JP2011190397A - 高減衰ゴム組成物およびそれを用いてなる制震ダンパー - Google Patents

高減衰ゴム組成物およびそれを用いてなる制震ダンパー Download PDF

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Abstract

【課題】低歪み領域および高歪み領域の双方での減衰性能に優れた、高減衰ゴム組成物を提供する。
【解決手段】下記の(A)〜(D)成分を含有する高減衰ゴム組成物により課題を解決する。
(A)ブチル系ゴム。
(B)スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)およびスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)の少なくとも一方。
(C)非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂。
(D)硫黄。
【選択図】なし

Description

本発明は、高減衰ゴム組成物およびそれを用いてなる制震ダンパーに関するものであり、詳しくは、建築分野における制震や免震等の用途に好適な高減衰ゴム組成物およびそれを用いてなる制震ダンパーに関するものである。
建築分野における制震装置や免震装置は、地震や風等による振動、大型車の走行等による交通振動等から、建築物に対する振動を抑制する目的で使用される。そのため、制震装置や免震装置等に用いられる減衰材料には、建築物の剛性にあわせて小振幅から大振幅までの振動吸収性能が求められる。
従来、このような用途に用いられる材料としては、例えば、イソブチレンを単量体主成分とする重合体ブロックと、イソブチレンを単量体主成分としない重合体ブロックからなるイソブチレン系ブロック共重合体100重量部と、ブチル系ゴム5〜230重量部を含有してなるゴム組成物(特許文献1)や、少なくとも1種のゴムエラストマー50〜95重量部、重量平均分子量が50000を超えており、末端ポリスチレンハードセグメントAと、内部イソブチレン系エラストマー・ソフトセグメントBより構成される、A−B−Aの一般配置を有する少なくとも1種のトリブロックエラストマー5〜50重量部ならびに補強剤を含んでなるゴム組成物(特許文献2)等が提案されている。
特開2000−119478号公報 特開2001−247722号公報
従来の減衰材料用のゴム組成物は、高歪み領域(歪み200%程度)での減衰性能は良好で、マグニチュード5以上の大地震に対しては、優れた減衰性能を示す。しかしながら、低歪み領域(歪み10%程度)での減衰性能が劣るため、マンションやビル等における中小地震(マグニチュード4以下)、交通振動、風振動に対する減衰性能が劣るという難点がある。近年は、マンションやビル等における中小地震等に対する、低歪み領域での減衰性能が特に要求されているが、低歪み領域および高歪み領域の双方における減衰性能に優れた高減衰ゴム組成物は存在しないのが実情であり、高低双方の歪み領域において優れた減衰性能を得ることができる高減衰ゴム組成物が待望されている。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、低歪み領域および高歪み領域の双方での減衰性能に優れた、高減衰ゴム組成物およびそれを用いてなる制震ダンパーの提供をその目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は、下記の(A)〜(D)成分を含有する高減衰ゴム組成物を第1の要旨とする。
(A)ブチル系ゴム。
(B)スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)およびスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)の少なくとも一方。
(C)非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂。
(D)硫黄。
また、本発明は、上記高減衰ゴム組成物を構成部材として用いてなる制震ダンパーを第2の要旨とする。
本発明者らは、低歪み領域および高歪み領域の双方での減衰性能に優れた、高減衰ゴム組成物を得るため、鋭意研究を重ねた。そして、ブチル系ゴムと、スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)およびスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)の少なくとも一方と、非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂と、硫黄とを含有する高減衰ゴム組成物を用いると、所期の目的をできることを見いだし、本発明に到達した。その理由は、以下のように考えられる。すなわち、スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)もしくはスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)は、イソブチレン部分がブチル系ゴムと相溶し、スチレン部分がフリーとなるため、これが高歪み時に立体障害となり、高歪み領域における減衰性能が向上する。また、非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂は、樹脂の塑性変形における高減衰性能を発現し、低歪み領域における減衰性能が向上する。さらに、上記非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂は、ブチル系ゴムとの相溶性が良好であるため、マトリックスとなるブチル系ゴム中にミクロ分散化される。そのため、tanδのピークが2山とはならず、広いピークとなり、tanδの温度依存性が広く、マトリックスとなるブチル系ゴムの特性を悪化させることもない。
