JP2011068850A - 高減衰組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】極性基を有しないベースポリマを用いることで温度依存性の問題を解消し、かつ良好な加工性を維持しながら、現状よりもさらに減衰性能に優れた高減衰部材を形成しうる高減衰組成物を提供する。
【解決手段】極性基を有しない２種以上のジエン系ポリマをベースポリマとして、前記ベースポリマの総量１００質量部に、１００〜１８０質量部のシリカ、１０〜６０質量部の液状ゴム、３〜５０質量部のロジン誘導体、および０．１〜１０質量部のイミダゾール系化合物を配合した高減衰組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、振動エネルギーの伝達を緩和したり吸収したりする高減衰部材のもとになる高減衰組成物に関するものである。

例えばビルや橋梁等の建築物、産業機械、航空機、自動車、鉄道車両、コンピュータやその周辺機器類、家庭用電気機器類、さらには自動車用タイヤ等の幅広い分野において、振動エネルギーの伝達を緩和したり吸収したりする、すなわち免震、制震、制振、防振等をするために、ゴム等をベースポリマとして含む高減衰部材が用いられる。
前記高減衰部材は、振動が加えられた際のヒステリシスロスを大きくして減衰性能を高める、すなわち前記振動のエネルギーを効率よく速やかに減衰できるようにするために、前記ベースポリマを含み、損失正接ｔａｎδのピークが高減衰部材の使用温度域に入るように調整した高減衰組成物によって形成するのが一般的である。

すなわち、前記高減衰組成物を所定の立体形状に形成するとともに、ベースポリマがゴムである場合は加硫させることで高減衰組成物が形成される。
前記高減衰組成物としては、例えばベースポリマに、減衰性付与剤としてシリカを配合したもの（特許文献１）や、あるいは極性側鎖を有するベースポリマに、２以上の極性基を有するヒンダードフェノール系減衰性付与剤等を配合したもの（特許文献２）等が知られている。

しかし、前記のうち特許文献２に記載された極性側鎖を有するもの等の、分子中に極性基を有するベースポリマは、一般にガラス転移温度Ｔｇが室温（３〜３５℃）付近に存在することから、前記ベースポリマを含む高減衰組成物を用いて形成した高減衰部材は、最も一般的な使用温度域である前記室温付近において、特に剛性等の特性の温度依存性が大きくなる傾向がある。そのため、かかる特性を織り込んだ上で高減衰部材をシステム設計するのが難しいという問題がある。

一方、特許文献１の高減衰組成物において、ベースポリマとして極性基を有しないものを選択して用いれば前記温度依存の問題は解消できる。すなわち室温付近での、剛性等の特性の温度依存性を小さくして、広い温度範囲で安定した減衰性能を示す高減衰部材を形成することができる。
しかし極性基を有しないベースポリマは、通常、単体では殆ど減衰性能を有しないため、減衰性付与剤としてシリカを配合して高減衰部材にできるだけ高い減衰性能を付与するためには、前記シリカの配合割合を大幅に増加させなければならない。

そしてシリカの配合割合を増加させるほど高減衰組成物の加工性が低下して、所望の立体形状を有する高減衰部材を、特に工場レベルで量産するのが難しくなるという問題がある。また、実験室レベルで少数の高減衰部材を形成することは可能であるが、形成した高減衰部材は硬く、かつ変形し難いため、特に大変形時に破壊されやすいという問題もある。

そこで極性基を有しないベースポリマに、シリカと、有機系の減衰性付与剤としての、２以上の水酸基を有するロジン誘導体、キシレン樹脂、および２以上の水酸基を有するフェノール系老化防止剤のうちの少なくとも１種とを配合した高減衰組成物が提案された（特許文献３）。
前記高減衰組成物によれば、極性基を有しないベースポリマを用いることで温度依存性の問題を解消できる。またシリカと有機系の減衰性付与剤とを併用することで、前記シリカの配合割合を少なくして高減衰組成物の加工性を向上することができる。しかもシリカと有機系の減衰性付与剤とを併用することで、高減衰部材に良好な減衰性能を付与することもできる。

特開平７−４１６０３号公報 特開２０００−４４８１３号公報 特開２００９−１３８０５３号公報

しかし、特許文献３に記載のようにシリカと有機系の減衰性付与剤とを併用することによる、減衰性能を向上する効果には限界がある。有機系の減衰性付与剤を２種以上併用することも検討されているがそれだけでは不十分であり、現状より減衰性能を向上するためには何らかの新たな対策を施す必要がある。
本発明の目的は、極性基を有しないベースポリマを用いることで温度依存性の問題を解消し、かつ良好な加工性を維持しながら、現状よりもさらに減衰性能に優れた高減衰部材を形成しうる高減衰組成物を提供することにある。

本発明は、ベースポリマとして、極性基を有しないジエン系ポリマを２種以上含有するとともに、前記ベースポリマの総量１００質量部あたり１００質量部以上、１８０質量部以下のシリカ、１０質量部以上、６０質量部以下の液状ゴム、３質量部以上、５０質量部以下のロジン誘導体、および０．１質量部以上、１０質量部以下のイミダゾール系化合物を含有していることを特徴とする高減衰組成物である。

