挙動をとることとなり、各ポリマー間の熱的挙動の違いが相殺され、広範な温度領域で安定したｔａｎδを得るという点では不利である。ポリマー（Ａ）、ポリマー（Ｂ）、ポリマー（Ｃ）のＳＰ値がいずれも８．５の等しい値をとっても良いが、ポリマー（Ａ）のＳＰ値よりもポリマー（Ｂ）およびポリマー（Ｃ）のＳＰ値が高く設定された場合、ｔａｎδの温度依存性がより効果的に低減される。

本発明においては、ポリマー（Ｃ）として、融点が５０〜１６０℃、かつＳＰ値が８．５以上であるポリマーを配合する。ゴム組成物中にポリマー（Ｃ）を共存させることにより、ポリマー（Ａ）、ポリマー（Ｂ）のみを含む場合と比べて特に高温領域のｔａｎδにおける向上効果が得られ、ｔａｎδの温度依存性の低減が可能である。これにより、たとえば−３０℃〜６０℃という広い温度領域で０．４以上という高いｔａｎδを得ることが可能となる。

本発明のポリマー（Ｂ）の配合量は、ポリマー（Ａ）の１００質量部に対して５〜１５０質量部の範囲内に設定される。ポリマー（Ｂ）の配合量が５質量部以上であれば、高温領域において良好なｔａｎδを確保でき、１５０質量部以下であれば、ゴム組成物を調製する際の加工性を悪化させる危険性が少ない。ポリマー（Ｂ）の配合量は、より好ましくは１０質量部以上５０質量部以下とすることができる。

本発明のポリマー（Ｃ）の配合量は、ポリマー（Ａ）に対して特に５〜５０質量部の範囲内に設定される。ポリマー（Ｃ）の配合量が５質量部以上であれば、ポリマー（Ｂ）とポリマー（Ｃ）との共存によって得られる高温領域でのｔａｎδの向上効果が所望の程度発現され、１５０質量部以下であれば、良好な加工性を確保できる。ポリマー（Ｃ）の配合量は、より好ましくは５質量部以上４０質量部以下とすることができる。

本発明のポリマー（Ａ）として使用可能なガラス転移温度およびＳＰ値を有するものとしては、たとえばブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、部分架橋型ブチルゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）等のうちの１種以上を含むものが挙げられる。

本発明のポリマー（Ｂ）として使用可能なガラス転移温度およびＳＰ値を有するものとしては、たとえばカルボキシル基、ニトロ基、アミノ基等の極性基を分子内に有するポリマー等が挙げられ、具体的には、ポリ酢酸ビニル、硝酸セルロース、ナイロン６等のうちの１種以上を含むものが挙げられる。

本発明のポリマー（Ｃ）として使用可能な融点およびＳＰ値を有するものとしては、たとえば芳香族系樹脂が挙げられ、具体的にはノボラック型フェノール樹脂、クマロン樹脂等のうちの１種以上を含むものが挙げられる。

本発明のゴム組成物に含有されるポリマーは、ポリマー（Ａ）、ポリマー（Ｂ）、ポリマー（Ｃ）のみから構成されても良いが、他のポリマー成分またはポリマー組成物が配合されることも好ましい。

本発明のゴム組成物には、この他ゴム製品の製造において通常用いられる配合成分を適宜添加することができる。

加硫剤としては、硫黄、テトラアルキルチウラム−ジサルファイド、モルホリン−ジサルファイド、アルキル−フェノール−ジサルファイド等の硫黄系有機化合物、酸化マグネシウム、酸化亜鉛などの金属化合物、ｐ−キノン−オキシム、ｐ，ｐ’−ジベンゾイル−キノンジオキシムなどのオキシム、ジクミル−パーオキサイド、ベンゾイル−パーオキサイド等の過酸化物、塩化硫黄、セレン、テルル等があるが、安価で容易に入手でき、かつ加硫作用も十分に大きい点で硫黄や金属酸化物が好ましい。

加硫促進剤としては、ジベンゾチアゾリルジサルファイド（ＤＭ）、２−メルカプトベンゾチアゾール（Ｄ）、２−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩（ＭＺ）等のチアゾール類、ジイソプロピルスルフェンアミド（ＤＩＢＳ）、シクロヘキシルスルフェンアミド（ＣＺ）等のスルフェンアミド類、テトラメチルチラウムジサルファイド（ＴＴ）、テトラエチルチウラム−ジサルファイド（ＴＥＴ）、ジペンタメチレンチウラム−テトラサルファイド（ＴＲＡ）等のチウラム類、ジメチルジチオカーバメート亜鉛塩（ＰＺ）、ジエチルジチオカーバメート亜鉛塩（ＥＺ）等のジチオ酸塩、その他グアニジン類、チオウレア類、アルデヒドアンモニア類、ザンテート類等が挙げられる。

加硫促進助剤としては、亜鉛華等の金属酸化物、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩、オレイン酸等の脂肪酸が挙げられる。

この他、カーボン、シリカ、クレー、コルク、タルク、炭酸カルシウム、二塩基亜リン酸塩（ＤＬＰ）、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナ等の充填剤、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、アロマ系オイル等の軟化剤、さらに可塑剤、老化防止剤、補強剤等が適宜添加され得る。

＜実施例＞
（１）防振用ゴム組成物の調製
表１および表２に示す配合成分のゴム組成物を調製した。まず加硫剤および加硫促進剤を除く配合成分を１０インチオープンロールを用いて混練した後、加硫剤および加硫促進剤を加えて再び混練し、１６０℃で２０分間加硫成形して防振用ゴム組成物を得た。