以上のように、本発明の高減衰ゴム組成物は、ブチル系ゴム(A成分)と、スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)およびスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)の少なくとも一方(B成分)と、非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)と、硫黄(D成分)とを含有するため、低歪み領域および高歪み領域の双方での減衰性能に優れている。
また、上記A成分とB成分との相互の重量基準の割合が、A成分>B成分になっていると、架橋効率が向上し、繰り返し変形を受けた後の特性変化が少なくなる。
そして、上記A成分とB成分との合計量(A+B成分)を、高減衰ゴム組成物全体の20〜50重量%の範囲に設定すると、減衰性と補強性のバランスが良好となる。
また、シリコーンオイル処理シリカ等の表面処理シリカは、シリカ表面の水酸基がシリコーンオイル等により表面処理されているため、ブチル系ゴム等との相溶性が向上し、加工性も良好で、加硫時の阻害が少なく、低歪み領域および高歪み領域の双方での減衰性能がさらに向上するとともに、高歪み領域での等価剪断弾性率(Ge)も良好となる。
また、液状ポリブテン、液状ポリイソブチレン、水素添加(水添)液状ポリブタジエンおよび水素添加(水添)液状ポリイソプレンからなる群から選ばれた少なくとも一つの液状ポリマーを含有させると、低歪み領域での減衰性能がさらに向上する。
また、窒素吸着比表面積が20〜60m2 /gの範囲のカーボンブラックを含有すると、低歪み領域および高歪み領域の双方での減衰性能がさらに向上するとともに、高歪み領域での等価剪断弾性率(Ge)も良好となる。
そして、上記高減衰ゴム組成物を構成部材として用いてなる、本発明の制震ダンパーは、低歪み領域および高歪み領域の双方での減衰性能に優れるため、マンションやビル等の建築用や土木用の制震ダンパーとして用いることができる。また、本発明の制震ダンパーは、減衰性能に優れるため、ダンパーサイズを小さくすることが可能となり、低コスト化を図ることができる。
動的剪断特性の評価方法を説明するための模式図である。 荷重−歪みループ曲線を示すグラフ図である。
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。
本発明の高減衰ゴム組成物は、下記の(A)〜(D)成分を用いて得ることができる。
(A)ブチル系ゴム。
(B)スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)およびスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)の少なくとも一方。
(C)非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂。
(D)硫黄。
《ブチル系ゴム(A成分)》
上記ブチル系ゴム(A成分)としては、例えば、ブチルゴム(IIR)や、ハロゲン化ブチルゴムが用いられる。上記ハロゲン化ブチルゴムとしては、例えば、塩素化ブチルゴム(Cl−IIR)、臭素化ブチルゴム(Br−IIR)等が用いられる。
《スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)およびスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)の少なくとも一方(B成分)》
上記スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)は、通常、イソブチレンを構成単量体として40重量%以上含有し、好ましくは60重量%以上、特に好ましくは70重量%以上含有する。また、上記スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)は、通常、イソブチレンを構成単量体として40重量%以上含有し、好ましくは60重量%以上、特に好ましくは70重量%以上含有する。
上記スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)の数平均分子量(Mn)は、10,000〜300,000の範囲が好ましく、特に好ましくは30,000〜150,000の範囲である。また、上記スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)の数平均分子量(Mn)は、10,000〜300,000の範囲が好ましく、特に好ましくは30,000〜150,000の範囲である。なお、上記数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)に準じて、測定した値である。