本発明によれば、前記のようにベースポリマとして極性基を有しないジエン系ポリマを選択して用いることにより、高減衰部材の特性の、室温付近での温度依存性を小さくして温度依存の問題を解消することができる。そのため広い温度範囲で安定した減衰性能を示す高減衰部材を形成できる。
また本発明によれば、シリカの配合割合を前記範囲内に制限するとともに、軟化剤として機能する液状ゴムを含有させることにより、高減衰組成物の加工性を向上することもできる。

しかも本発明によれば、
(1) ベースポリマとしてジエン系ポリマを２種以上併用するとともに、
(2) シリカ、および有機系の減衰性付与剤としてのロジン誘導体に加えて、さらに前記液状ゴムとイミダゾール系化合物とを併用すること
により、後述する実施例、比較例の結果からも明らかなように、高減衰部材の減衰性能を現状よりさらに向上することもできる。

すなわちベースポリマとしてジエン系ポリマを２種以上併用することで、高減衰部材の大変形時に、前記２種以上のジエン系ポリマの分子間でずれを生じさせることができ、このずれによって新たな減衰効果を発現させることができる。そのためベースポリマが単体である場合に比べて高減衰部材の減衰性能を向上できる。
またベースポリマとしてジエン系ポリマを選択して用いることで、他のベースポリマを用いる場合に比べて、例えば高減衰組成物を所定の高減衰部材の立体形状に成形し、加硫するのと同時に取り付け用の金具等と加硫接着する際に、前記金具等への接着性を向上することもできる。そのため前記金具等から剥離することなく変形できる高減衰部材の変形量をこれまでよりも大きくできる。このことも、高減衰部材の減衰性能を向上できる原因の一つとなる。

またロジン誘導体は、それ自体が減衰性付与剤として機能するだけでなく、前記ロジン誘導体中の水酸基が、シリカ表面の水酸基と相互作用することによって、前記シリカの、ベースポリマを始めとする有機系の各成分に対する親和性、相溶性を向上させる働きもする。
同様にイミダゾール系化合物も、前記イミダゾール系化合物中の窒素の非共有電子対が、シリカ表面の水酸基と相互作用することによって、前記シリカの、前記有機系の各成分に対する親和性、相溶性を向上させる働きをする。

そのためこれら添加剤の働きによって、シリカを、高減衰部材中で減衰性付与剤としてより一層良好に機能させて、高減衰部材の減衰性能を向上できる。
したがって本発明の高減衰組成物によれば、これらの現象の相乗効果によって、温度依存性の問題を解消し、かつ良好な加工性を維持しながら、現状よりもさらに減衰性能に優れた高減衰部材を形成することが可能となる。

そのため、例えば
例えば本発明の高減衰組成物を形成材料として用いて、高減衰部材としての建築物の制震用ダンパを形成する場合には、１つの建築物中に組み込む前記制震用ダンパの数量を減らすことができる。また温度依存性が小さいことから、例えば温度差の大きい建築物の外壁付近にも前記制震用ダンパを設置することができる。
液状ゴムとしては、液状アクリロニトリルブタジエンゴム（以下「液状ＮＢＲ」と略記することがある）、および液状スチレンブタジエンゴム（以下「液状ＳＢＲ」と略記することがある）からなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。

このうち液状ＮＢＲは、その分子中の非共有電子対が、シリカ表面の水酸基と相互作用することによって、前記シリカの、前記有機系の各成分に対する親和性、相溶性を向上させる働きをする。
また液状ＳＢＲは、その分子中のスチレン部分の二重結合と、ブタジエン鎖中の二重結合とのπ電子相互作用によって、前記シリカの、前記有機系の各成分に対する親和性、相溶性を向上させる働きをする。
本発明の高減衰組成物は、前記シリカ１００質量部あたり１０質量部以上、２０質量部以下のシラン化合物をも含んでいるのが好ましい。

前記シラン化合物は、前記シリカの、ベースポリマを始めとする有機系の各成分に対する親和性、相溶性を向上するための分散剤として機能する。そのためシリカを、高減衰部材中で、減衰性付与剤としてより一層良好に機能させて、高減衰部材の減衰性能をさらに向上できる。
また本発明の高減衰組成物は、フェノール系老化防止剤をも含んでいるのが好ましい。前記フェノール系老化防止剤は、単に老化防止剤として機能するだけでなく、前記フェノール系老化防止剤中の水酸基が、シリカ表面の水酸基と相互作用することによって、前記シリカの、ベースポリマを始めとする有機系の各成分に対する親和性、相溶性を向上させる働きもする。そのためシリカを、高減衰部材中で、減衰性付与剤としてより一層良好に機能させて、高減衰部材の減衰性能をさらに向上できる。

本発明によれば、極性基を有しないベースポリマを用いることで温度依存性の問題を解消し、かつ良好な加工性を維持しながら、現状よりもさらに減衰性能に優れた高減衰部材を形成しうる高減衰組成物を提供することができる。

本発明の実施例、比較例、従来例の高減衰組成物からなる高減衰部材の減衰性能を評価するために作製する高減衰部材のモデルとしての試験体を分解して示す分解斜視図である。 同図(a)(b)は、前記試験体を変位させて変位量と荷重との関係を求めるための試験機の概略を説明する図である。 前記試験機を用いて試験体を変位させて求められる、変位量と荷重との関係を示すヒステリシスループの一例を示すグラフである。

