JP2001310973A

JP2001310973A - 振動減衰材料

Info

Publication number: JP2001310973A
Application number: JP2000128298A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Minowa; 昌啓箕輪; Kazuhisa Ishikawa; 和久石川; Seiji Ito; 政治伊藤
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2001-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】減衰性能が大きく、かつ使用環境温度範囲内
で減衰性能が大きく変化することのない振動減衰材料を
提供する。【解決手段】（Ａ）ジエン系ゴム 100重量部に対し、
（Ｂ）シリカ40〜80重量部、（Ｃ）芳香族系炭化水素樹
脂5〜25重量部、および（Ｄ）飽和脂肪酸の亜鉛塩を主
成分とする加工助剤1〜5重量部を配合してなるゴム組成
物を加硫させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物や車両など
の用途に使用される振動減衰材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車やオートバイなどの車両用
ダンパーには、オイルの流動時の抵抗を利用するオイル
ダンパーが広く用いられている。しかしながら、オイル
ダンパーは、構造が複雑なうえ、高い寸法精度が要求さ
れるため、製造コストが高いという難点がある。

【０００３】一方、近年、鋼板の間に減衰ゴム材料から
なる粘弾性体を挟んだ粘弾性ダンパーが開発され、主と
して建築物の耐震補強のために使用されてきているが、
構造が簡単で製造も容易なことから、車両用ダンパーへ
の適用が期待されている。

【０００４】この粘弾性ダンパーを車両用ダンパーに適
用するにあたっては、限られた大きさでより大きな減衰
力を得るため、減衰ゴム材料には高い減衰性能が要求さ
れる。また、使用環境温度範囲内で減衰性能が大きく変
化しないこと、すなわち減衰性能の温度依存性が小さい
ことなどが要求される。

【０００５】しかしながら、従来の減衰性能の大きい減
衰ゴム材料は、ガラス転移領域における相転移を伴う減
衰性能を利用しているため、温度による弾性（貯蔵せん
断弾性率）変化が大きく、したがって減衰性能の変化も
大きく、上記諸要件を十分に満足するものはなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、粘弾
性ダンパーを車両用ダンパーに適用するため、減衰性能
が大きく、しかも使用環境温度範囲内で減衰性能が大き
く変化することのない振動減衰材料が要望されている
が、未だそのような諸特性を備えたものは得られていな
い。

【０００７】本発明はこのような要望に応えるべくなさ
れたもので、減衰性能が大きく、かつ使用環境温度範囲
内で減衰性能が大きく変化することのない振動減衰材料
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の振動減衰材料
は、（Ａ）ジエン系ゴム 100重量部に対し、（Ｂ）シリ
カ40〜80重量部、（Ｃ）芳香族系炭化水素樹脂5〜25重
量部、および（Ｄ）飽和脂肪酸の亜鉛塩を主成分とする
加工助剤1〜5重量部を配合してなるゴム組成物を加硫さ
せてなることを特徴としている。

【０００９】本発明の振動減衰材料では、（Ａ）ジエン
系ゴムに対し、（Ｂ）シリカと、（Ｃ）芳香族系炭化水
素樹脂と、（Ｄ）飽和脂肪酸の亜鉛塩を主成分とする加
工助剤を、上記のように特定の比率で配合するようにし
たので、従来のものより振動減衰性能が向上するととも
に、弾性率の温度依存性が低減され、使用環境温度によ
る振動減衰性能の変化を小さくすることができる。した
がって、これを用いて車両用粘弾性ダンパーの提供が可
能となる。

【００１０】なお、（Ｂ）成分のシリカとしては、請求
項２に記載したように、比表面積が100〜300ｍ²／ｇの
シリカを使用することが好ましく、減衰性能をさらに高
めることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。

【００１２】本発明の振動減衰材料は、（Ａ）ジエン系
ゴムに対し、（Ｂ）シリカ、（Ｃ）芳香族系炭化水素樹
脂、および（Ｄ）飽和脂肪酸の亜鉛塩を主成分とする加
工助剤を配合したゴム組成物を加硫させたものである。

【００１３】本発明において使用される（Ａ）成分のジ
エン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチ
レン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレン
ゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン
化ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ポリオ
キシプロピレンクロロプレンゴムなどが例示される。こ
れらは、 1種を単独で使用してもよく2種以上を混合し
て使用してもよいが、特に天然ゴムおよびイソプレンゴ
ムの少なくとも1種の使用が、繰り返し変形に耐える良
好な耐疲労特性が得られることから好ましい。