本発明においては、上記スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)と、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)とは併用することも可能であり、この場合の混合比は、重量比で、SIB/SIBS=95/5〜5/95の範囲が好ましく、特に好ましくは80/20〜20/80の範囲であり、最も好ましくは60/40〜40/60の範囲である。
ここで、上記ブチル系ゴム(A成分)と、B成分との混合比は、重量比で、A成分/B成分=95/5〜60/40の範囲が好ましく、特に好ましくはA成分/B成分=85/15〜70/30の範囲である。すなわち、両者の混合比が上記範囲内であれば、繰り返し変形を受けた後の特性変化が少なくなる点で好ましいからである。
また、上記A成分とB成分との合計量(A+B成分)は、高減衰ゴム組成物全体の20〜50重量%の範囲に設定されていることが好ましく、特に好ましくは30〜40重量%の範囲である。すなわち、上記A成分とB成分との合計量が上記範囲内であれば、減衰性と補強性のバランスが良好となる点で好ましいからである。
《非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)》
本発明において、上記「非極性」とは、「極性を有する」の対語であり、全く極性を有しないことを意味するものではない。
上記非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)としては、水酸基,カルボキシル基等の極性基を有しないものが用いられる。上記非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)は、重量平均分子量(Mw)が300〜4000の範囲が好ましく、また、軟化点は60〜150℃の範囲が好ましく、特に好ましくは90〜140℃の範囲である。上記非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)としては、具体的には、C9系脂肪族系石油樹脂の水素化物(アルコンP90、アルコンP115、アルコンP140、ともに荒川化学工業社製)があげられ、長期熱劣化に対して、完全水添しているものが望ましい。
上記非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)の配合量は、低歪み領域における減衰性の点から、ブチル系ゴム(A成分)とB成分の合計100重量部(以下、「部」と略す)に対して5〜60部の範囲が好ましく、特に好ましくは15〜45部の範囲である。すなわち、非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)の配合量が少なすぎると、低歪み領域における減衰性能の効果が不充分となる傾向がみられ、逆に非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)の配合量が多すぎると、粘着性が強くなり、練り込み加工性が悪化する傾向がみられるからである。
《硫黄(D成分》
本発明において、硫黄(D成分)は、上記ブチル系ゴム(A成分)の加硫剤として用いられる。上記硫黄(D成分)の配合量は、上記ブチル系ゴム(A成分)とB成分の合計100部に対して、0.3〜4部の範囲が好ましく、特に好ましくは、0.5〜2部の範囲である。すなわち、硫黄(D成分)の配合量が少なすぎると、架橋密度が低下する傾向がみられ、逆に硫黄(D成分)の配合量が多すぎると、ゴム物性(破断伸び)が低下する傾向がみられるからである。
本発明の高減衰ゴム組成物は、上記A〜D成分に加えて、シリカ(表面処理シリカ等)、液状ポリマー、カーボンブラック、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、可塑剤等を必要に応じて適宜に配合することも可能である。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
《シリカ》
上記シリカとしては、例えば、結晶性シリカ、無定形シリカ等があげられる。また、上記シリカの平均粒子径(一次粒子径)は、5〜150nmの範囲のものを用いることが好ましい。上記シリカの平均粒子径は、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
上記シリカのBET比表面積は、300m2/g以下が好ましく、特に好ましくは20〜250m2/gの範囲である。
また、上記シリカとしては、表面処理シリカを用いることもできる。上記表面処理シリカとしては、シリカの粒子表面を表面処理剤〔シリコーンオイル,ヘキサメチルジシラザン,オクチルシラン,ジメチルジクロロシラン,脂肪酸(ステアリン酸等)等〕)で処理した、シリコーンオイル処理シリカ、ヘキサメチルジシラザン処理シリカ、オクチルシラン処理シリカ、ジメチルジクロロシラン処理シリカ、脂肪酸処理シリカ等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記表面処理は、例えば、表面未処理のシリカと、そのシリカ粒子表面を充分に処理可能な量の表面処理剤とを混合することにより行われる。より具体的には、シリカ100部に対して表面処理剤を3〜20部の割合で混合することが好ましい。