本発明の高減衰組成物は、ベースポリマとして、極性基を有しないジエン系ポリマを２種以上含有するとともに、前記ベースポリマの総量１００質量部あたり１００質量部以上、１８０質量部以下のシリカ、１０質量部以上、６０質量部以下の液状ゴム、３質量部以上、５０質量部以下のロジン誘導体、および０．１質量部以上、１０質量部以下のイミダゾール系化合物を含有していることを特徴とするものである。

前記各成分のうちベースポリマである極性基を有しないジエン系ポリマとしては、天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、およびスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）が挙げられる。
本発明では、前記ジエン系ポリマの２種以上をベースポリマとして併用する。併用する２種以上のジエン系ポリマの組み合わせは任意に設定できるが、中でも温度依存性が特に小さく、かつシリカ等の充填剤の高充填が可能な天然ゴムをベースとして、ＩＲ、ＢＲ、およびＳＢＲからなる群より選ばれた少なくとも１種の合成ゴムを配合するのが好ましい。

前記天然ゴムをベースとする配合系において、ベースポリマの総量中に占める天然ゴムの含有割合は５０質量部以上、特に６０質量部以上であるのが好ましく、９０質量部以下、特に８０質量部以下であるのが好ましい。
シリカとしては、その製法によって分類される湿式法シリカ、乾式法シリカのいずれを用いてもよい。またシリカとしては、減衰性付与剤として機能して高減衰部材の減衰性能を向上する効果を向上することを考慮すると、ＢＥＴ比表面積が１００〜４００ｍ^２／ｇ、特に２００〜２５０ｍ^２／ｇであるものが好ましい。ＢＥＴ比表面積は、例えば柴田化学器械工業(株)製の迅速表面積測定装置ＳＡ−１０００等を使用して、吸着気体として窒素ガスを用いる気相吸着法で測定した値でもって表すこととする。

前記シリカとしては、例えば東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐｓｉｌ（登録商標）ＫＱ等が挙げられる。
シリカの配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１００質量部以上、１８０質量部以下である必要がある。
配合割合が前記範囲未満では、高減衰部材の減衰性能を向上する効果が得られない。

また配合割合が前記範囲を超える場合には高減衰組成物の加工性が低下して、所望の立体形状を有する高減衰部材を、特に工場レベルで量産するのが難しくなる。また、実験室レベルで少数の高減衰部材を形成することは可能であるが、形成した高減衰部材は硬く、かつ変形し難いため、特に大変形時に破壊されやすいという問題もある。
なおシリカの配合割合は、高減衰組成物の良好な加工性を維持しつつ、高減衰部材の減衰性能をより一層向上することを考慮すると、前記範囲内でも１３５質量部以上、特に１５０質量部以上であるのが好ましい。

液状ゴムとしては、室温（３〜３５℃）で液状を呈する種々のゴムが挙げられる。中でも液状ＮＢＲ、および／または液状ＳＢＲが好ましい。
このうち液状ＮＢＲは、その分子中の非共有電子対が、シリカ表面の水酸基と相互作用することによって、前記シリカの、前記有機系の各成分に対する親和性、相溶性を向上させる働きをする。
また液状ＳＢＲは、その分子中のスチレン部分の二重結合と、ブタジエン鎖の二重結合とのπ電子相互作用によって、前記シリカの、前記有機系の各成分に対する親和性、相溶性を向上させる働きをする。

液状ＮＢＲとしては、アクリロニトリルとブタジエンの共重合体であって前記室温で液状を呈する種々のＮＢＲが挙げられる。かかる液状ＮＢＲとしては、いずれも日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）１３１２（中高ニトリル）、ＤＮ６０１（中ニトリル）等の１種または２種以上が挙げられる。
また液状ＳＢＲとしては、スチレンとブタジエンの共重合体であって前記室温で液状を呈する種々のＳＢＲが挙げられる。かかる液状ＳＢＲとしては、サートマー社製のＲＩＣＯＮ（登録商標）１００（分子量：４５００、１，２−ビニル含量：７０％、スチレン含量：２５％）、１８１（分子量：３２００、１，２−ビニル含量：３０％、スチレン含量：２８％）、１８４（分子量：８６００、１，２−ビニル含量：３０％、スチレン含量：２８％）、(株)クラレ製のクラプレン（登録商標）Ｌ−ＳＢＲ−８２０〔分子量Ｍｎ：８５００、溶融粘度３５０Ｐａ・Ｓ（３８℃）、比重：０．９５ｇ/ｃｃ、ガラス転移点：−１４℃〕等の１種または２種以上が挙げられる。
液状ゴムの配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１０質量部以上、６０質量部以下である必要がある。

配合割合が前記範囲未満では、軟化剤としての液状ゴムの量が不足するため、前記各成分の混合物を混練して高減衰組成物を調製することができない。
また配合割合が前記範囲を超える場合には高減衰組成物が軟らかくなりすぎて加工性が低下するため、高減衰部材を製造するために前記高減衰組成物を混練したり任意の形状に成形加工したりするのが困難になる。