【００１４】また、（Ｂ）成分のシリカは、高い振動減
衰性能を得るうえで特に重要な成分であり、湿式シリ
カ、乾式シリカなどが使用できるが、特に、比表面積が
100〜300ｍ²／ｇのシリカを使用することが好ましい。
比表面積が100ｍ²／ｇ未満では十分な減衰性能が得られ
ず、また、比表面積が300ｍ²／ｇを超えると混練時の分
散性が不良となりやはり減衰性能が低下するようにな
る。比表面積が150〜250ｍ ²／ｇのシリカを使用すると
さらに好ましい。本発明の効果を得るうえで、その配合
量も非常に重要である。すなわち、このような（Ｂ）成
分のシリカは、前記（Ａ）成分のジエン系ゴム100重量
部に対して、40〜80重量部の範囲で配合する必要があ
る。シリカの配合量が40重量部未満では十分な減衰性能
が得られず、また、80重量部を超えると粘度が上昇し、
成型加工が困難になる。この（Ｂ）成分のシリカのより
好ましい配合量は、（Ａ）成分のジエン系ゴム100重量
部に対して、50〜70重量部の範囲である。

【００１５】（Ｃ）成分の芳香族系炭化水素樹脂は、石
油系炭化水素樹脂の 1種で、天然ゴムや合成ゴムの粘着
付与剤として多くの製品が市販されており、本発明にお
いては、これらのなかから 1種以上を任意に選択して使
用することができる。市販品を例示すると、例えば、日
本石油社製の日石ネオポリマー120 、同140、同170S
（以上、商品名）などがあげられる。この（Ｃ）成分の
芳香族系炭化水素樹脂は、振動減衰性能を高めるととも
に、混練物の粘度を低下させ、その成型加工性を改善す
る効果を有する。この（Ｂ）成分の芳香族系炭化水素樹
脂は、前記（Ａ）成分のジエン系ゴム100重量部に対し
て、5〜25重量部の範囲で配合される。芳香族系炭化水
素樹脂の配合量が5重量部未満では添加による効果が十
分得られず、また、25重量部を超えると、減衰性能の温
度依存性が大きくなる。この（Ｂ）成分のシリカのより
好ましい配合量は、（Ａ）成分のジエン系ゴム100重量
部に対して、10〜20重量部の範囲である。

【００１６】（Ｄ）成分の飽和脂肪酸の亜鉛塩を主成分
とする加工助剤としては、例えば、バイエル社製のアク
チブラストＧＴ−Ｍ（商品名）などがあげられる。この
（Ｄ）成分の加工助剤は、主として混練物の粘度を低下
させ、その成型加工性を改善する効果を有し、前記
（Ａ）成分のジエン系ゴム100重量部に対して、1〜5重
量部の範囲で配合される。この加工助剤の配合量が1重
量部未満では、添加による効果が十分得られず、また、
5重量部を超えると、伸びや引張強さなどの物性の低下
を招くようになる。

【００１７】なお、本発明に使用されるゴム組成物に
は、上記成分の他にさらに、この種のゴム組成物に通常
配合される添加剤、例えばカーボンブラック、プロセス
オイルなどの軟化剤、可塑剤、老化防止剤、加硫促進剤
などを、本発明の効果を阻害しない範囲で配合すること
ができる。

【００１８】本発明においては、上記（Ａ）乃至（Ｄ）
成分を所定の割合で混合し、さらに必要に応じて配合さ
れる添加剤を添加し、常法により加硫させることによ
り、車両用粘弾性ダンパーに好適な、高強度（引張強さ
5.0MPa以上）、低弾性率（せん断弾性率（Ｇ）0.05〜0.
6MPa）で、減衰性能が大きく（等価減衰定数（Heq）15
％以上）、かつ、減衰性能の温度依存性の小さい（10℃
における100％引張応力と30℃おける100％引張応力との
比1.0〜1.3）振動減衰材料を得ることができる。

【００１９】なお、本発明の振動減衰材料は、車両用粘
弾性ダンパーのみならず、建築物の耐震補強のための粘
弾性ダンパーや制振壁などの用途にも適用することがで
きる。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例を記載する。なお、本
発明がこれらの実施例に限定されるものでないことはい
うまでもない。