上記シリカもしくは表面処理シリカの配合量は、加工性の点から、上記ブチル系ゴム(A成分)と、B成分との合計量100部に対して、20〜150部の範囲が好ましく、特に好ましくは40〜100部の範囲である。
《液状ポリマー》
上記液状ポリマーとしては、例えば、液状ポリブテン、液状ポリイソブチレン、水素添加(水添)液状ポリブタジエン、水素添加(水添)液状ポリイソプレン等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記液状ポリマーの配合量は、上記ブチル系ゴム(A成分)と、B成分との合計量100部に対して、5〜40部の範囲が好ましく、特に好ましくは10〜30部の範囲である。
《カーボンブラック》
上記カーボンブラックとしては、種々のグレードのカーボンブラックを、単独であるいは二種以上併せて用いることができる。
上記カーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積が20〜60m2 /gの範囲が好ましく、特に好ましくは27〜56m2 /gの範囲である。なお、上記窒素吸着比表面積は、JIS K 6217に規定されており、単位重量当たりの窒素吸着比表面積(m2 /g)を意味する。上記窒素吸着比表面積が20〜60m2 /gの範囲のカーボンブラックとしては、MAF−HS級,GPF級等のグレードのものが用いられる。
上記カーボンブラックの配合量は、上記ブチル系ゴム(A成分)と、B成分との合計量100部に対して、50〜150部の範囲が好ましく、特に好ましくは60〜120部の範囲である。
《加硫促進剤》
上記加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系加硫促進剤、ジチオカルボミン酸系加硫促進剤鉛等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。
また、上記加硫促進剤の配合量は、上記ブチル系ゴム(A成分)と、B成分との合計量100部に対して、1〜25部の範囲が好ましく、特に好ましくは2〜10部の範囲である。
《加硫助剤》
上記加硫助剤としては、例えば、ステアリン酸、不飽和脂肪酸亜鉛等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。
また、上記加硫助剤の配合量は、上記ブチル系ゴム(A成分)と、B成分との合計量100部に対して、1〜25部の範囲が好ましく、特に好ましくは2〜10部の範囲である。
《老化防止剤》
上記老化防止剤としては、例えば、カルバメート系老化防止剤、フェニレンジアミン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤、ジフェニルアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤、イミダゾール系老化防止剤、ワックス類等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。
また、上記老化防止剤の配合量は、上記ブチル系ゴム(A成分)と、B成分との合計量100部に対して、1〜10部の範囲が好ましく、特に好ましくは2〜5部の範囲である。
《可塑剤》
上記可塑剤としては、例えば、フタル酸ジオクチル(DOP),フタル酸ジ−n−ブチル(DBP)等のフタル酸系可塑剤、ジブチルカルビトールアジペート,ジオクチルアジペート(DOA)等のアジピン酸系可塑剤、セバシン酸ジオクチル(DOS),セバシン酸ジブチル(DBS)等のセバシン酸系可塑剤といった合成可塑剤や、ナフテン系オイル,パラフィン系オイル,アロマオイル等の鉱物油等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。
また、上記可塑剤の配合量は、上記ブチル系ゴム(A成分)と、B成分との合計量100部に対して、1〜50部の範囲が好ましく、特に好ましくは3〜30部の範囲である。
本発明の高減衰ゴム組成物は、例えば、つぎのようにして調製することができる。すなわち、上記ブチル系ゴム(A成分)と、スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)およびスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)の少なくとも一方(B成分)と、非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)と、必要に応じてカーボンブラック等の充填材,酸化亜鉛等の加硫助剤,老化防止剤,可塑剤等を適宜に配合し、これらをバンバリーミキサー等を用いて、90〜140℃で、3〜5分間程度混練を行う。つぎに、これに、硫黄(加硫剤)(D成分),加硫促進剤等を適宜に配合し、オープンロールを用いて、所定条件(例えば、50℃×5分間)で混練することにより、高減衰ゴム組成物を作製する。なお、このようにして得られた高減衰ゴム組成物を、高温(150〜170℃)で5〜30分間、加硫することにより、目的とする高減衰ゴム(部材)を得ることができる。
本発明の高減衰ゴム組成物は、通常、下記の動的剪断特性を示す。
〔剪断特性〕