なお液状ゴムの配合割合は、高減衰組成物の良好な加工性を維持しつつ、高減衰部材の減衰性能をより一層向上することを考慮すると、前記範囲内でも３５質量部以上であるのが好ましい。
ロジン誘導体としては、例えばロジンと多価アルコール（グリセリン等）とのエステルやロジン変性マレイン酸樹脂等の、構成成分としてロジンを含む樹脂であって、減衰性付与剤として機能して高減衰部材の減衰性能を向上する効果を有する種々の誘導体が挙げられる。

またロジン誘導体の軟化点は１２０℃以上であるのが好ましく、１８０℃以下、特に１６０℃以下であるのが好ましい。
ロジン誘導体の軟化点が前記範囲未満では、高減衰部材の減衰性能を向上する効果が十分に得られないおそれがある。一方、軟化点が前記範囲を超える場合には高減衰組成物の加工性が低下するため、高減衰部材を製造するために前記高減衰組成物を混練したり任意の形状に成形加工したりするのが容易でなくなるおそれがある。

なお軟化点は、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ２２０７−１９９６「石油アスファルト」所載の軟化点試験方法（環球法）によって測定した値でもって表すこととする。
前記ロジン誘導体としては、いずれもハリマ化成(株)製の商品名ハリエスターシリーズのうちＭＳＲ−４（軟化点：１２７℃）、ＤＳ−１３０（軟化点：１３５℃）、ＡＤ−１３０（軟化点：１３５℃）、ＤＳ−８１６（軟化点：１４８℃）、ＤＳ−８２２（軟化点：１７２℃）、ハリマ化成(株)製の商品名ハリマックシリーズのうち１４５Ｐ（軟化点：１３８℃）、１３５ＧＮ（軟化点：１３９℃）、ＡＳ−５（軟化点：１６５℃）等の１種または２種以上が挙げられる。

ロジン誘導体の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり３質量部以上、５０質量部以下である必要がある。
配合割合が前記範囲未満では、高減衰部材の減衰性能を向上する効果が得られない。
また配合割合が前記範囲を超える場合には高減衰組成物の加工性が低下するため、高減衰部材を製造するために前記高減衰組成物を混練したり任意の形状に成形加工したりするのが困難になる。

なおロジン誘導体の配合割合は、高減衰組成物の良好な加工性を維持しつつ、高減衰部材の減衰性能をより一層向上することを考慮すると、前記範囲内でも１０質量部以上、特に３０質量部以上であるのが好ましい。
イミダゾール系化合物としては、分子中にイミダゾール環を有する種々の化合物のうち、イミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチル−イミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール等の１種または２種以上が挙げられる。

イミダゾール系化合物の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．１質量部以上、１０質量部以下である必要がある。
配合割合が前記範囲未満では、高減衰部材の減衰性能を向上する効果が得られない。
また配合割合が前記範囲を超える場合には、前記各成分の混合物を混練して高減衰組成物を調製することができない。

なおイミダゾール系化合物の配合割合は、高減衰組成物の良好な加工性を維持しつつ、高減衰部材の減衰性能をより一層向上することを考慮すると、前記範囲内でも１質量部以上、５．０質量部以下であるのが好ましい。
本発明の高減衰組成物は、前記各成分に加えて、さらにシラン化合物を含有してもよい。前記シラン化合物としては、式(a)：

〔式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４のうちの少なくとも１つはアルコキシ基を示す。ただしＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４が同時にアルコキシ基であることはなく、他はアルキル基またはアリール基を示す。〕
で表され、シランカップリング剤やシリル化剤等の、シリカの分散剤として機能しうる種々のシラン化合物が挙げられる。特にヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等のアルコキシシランが好ましい。

シラン化合物の配合割合は、シリカ１００質量部あたり１０質量部以上、２０質量部以下であるのが好ましい。
配合割合が前記範囲未満では、高減衰部材の減衰性能を向上する効果が得られないおそれがある。また前記範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、加硫成形時に発泡等のおそれがある。

本発明の高減衰組成物には、さらに石油樹脂、クマロン樹脂等の、ロジン誘導体以外の他の減衰性付与剤を配合してもよい。前記他の減衰性付与剤の配合割合は、高減衰部材の減衰特性に応じて適宜設定すればよい。
また本発明の高減衰組成物には加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤等の、ジエン系ポリマを加硫させるための添加剤を適宜の割合で配合してもよい。このうち老化防止剤としては、先に説明したように単に老化防止剤として機能するだけでなく、分子中の水酸基がシリカ表面の水酸基と相互作用することによって、前記シリカの、ベースポリマを始めとする有機系の各成分に対する親和性、相溶性を向上させて、高減衰部材の減衰性能をさらに向上させる働きもする、モノフェノール系、ビスフェノール系、ポリフェノール系のフェノール系老化防止剤が好ましい。前記フェノール系老化防止剤の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．１質量部以上、５質量部以下であるのが好ましい。

また老化防止剤としては、前記フェノール系老化防止剤と他の老化防止剤とを併用してもよい。
さらに本発明の高減衰組成物には、カーボンブラック、炭酸カルシウム等の充填剤を適宜の割合で配合してもよい。
本発明の高減衰組成物は、前記各成分を任意の混練機を用いて混練して得られ、前記高減衰組成物を所定の立体形状に成形するとともに加硫することで、所定の減衰特性を有する高減衰部材を形成できる。