【００２１】実施例１〜７、比較例１〜６イソプレンゴム（ＩＲ；日本ゼオン社製商品名ＩＲ22
00Ｌ）、シリカ（日本シリカ工業社製商品名ニップシ
ールVN3、比表面積200ｍ²／ｇ）、芳香族系炭化水素樹
脂（日本石油社製商品名日石ネオポリマー120）、カ
ーボンブラック（東海カーボン社製商品名シースト
^#3）、加工助剤（バイエル社製商品名アクチブラスト
GT-M）、プロセスオイル（日本サン石油社製商品名JS
O Aroma ）、酸化亜鉛、ステアリン酸、硫黄、加硫促進
剤を用い、これらを表１および表２の各上欄に示す配合
で、ニーダーを用いて均一に混練してコンパウンドを得
た。ここで、得られたコンパウンドのムーニー粘度（Ｍ
Ｌ₁₊₄(100℃)）をJIS K 6300に準拠して測定した。

【００２２】次に、上記各コンパウンドを、160℃、30
分の条件で加硫成型し、2mm厚のシート状の振動減衰材
料を作製した。

【００２３】これらの振動減衰材料の振動減衰性能を評
価するため、図１に示すような二面せん断型の粘弾性ダ
ンパを作製（2枚の外部鋼板１と１枚の中間鋼板２の間
に振動減衰材料３を挟み込み、2枚の外部鋼板１をライ
ナー４を介してボルトおよびナット５により締結）し、
20℃の温度下、変形速度0.1ｍ／ｓ（正弦波）、せん断
歪100％の振動を加え、せん断弾性率および等価減衰定
数を測定した（但し、比較例2および比較例５では、コ
ンパウンドのロール作業が困難で粘弾性ダンパを作製す
ることができず、したがってせん断弾性率などは測定す
ることができなかった。）。

【００２４】また、10℃および30℃における100％引張
応力（Ｍ100）を測定し、その比（Ｍ100（10℃）／Ｍ10
0（30℃））から温度依存性を評価した。

【００２５】さらに、引張強さおよび伸びをJIS K 6251
に準拠して測定した。これらの測定結果を、コンパウン
ドについて測定したムーニー粘度とともに、表１および
表２の各下欄に示す。

【００２６】

【表１】

【表２】表１および表２からも明らかなように、本発明に係る振
動減衰材料は、低弾性率で、かつ、減衰性能が高く、ま
た、温度依存性も良好であった。これに対し比較例で
は、シリカまたは芳香族系炭化水素樹脂の配合量が少な
い比較例1および比較例３は、減衰性能が低く、シリカ
が過剰配合された比較例2および加工助剤未配合の比較
例5は、前述したようにダンパーの製造ができず、芳香
族系炭化水素樹脂が過剰配合された比較例４は、温度依
存性が不良で、さらに加工助剤が過剰配合された比較例
６は、引張強さが小さいなどの問題があった。

【００２７】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の振動減衰材料は、ジエン系ゴムと、シリカと、芳
香族系炭化水素樹脂と、飽和脂肪酸の亜鉛塩を主成分と
する加工助剤とを特定の比率で混合するようにしたの
で、減衰性能が大きいうえ、良好な温度依存性を有して
おり、車両用ダンパーにも十分適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動減衰材料の性能を評価するため作
製した粘弾性ダンパーの構造を示す側面図。

【符号の説明】

１………外部鋼板２………中間鋼板３………振動減衰材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） //(Ｃ０８Ｌ 9/00 (Ｃ０８Ｌ 9/00 57:02） 57:02） (72)発明者伊藤政治神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内Ｆターム(参考） 3J048 AA06 BD04 BD08 DA10 EA15 3J066 AA26 BC05 BD05 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 AC091 BA012 BB151 BB181 CH021 DJ016 EG047 FD016 FD207

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ジエン系ゴム 100重量部に対し、
（Ｂ）シリカ40〜80重量部、（Ｃ）芳香族系炭化水素樹
脂5〜25重量部、および（Ｄ）飽和脂肪酸の亜鉛塩を主
成分とする加工助剤1〜5重量部を配合してなるゴム組成
物を加硫させてなることを特徴とする振動減衰材料。
【請求項２】請求項１記載の振動減衰材料において、
前記（Ｂ）のシリカは、比表面積が100〜300ｍ²／ｇの
シリカであることを特徴とする振動減衰材料。