注１：Ｃｌ−ＩＩＲは、ＪＳＲ社製の商品名「クロロブチル１０６６」であり、Ｔｇは−７４℃、ＳＰ値は７．８である。
注２：部分架橋型ＩＩＲは、ポリサーインターナショナル社製の商品名「ＸＬ−１００００」であり、Ｔｇは−７４℃、ＳＰ値は７．８である。
注３：ＥＰＤＭは、ＪＳＲ社製の商品名「ＥＰ−４３」（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）であり、Ｔｇは−６０℃、ＳＰ値は８．０である。
注４：酢酸ビニル樹脂は、電気化学工業(株)製の商品名「サクノールＳＮ−１０」であり、Ｔｇは３５℃、ＳＰ値は９．６である。
注５：ノボラック型フェノール樹脂は荒川化学工業(株)製の商品名「タマノル１００Ｓ」であり、Ｔｍは１２０℃、ＳＰ値は８．５〜９．０である。
注６：クマロン樹脂は、神戸油化学工業(株)製の商品名「クマロン樹脂９５℃」であり、Ｔｍは９５℃、ＳＰ値は８．６〜９．５である。
注７：脂環族飽和炭化水素樹脂は、荒川化学工業(株)製の商品名「アルコンＰ−１００」であり、Ｔｍは１００℃、ＳＰ値は７．８〜８．６である。
注８：テルペン樹脂は、ヤスハラケミカル(株)製の商品名「ＹＳレジンＴＯ１０５」であり、Ｔｍは１０５℃、ＳＰ値は７．６〜８．３である。
注９：ＤＢＡは、大八化学工業(株)製の商品名「ＤＢＡ」である。
注１０：ＺｎＯは、正同化学(株)製の商品名「酸化亜鉛一種」である。
注１１：加硫促進剤は、実施例２以外については、大内新興化学(株)製「ノクセラーＴＴ」（テトラメチルチウラムジサルファイド）であり、実施例２については、日本油脂(株)製「パーヘキサ３Ｍ−４０」（１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン）である。
注１２：ステアリン酸は、花王(株)製の商品名「ルナックＳ−３０」である。

（２）動的粘弾性の評価
得られた防振用ゴム組成物につき、粘弾性測定装置を用い、周波数３０Ｈｚ、昇温速度５℃／ｍｉｎで、ｔａｎδ（損失正接）を測定した。図１〜図４は、本発明におけるｔａｎδの向上効果を示す図である。

図１より、ポリマー（Ｂ）を含まない比較例１に対し、本発明に係るゴム組成物を用いた実施例１〜３においては、ｔａｎδの値の温度依存性が少なく、−３０℃〜６０℃の範囲内で０．４以上を満たし、良好な振動減衰特性を示している。

図２より、本発明に係るゴム組成物を用いた実施例４〜７は、−３０℃〜６０℃の温度領域でｔａｎδが０．４以上を満たしており、良好な振動減衰特性を有することが分かる。

図３より、ポリマー（Ｂ）とポリマー（Ｃ）とをいずれも含まない比較例２、ポリマー（Ｃ）を含まない比較例３、ポリマー（Ｂ）を含まない比較例４と比べて、本発明に係るゴム組成物を用いた実施例はｔａｎδの温度依存性が小さく、特に高温領域でｔａｎδが良好な値となっていることが分かる。

図４より、ポリマー（Ｃ）の代わりにＳＰ値がポリマー（Ｃ）よりも低い樹脂を用いた比較例５、６と比べて、本発明に係るゴム組成物を用いた実施例はいずれもｔａｎδの温度依存性が低く、特に高温領域でｔａｎδが良好な値となっていることが分かる。

これらの結果より、本発明の防振用ゴム組成物が、−３０℃〜６０℃の広範な温度領域で０．４以上という良好なｔａｎδを示し、優れた振動減衰特性を有していることが分かる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明によれば、低温から高温までの広範な温度領域において安定した振動減衰特性を有する防振用ゴム組成物が得られ、広範な温度環境下での使用に適する防振性能に優れた防振用ゴム組成物の提供が可能となる。

本発明におけるｔａｎδの向上効果を示す図である。本発明におけるｔａｎδの向上効果を示す図である。本発明におけるｔａｎδの向上効果を示す図である。本発明におけるｔａｎδの向上効果を示す図である。

Claims

ガラス転移温度（Ｔｇ）が−８０〜０℃の範囲内、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が７．５〜８．５の範囲内であるポリマー（Ａ）の１００質量部と、
ガラス転移温度（Ｔｇ）が１０〜６０℃の範囲内、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が８．５以上であるポリマー（Ｂ）の５〜１５０質量部と、
融点（Ｔｍ）が５０〜１６０℃の範囲内、溶解度パラメータ(ＳＰ値）が８．５以上であるポリマー（Ｃ）の５〜５０質量部と、
が必須の成分として配合されてなる防振用ゴム組成物。
前記ポリマー（Ａ）が、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、部分架橋型ブチルゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）から選択される１種以上を含み、
前記ポリマー（Ｂ）が、ポリ酢酸ビニル、硝酸セルロース、ナイロン６から選択される１種以上を含み、かつ、
前記ポリマー（Ｃ）が、ノボラック型フェノール樹脂、クマロン樹脂から選択される１種以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の防振用ゴム組成物。
−３０℃〜６０℃の温度範囲においてｔａｎδ（損失正接）が０．４以上である、請求項１に記載の防振用ゴム組成物。
前記ポリマー（Ａ）の１００質量部に対して、前記ポリマー（Ｂ）の配合量が１０〜５０質量部、かつ前記ポリマー（Ｃ）の配合量が５〜４０質量部である、請求項１に記載の防振用ゴム組成物。