本発明の高減衰組成物を用いて形成できる高減衰部材としては、例えばビル等の建造物の基礎に組み込まれる免震用ダンパ、建築物の構造中に組み込まれる制震（制振）用ダンパ、吊橋や斜張橋等のケーブルの制振部材、産業機械や航空機、自動車、鉄道車両等の防振部材、コンピュータやその周辺機器類、あるいは家庭用電気機器類等の防振部材、さらには自動車用タイヤのトレッド等が挙げられる。

本発明によれば、ベースポリマとしての２種以上のジエン系ポリマの組み合わせおよび配合割合、前記ベースポリマへのシリカ、液状ゴム、ロジン誘導体、およびイミダゾール系化合物等の配合割合等を前記範囲内で調整することにより、前記それぞれの用途に適した優れた減衰性能を有する高減衰部材を得ることができる。
特に本発明の高減衰組成物を用いて建築物の構造中に組み込まれる制震用ダンパを形成した場合には、前記制震用ダンパが振動の減衰性能に優れるため、１つの建築物中に組み込む制震用ダンパの数量を減らすことができる。また温度依存性が小さいことから、例えば温度差の大きい建築物の外壁付近にも前記制震用ダンパを設置することができる。

以下の実施例、比較例、従来例における高減衰組成物の調製、および試験を、特記した以外は温度２０±１℃、相対湿度５５±１％の環境下で実施した。
〈実施例１〉
ベースポリマとしての天然ゴム〔ＳＭＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍａｌａｙｓｉａｎ Ｒｕｂｂｅｒ）−ＣＶ６０〕７０質量部、およびＳＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ１５０２〕３０質量部に、シリカ〔東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐｓｉｌ ＫＱ〕１３５質量部、液状ＮＢＲ〔日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ １３１２〕３５質量部、ロジン誘導体〔ロジン変性マレイン酸樹脂、軟化点１３９℃、ハリマ化成(株)製のハリマック１３５ＧＮ〕１０質量部、イミダゾール系化合物としての１，２−ジメチルイミダゾール〔四国化成工業(株)製の１，２ＤＭＺ〕２．５質量部、フェニルトリエトキシシラン〔信越化学工業(株)製のＫＢＥ−１０３〕２３質量部、およびビスフェノール系老化防止剤〔大内新興化学工業(株)製のノクラック（登録商標）ＮＳ−３０〕２．５質量部と、下記表１に示す各成分とを配合し、密閉式混練機を用いて混練して高減衰組成物を調製した。

表１中の各成分は下記のとおり。
ジシクロペンタジエン系石油樹脂：軟化点１０５℃、丸善石油化学(株)製のマルカレッツ（登録商標）Ｍ−８９０Ａ
クマロン樹脂：軟化点９０℃、日塗化学(株)製のエスクロン（登録商標）Ｇ−９０
ベンズイミダゾール系老化防止剤：２-メルカプトベンズイミダゾール、大内新興化学(株)製のノクラックＭＢ
キノン系老化防止剤：丸石化学品(株)製のアンチゲンＦＲ
５％オイル処理粉末硫黄：加硫剤、鶴見化学工業(株)製
スルフェンアミド系加硫促進剤：N-tert-ブチル-２-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学(株)製のノクセラー（登録商標）ＮＳ
チウラム系加硫促進剤：大内新興化学(株)製のノクセラーＴＢＴ-Ｎ
酸化亜鉛２種：加硫促進助剤、三井金属鉱業(株)製
ステアリン酸：加硫促進助剤、日油(株)製の「つばき」
カーボンブラック：充填剤、三菱化学(株)製のダイアブラック（登録商標）Ｇ
〈実施例２〜４、比較例１、２〉
ベースポリマとしての天然ゴムとＳＢＲの総量１００質量部に対するシリカの配合割合を８０質量部（比較例１）、１００質量部（実施例２）、１５０質量部（実施例３）、１８０質量部（実施例４）、および１９０質量部（比較例２）とし、かつシリカに対するフェニルトリエトキシシランの割合が、実施例１と同じ（シリカ：フェニルトリエトキシシラン＝１３５：２３）となるように、前記ベースポリマの総量１００質量部に対するフェニルトリエトキシシランの配合割合を１３．６質量部（比較例１）、１７質量部（実施例２）、２５．６質量部（実施例３）、３０．６質量部（実施例４）、および３２．４質量部（比較例２）としたこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。

〈従来例１〉
ベースポリマとしての天然ゴム〔ＳＭＲ−ＣＶ６０〕１００質量部に、シリカ〔東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐｓｉｌ ＫＱ〕１３５質量部、ロジン誘導体〔ハリマ化成(株)製のハリマック１３５ＧＮ〕１０質量部、液状ポリイソプレンゴム〔軟化剤、クラレ(株)製のＬＩＲ５０〕３５質量部、およびフェニルトリエトキシシラン〔信越化学工業(株)製のＫＢＥ−１０３〕２３質量部と、前記表１に示した各成分とを配合し、密閉式混練機を用いて混練して高減衰組成物を調製した。なお表１に示す各成分のうちスルフェンアミド系加硫促進剤の配合割合は１質量部、チウラム系加硫促進剤の配合割合は０．７質量部に変更した。