図1に示すようなサンプルを用いて、本発明の高減衰ゴム組成物の動的剪断特性の評価を行う。すなわち、ブラスト処理を施した金具2(大きさ140mm×80mm、厚み9mm)に、ゴム用2液接着剤を塗布した後、上記金具2間に本発明の高減衰ゴム組成物(下記の試料1となる)を挟み、乾燥を行う。これを170℃で30分間熱プレス成型して、試料(大きさ70mm×80mm、厚み5mm)1を作製する。そして、これを、矢印方向に加振させて、図2に示す荷重−歪みループ曲線に基づいて、動的剪断特性の評価を行う。すなわち、加振機(鷲宮製作所社製、DYNAMIC SERVO)と、入力信号発振機(横河電気社製、シンセサイズドファンクションゼネレータFC320)と、出力信号処理機(小野測器社製、ポータブルFFTアナライザーCF−3200)を用いて、所定の条件における、加振の時間に対する剪断変位(δ)と、荷重値(Qd)の解析から、下記の数式(1)〜(3)に従い、等価剪断弾性率(Ge)および減衰定数(he)を求める。なお、測定条件は、剪断変位(δ):±0.5mm〔剪断歪み(γ)10%〕、剪断変位(δ):±10mm〔剪断歪み(γ)200%〕、周波数(f):0.3Hz、測定温度:20℃である。
Figure 2011190397
〈10%歪み減衰定数(he)〉
本発明の高減衰ゴム組成物は、10%歪みの減衰定数(he)が0.20以上が好ましく、特に好ましくは0.23以上、最も好ましくは0.25以上である。このように、低歪み領域での減衰定数(he)が上記範囲にあれば、中小地震、交通振動、風振動に対する減衰性能に優れている。
〈200%歪み等価剪断弾性率(Ge)〉
本発明の高減衰ゴム組成物は、200%歪みの等価剪断弾性率(Ge)が0.15以上が好ましく、特に好ましくは0.20以上、最も好ましくは0.25以上である。このように、高歪み領域での等価剪断弾性率(Ge)が上記範囲にあれば、製品形状をコンパクトにすることが可能となり、大地震に対する減衰性能に優れている。
〈200%歪み減衰定数(he)〉
本発明の高減衰ゴム組成物は、200%歪みの減衰定数(he)が0.25以上が好ましく、特に好ましくは0.30以上、最も好ましくは0.35以上である。このように、高低歪み領域での減衰定数(he)が上記範囲にあれば、大地震に対する減衰性能に優れている。
〈等価剪断弾性率(Ge)比(温度依存性)〉
本発明の高減衰ゴム組成物は、10℃における200%歪み等価剪断弾性率(Ge10℃)と、30℃における200%歪み等価剪断弾性率(Ge30℃)との比(Ge10℃/Ge30℃)〔温度依存性〕)が、2.5以下が好ましく、特に好ましくは2.0以下、最も好ましくは1.8以下である。
本発明の高減衰ゴム組成物は、建築用,土木用等の制震ダンパー、建築用の制震壁等の制震装置や免震装置、家電用や電子機器用の制振ダンパー、制振材、衝撃吸収材、自動車用の制振材、衝撃吸収材等に用いることができる。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。
〔ブチルゴム(IIR)(A成分)〕
ランクセス社製、ポリサーブチル301
〔スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)(B成分)〕
カネカ社製、SIBSTAR042D(数平均分子量45,000)
〔スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)(B成分)〕
カネカ社製、SIBSTAR072(数平均分子量65,000)
〔カーボンブラック(小粒子カーボン)〕
HAFカーボン(東海カーボン社製、シースト3、窒素吸着比表面積:79m2/g)
〔カーボンブラック(中粒子カーボン)〕
MAF−HSカーボン(東海カーボン社製、シースト116HM、窒素吸着比表面積:56m2/g)
〔カーボンブラック(大粒子カーボン)〕
MTカーボン(キャンカーブ社製、サーマックスN990、窒素吸着比表面積:9m2/g)
〔カーボンブラック(大粒子カーボン)〕
GPFカーボン(東海カーボン社製、シーストV、窒素吸着比表面積:27m2/g)
〔表面処理シリカ〕
シリコーンオイル処理シリカ(東ソーシリカ社製、SS30V、一次粒子径15nm、BET比表面積114m2/g)
ステアリン酸処理シリカ(東ソーシリカ社製、ニップシールER、一次粒子径25nm、BET比表面積79m2/g)
ジメチルジクロロシラン処理シリカ(デグサ社製、Sipernat D17、一次粒子径20nm、BET比表面積100m2/g)
〔非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)〕
C9系脂肪族系石油樹脂の水素化物(荒川化学工業社製、アルコンP140、軟化点140℃、重量平均分子量(Mw)860、水酸基不含)
〔脂環式飽和炭化水素(比較例用)〕
荒川化学工業社製、KR1840(水酸基含有)
〔セバケート系可塑剤〕
セバシン酸ジオクチル(DOS)(大八化学社製)
〔液状ポリマー〕
液状ポリブテン(新日本石油社製、HV1900)
水添液状ポリブタジエン(日本曹達社製、BI3000)
液状ポリイソブチレン(新日本石油社製、テトラックス6T)
水添液状ポリイソプレン(出光興産社製、エポール)
〔酸化亜鉛2種〕
三井金属鉱業社製
〔スルフェンアミド系加硫促進剤〕
N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(大内新興化学工業社製、ノクセラーCZ−G)
〔硫黄(架橋剤)(D成分)〕
鶴見化学工業社製
〔ジチオカルバミン酸系加硫促進剤〕
川口化学工業社製、アクセルTL
〔実施例1〜13、比較例1〜3〕