前記各実施例、比較例、従来例の高減衰組成物について下記の各試験を行ない、その特性を評価した。
〈減衰特性評価〉
（試験体の作製）
実施例、比較例、従来例で調製した高減衰組成物をシート状に押出成形したのち打抜いて、図１に示すように円板１（厚み５ｍｍ×直径２５ｍｍ）を作製し、前記円板１の表裏両面に、それぞれ加硫接着剤を介して厚み６ｍｍ×縦４４ｍｍ×横４４ｍｍの矩形平板状の鋼板２を重ねて積層方向に加圧しながら１５０℃に加熱して円板１を構成する高減衰組成物を加硫させると共に、前記円板１を２枚の鋼板２と加硫接着させて、高減衰部材のモデルとしての減衰特性評価用の試験体３を作製した。

（変位試験）
図２(a)に示すように前記試験体３を２個用意し、前記２個の試験体３を、一方の鋼板２を介して１枚の中央固定治具４にボルトで固定すると共に、それぞれの試験体３の他方の鋼板２に、１枚ずつの左右固定治具５をボルトで固定した。そして中央固定治具４を、図示しない試験機の上側の固定アーム６に、ジョイント７を介してボルトで固定し、かつ２枚の左右固定治具５を、前記試験機の下側の可動盤８に、ジョイント９を介してボルトで固定した。

次にこの状態で、可動盤８を図中に白抜きの矢印で示すように固定アーム６の方向に押し上げるように変位させて、図(b)に示すように試験体３のうち円板１を、試験体３の積層方向と直交方向に歪み変形させた状態とし、次いでこの状態から、可動盤８を図中に白抜きの矢印で示すように固定アーム６の方向と反対方向に引き下げるように変位させて図(a)に示す状態に戻す操作を１サイクルとして、前記試験体３の円板１を繰り返し歪み変形、すなわち振動させた際の、前記変位量（ｍｍ）と荷重（Ｎ）との関係を示すヒステリシスループＨ（図３参照）を求めた。

測定は、前記操作を３サイクル行って３回目の値を求めた。また最大変位量は、円板１を挟む２枚の鋼板２の、積層方向と直交方向のずれ量が、前記円板１の厚みの１００％、または３００％となるように設定した。
次いで、前記測定により求めた図３に示すヒステリシスループＨのうち最大変位点と最小変位点とを結ぶ、図中に太線の実線で示す直線Ｌ_１の傾きＫｅｑ（Ｎ／ｍｍ）を求め、前記傾きＫｅｑ（Ｎ／ｍｍ）と、円板１の厚みＴ（ｍｍ）と、円板１の断面積Ａ（ｍｍ^２）とから、式(1)：

により等価せん断弾性率Ｇｅｑ（Ｎ／ｍｍ^２）を求めた。
なお等価せん断弾性率Ｇｅｑ（Ｎ／ｍｍ^２）は、前記ずれ量が１００％のときの等価せん断弾性率Ｇｅｑ１００（Ｎ／ｍｍ^２）と、ずれ量が３００％のときの等価せん断弾性率Ｇｅｑ３００（Ｎ／ｍｍ^２）とを求めた。
また図３中に斜線で示した、ヒステリシスループＨの全表面積で表される吸収エネルギー量ΔＷと、同図中に網線で示した、前記直線Ｌ_１と、グラフの横軸と、直線Ｌ１とヒステリシスループＨとの交点から前記横軸におろした垂線Ｌ２とで囲まれた領域の表面積で表される弾性歪みエネルギーＷとから、式(2)：

により等価減衰定数Ｈｅｑを求めた。
なお等価減衰定数Ｈｅｑは、前記ずれ量が１００％の時の等価減衰定数Ｈｅｑ１００と、ずれ量が３００％の時の等価減衰定数Ｈｅｑ３００とを求めた。このうち等価減衰定数Ｈｅｑ１００が大きいほど、試験体３は減衰性能に優れていると判定できる。実施例、比較例、従来例の場合は等価減衰定数Ｈｅｑ１００が０．４以上であるものを減衰性能良好、０．４未満であるものを減衰性能不足として評価した。

以上の結果を表２に示す。

表２の従来例１と実施例１〜４の結果を比較すると、従来組成である従来例１の高減衰組成物を用いて形成した高減衰部材は等価減衰定数Ｈｅｑ１００が０．４未満であって減衰性能が不十分であるのに対し、本発明の構成である実施例１〜４の高減衰組成物を用いて形成した高減衰部材は、いずれも前記等価減衰定数Ｈｅｑ１００が０．４以上であって減衰性能に優れていることが判った。

そしてこのことから、ベースポリマとして２種以上のジエン系ポリマを併用するとともに、前記ベースポリマに、シリカ、液状ＮＢＲ、ロジン誘導体、およびイミダゾール系化合物を含有させることで、従来に比べて減衰性能に優れた高減衰部材を形成しうる高減衰組成物が得られることが確認された。
また、比較例１と実施例１〜４の結果を比較すると、シリカを、ベースポリマの総量１００質量部あたり１００質量部未満の範囲で配合した比較例１の高減衰組成物を用いて形成した高減衰部材は、等価減衰定数Ｈｅｑ１００が０．４未満であって減衰性能が不十分であることが判った。そしてこのことからシリカの配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１００質量部以上である必要があることが確認された。

また、比較例２と実施例１〜４の結果を比較すると、シリカを、ベースポリマの総量１００質量部あたり１８０質量部を超えて配合した比較例２の高減衰組成物を用いて形成した高減衰部材は、ずれ量が３００％である大変形時に破壊されてしまうことが判った。そしてこのことからシリカの配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１８０質量部以下である必要があることが確認された。

さらに実施例１〜４の結果を比較すると、シリカの配合割合は、前記範囲内でもベースポリマの総量１００質量部あたり１３５質量部以上、特に１５０質量部以上であるのが好ましいことが確認された。
〈実施例５、６、比較例３、４〉
ベースポリマとしての天然ゴムとＳＢＲの総量１００質量部に対する液状ＮＢＲの配合割合を７質量部（比較例３）、１０質量部（実施例５）、６０質量部（実施例６）、および７０質量部（比較例４）としたこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。

前記各実施例、比較例の高減衰組成物について前記の各試験を行ない、その特性を評価した。結果を、実施例１の結果と併せて表３に示す。

表３の比較例３と実施例１、５、６の結果を比較すると、液状ＮＢＲを、ベースポリマの総量１００質量部あたり１０質量部未満の範囲で配合した比較例３の混合物は、軟化剤としての液状ＮＢＲの量が足りないため、前記各成分の混合物を混練して高減衰組成物を調製できないことが判った。そしてこのことから液状ＮＢＲの配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１０質量部以上である必要があることが確認された。

また比較例４と実施例１、５、６の結果を比較すると、液状ＮＢＲを、ベースポリマの総量１００質量部あたり６０質量部を超えて配合した比較例４の高減衰組成物は軟らかくなりすぎて加工性が低下したため、高減衰部材を製造するために前記高減衰組成物を混練したり任意の形状に成形加工したりできないことが判った。そしてこのことから液状ＮＢＲの配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり６０質量部以下である必要があることが確認された。

また実施例１、５、６の結果を比較すると、液状ＮＢＲの配合割合は、前記範囲内でもベースポリマの総量１００質量部あたり３５質量部以上であるのが好ましいことが確認された。
〈実施例７〉
液状ＮＢＲに代えて、ベースポリマとしての天然ゴムとＳＢＲの総量１００質量部に対して３５質量部の液状ＳＢＲ〔サートマー社製のＲＩＣＯＮ（登録商標）１００〕を配合したこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。

〈実施例８、９、比較例５、６〉
ベースポリマとしての天然ゴムとＳＢＲの総量１００質量部に対する液状ＳＢＲの配合割合を７質量部（比較例５）、１０質量部（実施例８）、６０質量部（実施例９）、および７０質量部（比較例６）としたこと以外は実施例７と同様にして高減衰組成物を調製した。
前記各実施例、比較例の高減衰組成物について前記の各試験を行ない、その特性を評価した。結果を表４に示す。

表４の比較例５と実施例７〜９の結果を比較すると、液状ＳＢＲを、ベースポリマの総量１００質量部あたり１０質量部未満の範囲で配合した比較例５の混合物は、軟化剤としての液状ＳＢＲの量が足りないため、前記各成分の混合物を混練して高減衰組成物を調製できないことが判った。そしてこのことから液状ＳＢＲの配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１０質量部以上である必要があることが確認された。

また比較例６と実施例７〜９の結果を比較すると、液状ＳＢＲを、ベースポリマの総量１００質量部あたり６０質量部を超えて配合した比較例６の高減衰組成物は軟らかくなりすぎて加工性が低下したため、高減衰部材を製造するために前記高減衰組成物を混練したり任意の形状に成形加工したりできないことが判った。そしてこのことから液状ＳＢＲの配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり６０質量部以下である必要があることが確認された。

また実施例７〜９の結果を比較すると、液状ＳＢＲの配合割合は、前記範囲内でもベースポリマの総量１００質量部あたり３５質量部以上であるのが好ましいことが確認された。
〈実施例１０〜１３、比較例７、８〉
ベースポリマとしての天然ゴムとＳＢＲの総量１００質量部に対するロジン誘導体の配合割合を２質量部（比較例７）、３質量部（実施例１０）、２０質量部（実施例１１）、３０質量部（実施例１２）、５０質量部（実施例１３）、および５５質量部（比較例８）としたこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。

前記各実施例、比較例の高減衰組成物について前記の各試験を行ない、その特性を評価した。結果を、実施例１の結果と併せて表５に示す。

表５の比較例７と実施例１、１０〜１３の結果を比較すると、ロジン誘導体を、ベースポリマの総量１００質量部あたり３質量部未満の範囲で配合した比較例７の高減衰組成物を用いて形成した高減衰部材は、等価減衰定数Ｈｅｑ１００が０．４未満であって減衰性能が不十分であることが判った。そしてこのことからロジン誘導体の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり３質量部以上である必要があることが確認された。

また比較例８と実施例１、１０〜１３の結果を比較すると、ロジン誘導体を、ベースポリマの総量１００質量部あたり５０質量部を超えて配合した比較例８の高減衰組成物は加工性が低下したため、高減衰部材を製造するために前記高減衰組成物を混練したり任意の形状に成形加工したりできないことが判った。そしてこのことからロジン誘導体の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり５０質量部以下である必要があることが確認された。