下記の表1に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これらをニーダーで混練して、目的とするゴム組成物を調製した。
Figure 2011190397
このようにして得られた実施例および比較例のゴム組成物を用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を上記表1に併せて示した。
〔動的剪断特性〕
図1に示すようなサンプルを用いて、ゴム組成物の動的剪断特性の評価を行った。すなわち、ブラスト処理を施した金具2(大きさ140mm×80mm、厚み9mm)に、ゴム用2液接着剤を塗布した後、上記金具2間にゴム組成物(下記の試料1となる)を挟み、乾燥を行った。これを170℃で30分間熱プレス成型して、試料(大きさ70mm×80mm、厚み5mm)1を作製した。そして、これを、矢印方向に加振させて、図2に示す荷重−歪みループ曲線に基づいて、動的剪断特性の評価を行った。すなわち、加振機(鷲宮製作所社製、DYNAMIC SERVO)と、入力信号発振機(横河電気社製、シンセサイズドファンクションゼネレータFC320)と、出力信号処理機(小野測器社製、ポータブルFFTアナライザーCF−3200)を用いて、所定の条件における、加振の時間に対する剪断変位(δ)と、荷重値(Qd)の解析から、前記の数式(1)〜(3)に従い、等価剪断弾性率(Ge)および減衰定数(he)を求めた。なお、測定条件は、剪断変位(δ):±0.5mm〔剪断歪み(γ)10%〕、剪断変位(δ):±10mm〔剪断歪み(γ)200%〕、周波数(f):0.3Hz、測定温度:20℃であった。
〔評価〕
〈10%歪み減衰定数(he)〉
10%歪みの減衰定数(he)が0.20以上のものを○、0.20未満のものを×とする。
〈200%歪み等価剪断弾性率(Ge)〉
200%歪みの等価剪断弾性率(Ge)が0.15以上のものを○、0.15未満のものを×とする。
〈200%歪み減衰定数(he)〉
200%歪みの減衰定数(he)が0.25以上のものを○、0.25未満のものを×とする。
〈等価剪断弾性率(Ge)比〉
10℃における200%歪み等価剪断弾性率(Ge10℃)と、30℃における200%歪み等価剪断弾性率(Ge30℃)との比(Ge10℃/Ge30℃)〔温度依存性〕)が、2.5以下のものを○、2.5を超えるものを×とする。
上記結果から、実施例品はいずれも、低歪み領域および高歪み領域の双方での減衰性能(he)に優れるとともに、高歪み領域での等価剪断弾性率(Ge)が良好であり、また、温度依存性も良好であった。
これに対して、比較例1,2品は、SIBやSIBS(B成分)、および非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)を配合していないため、低歪み領域および高歪み領域の双方での減衰性能が劣っていた。比較例3品は、非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂(C成分)を配合していないため、低歪み領域および高歪み領域での減衰性能が劣っていた。
本発明の高減衰ゴム組成物は、建築用,土木用等の制震ダンパー、建築用の制震壁等の制震装置や免震装置、家電用や電子機器用の制振ダンパー、制振材、衝撃吸収材、自動車用の制振材、衝撃吸収材等に用いることができる。

Claims (8)

  1. 下記の(A)〜(D)成分を含有することを特徴とする高減衰ゴム組成物。
    (A)ブチル系ゴム。
    (B)スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)およびスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)の少なくとも一方。
    (C)非極性の脂環族飽和炭化水素樹脂。
    (D)硫黄。
  2. 上記(A)成分と(B)成分との相互の重量基準の割合が、(A)成分>(B)成分になっている請求項1記載の高減衰ゴム組成物。
  3. 上記(A)成分と(B)成分との合計量が、高減衰ゴム組成物全体の20〜50重量%の範囲に設定されている請求項1または2記載の高減衰ゴム組成物。
  4. 表面処理シリカを含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の高減衰ゴム組成物。
  5. 上記表面処理シリカが、シリコーンオイル処理シリカ、ヘキサメチルジシラザン処理シリカ、オクチルシラン処理シリカ、ジメチルジクロロシラン処理シリカおよび脂肪酸処理シリカからなる群から選ばれた少なくとも一つである請求項4記載の高減衰ゴム組成物。
  6. 液状ポリブテン、液状ポリイソブチレン、水素添加液状ポリブタジエンおよび水素添加液状ポリイソプレンからなる群から選ばれた少なくとも一つの液状ポリマーを含有する請求項1〜5のいずれか一項に記載の高減衰ゴム組成物。
  7. 窒素吸着比表面積が20〜60m2 /gの範囲のカーボンブラックを含有する請求項1〜6のいずれか一項に記載の高減衰ゴム組成物。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の高減衰ゴム組成物を構成部材として用いてなることを特徴とする制震ダンパー。
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