さらに実施例１、１０〜１３の結果を比較すると、ロジン誘導体の配合割合は、前記範囲内でもベースポリマの総量１００質量部あたり１０質量部以上、特に３０質量部以上であるのが好ましいことが確認された。
〈実施例１４〜１７、比較例９、１０〉
ベースポリマとしての天然ゴムとＳＢＲの総量１００質量部に対するイミダゾール系化合物の配合割合を０．０５質量部（比較例９）、０．１質量部（実施例１４）、１質量部（実施例１５）、５質量部（実施例１６）、１０質量部（実施例１７）、および１３質量部（比較例１０）としたこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。

前記各実施例、比較例の高減衰組成物について前記の各試験を行ない、その特性を評価した。結果を、実施例１の結果と併せて表６に示す。

表６の比較例９と実施例１、１４〜１７の結果を比較すると、イミダゾール系化合物を、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．１質量部未満の範囲で配合した比較例９の高減衰組成物を用いて形成した高減衰部材は、等価減衰定数Ｈｅｑ１００が０．４未満であって減衰性能が不十分であることが判った。そしてこのことからイミダゾール系化合物の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．１質量部以上である必要があることが確認された。

また比較例１０と実施例１、１４〜１７の結果を比較すると、イミダゾール系化合物を、ベースポリマの総量１００質量部あたり１０質量部を超えて配合した比較例１０の混合物は、混練して高減衰組成物を調製できないことが判った。そしてこのことからイミダゾール系化合物の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１０質量部以下である必要があることが確認された。

さらに実施例１、１４〜１７の結果を比較すると、イミダゾール系化合物の配合割合は、前記範囲内でもベースポリマの総量１００質量部あたり１質量部以上、２．５質量部以下であるのが好ましいことが確認された。
〈実施例１８〉
ベースポリマとしての天然ゴム〔ＳＭＲ−ＣＶ６０〕６０質量部、およびＳＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ１５０２〕４０質量部に、シリカ〔東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐｓｉｌ ＫＱ〕１３５質量部、液状ＮＢＲ〔日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ １３１２〕３５質量部、ロジン誘導体〔ハリマ化成(株)製のハリマック１３５ＧＮ〕１０質量部、イミダゾール系化合物としての１，２−ジメチルイミダゾール〔四国化成工業(株)製の１，２ＤＭＺ〕２．５質量部、フェニルトリエトキシシラン〔信越化学工業(株)製のＫＢＥ−１０３〕２３質量部、およびビスフェノール系老化防止剤〔大内新興化学工業(株)製のノクラックＮＳ−３０〕２．５質量部と、前記表１に示す各成分とを配合し、密閉式混練機を用いて混練して高減衰組成物を調製した。

〈実施例１９〉
ベースポリマとしての天然ゴム〔ＳＭＲ−ＣＶ６０〕７０質量部、およびＢＲ〔宇部興産(株)製のＵＢＥＰＯＬ（登録商標）ＢＲ１３０Ｂ〕３０質量部に、シリカ〔東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐｓｉｌ ＫＱ〕１３５質量部、液状ＮＢＲ〔日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ １３１２〕３５質量部、ロジン誘導体〔ハリマ化成(株)製のハリマック１３５ＧＮ〕１０質量部、イミダゾール系化合物としての１，２−ジメチルイミダゾール〔四国化成工業(株)製の１，２ＤＭＺ〕２．５質量部、フェニルトリエトキシシラン〔信越化学工業(株)製のＫＢＥ−１０３〕２３質量部、およびビスフェノール系老化防止剤〔大内新興化学工業(株)製のノクラックＮＳ−３０〕２．５質量部と、前記表１に示す各成分とを配合し、密閉式混練機を用いて混練して高減衰組成物を調製した。

前記両実施例の高減衰組成物について前記の各試験を行ない、その特性を評価した。結果を、実施例１の結果と併せて表７に示す。

表７の各実施例の結果より、ベースポリマとして天然ゴムにＳＢＲまたはＢＲを添加した高減衰組成物を用いて形成した高減衰部材は、いずれも減衰特性に優れることが確認された。

１ 円板
２ 鋼板
３ 試験体
４ 中央固定治具
５ 左右固定治具
６ 固定アーム
７ ジョイント
８ 可動盤
９ ジョイント

Claims (5)

1. ベースポリマとして、極性基を有しないジエン系ポリマを２種以上含有するとともに、前記ベースポリマの総量１００質量部あたり１００質量部以上、１８０質量部以下のシリカ、１０質量部以上、６０質量部以下の液状ゴム、３質量部以上、５０質量部以下のロジン誘導体、および０．１質量部以上、１０質量部以下のイミダゾール系化合物を含有していることを特徴とする高減衰組成物。
2. 前記液状ゴムは、液状アクリロニトリルブタジエンゴム、および液状スチレンブタジエンゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項１に記載の高減衰組成物。
3. 前記シリカ１００質量部あたり１０質量部以上、２０質量部以下のシラン化合物をも含有している請求項１または２に記載の高減衰組成物。
4. フェノール系老化防止剤をも含有している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の高減衰組成物。
5. 建築物の制震用ダンパの形成材料として用いる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の高減衰組成物。

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