JP2019038933A - シリコーンゴム複合材料および防振部材 - Google Patents

Abstract

【課題】損失正接と弾性率との温度依存性が小さく、しかも高い耐久性を有するシリコーンゴム複合材料および防振部材を提供する。
【解決手段】シリコーンゴム複合材料は、シリコーンゴムと、平均直径３０ｎｍ以下の第１ＣＮＴと、黒鉛小片または平均直径が３０ｎｍより大きく１０００ｎｍ以下である第２ＣＮＴとを含む。黒鉛小片を含む場合、シリコーンゴム１００重量部に対して、第１ＣＮＴは２．５重量部以上１０重量部以下であり、黒鉛小片は、５重量部以上２０重量部以下である。第２ＣＮＴを含む場合、シリコーンゴム１００重量部に対して、第１ＣＮＴは２．５重量部以上１０重量部以下であり、第２ＣＮＴは、５重量部以上１５重量部以下である。損失正接と貯蔵せん断弾性率との温度依存性が小さく、しかも高い耐久性を有するシリコーンゴム複合材料が提供される。
【選択図】図１５

Description

この明細書における開示は、シリコーンゴム複合材料および防振部材に関する。

特許文献１は、ゴム部材を開示する。この技術では、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）をベースとしている。その上で、低温領域から高温領域まで損失正接（ｔａｎδ）が大きいダンパー用ゴム部材を提供している。

特許文献２−特許文献７は、カーボンナノチューブ又はカーボンファイバーと、エラストマーとを含む複合材料、およびその製造方法を開示している。これらの材料では、物質をナノ化することにより様々な特性が発現することが知られている。このような特性は、特許文献８に記載されるように、ナノサイズ効果と呼ばれる。特許文献９は、ゴム部材の用途の一例を開示している。

従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

特開２００７−９０７３号公報 特許第５８４４０６４号 特許第４４５６５７６号 特許第４３９４６５９号 特許第５６７０８１７号 特許第５７６３９９１号 特許第５６３９３２９号 特開２０１５−５２１７９号公報 特開２０１０−１３８９４９号公報

従来技術では、弾性率の温度依存性が大きい。すなわち、材料の温度の変化に対して、固有振動数の変化が大きい。これでは、複合材料に期待される少なくともひとつの用途において、要求される特性を満足することができない場合がある。

例えば、シリコーンゴム複合材料には、大きい減衰能力を提供することが求められる場合がある。言い換えると、大きい損失正接を提供することが求められる場合がある。

また、シリコーンゴム複合材料には、耐久性が求められる場合がある。言い換えると、自然環境の中において長期間にわたって性能を維持し続けることが求められる場合がある。

さらに、シリコーンゴム複合材料の温度は、その使用環境、外部からの熱、使用による自己発熱など、多様な要因によって変化する。このため、シリコーンゴム複合材料には、その性能の温度依存性が小さいことが求められる場合がある。特に、主要な性能の要素である弾性率の温度依存性が小さいことが求められる場合がある。

上述の観点において、または言及されていない他の観点において、シリコーンゴム複合材料および防振部材にはさらなる改良が求められている。

開示されるひとつの目的は、損失正接と弾性率との温度依存性が小さく、しかも高い耐久性を有するシリコーンゴム複合材料および防振部材を提供することである。

開示される他のひとつの目的は、高い損失正接と高い弾性率とを広い温度範囲で維持でき、しかも高い耐久性を有するシリコーンゴム複合材料および防振部材を提供することである。

ここに開示されたシリコーンゴム複合材料は、シリコーンゴムと、平均直径３０ｎｍ以下のカーボンナノチューブと、黒鉛小片とを含み、シリコーンゴム１００重量部に対して、カーボンナノチューブは、２．５重量部以上１０重量部以下であり、黒鉛小片は、５重量部以上である。

ここに開示されたシリコーンゴム複合材料によると、黒鉛小片によって損失正接と弾性率との温度依存性が小さく、しかも高い耐久性を有するシリコーンゴム複合材料が提供される。

ここに開示された防振部材は、２５℃での固有振動数が１００Ｈｚ以下となる形状であり、上記シリコーンゴム複合材料が、シリコーンゴム複合材料を封入する部材を備えることなく、焼き付け、または圧入によって金属部材に固定されている。

ここに開示された防振部材によると、黒鉛小片によって損失正接と弾性率との温度依存性が小さく、しかも高い耐久性を有する防振部材が提供される。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

検討された材料の組成を示す表である。 検討された材料の組成を示す表である。 検討された材料の組成を示す表である。 検討された材料の組成を示す表である。 検討された材料の組成を示す表である。 検討された材料の組成を示す表である。 複数のサンプルがプロットされたグラフである。 複数のサンプルがプロットされたグラフである。 境界領域を示すグラフである。 損失正接の範囲を示すグラフである。 貯蔵せん断弾性率の範囲を示すグラフである。 振動伝達特性の一例を示すグラフである。 振動伝達特性の一例を示すグラフである。 振動伝達特性を算出するための数式群を示す図である。 適用例１を示す断面図である。 適用例２を示す断面図である。 適用例３を示すブロック図である。 適用例４を示すブロック図である。 適用例５を示すブロック図である。 適用例６を示すブロック図である。

図面を参照しながら、複数の実施例および複数の適用例を説明する。複数の実施例および複数の適用例において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施例および適用例の説明を参照することができる。

第１実施形態
この実施形態では、シリコーンゴム複合材料は、シリコーンゴムと、平均直径３０ｎｍ以下のカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴと称する）と、黒鉛小片とを含む。シリコーンゴムの一例は、（株）信越化学製の防振用シリコーンゴムＫＥ−５５６０−Ｕである。

ＣＮＴは、ナノサイズ効果を有する。ナノサイズ効果に関して、特許文献８は、参照により引用されている。ナノサイズ効果を有するＣＮＴは、以下第１ＣＮＴと呼ばれる。第１ＣＮＴは、ナノサイズ効果を発揮しうる平均直径を有している。第１ＣＮＴの平均直径は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下でもよい。第１ＣＮＴの一例は、Ｎａｎｏｃｙｌ社製ＮＣ７０００である。

シリコーンゴムと、第１ＣＮＴと、黒鉛小片とは、混練されている。これらの混練に関して、特許文献２および特許文献３は、参照により引用されている。これらはロールを用いた弾性混練法であり、ＣＮＴを解繊させる。

第１ＣＮＴは、シリコーンゴム１００重量部に対して、２．５重量部以上１０重量部以下である。言い換えると、第１ＣＮＴは、２．５ｐｈｒ以上１０ｐｈｒ以下である。第１ＣＮＴの配合量が低すぎると、補強効果が発現されない。サンプルから、第１ＣＮＴの下限は、２．５ｐｈｒ以上である。第１ＣＮＴの上限は、セルレーション領域への変化点とすることができる。ここで、パーコレーション領域、およびセルレーション領域に関して、特許文献３、特許文献４、特許文献５、および特許文献６は、参照により引用されている。セルレーション領域が始まる値に関する開発者らの知見から、第１ＣＮＴの上限として、１０ｐｈｒ以下が導かれる。

黒鉛小片は、シリコーンゴム１００重量部に対して、５重量部以上である。黒鉛小片は、シリコーンゴムに混練されており、シリコーンゴム１００重量部に対して、３０重量部未満である。黒鉛小片は、シリコーンゴム１００重量部に対して、２０重量部以下とすることができる。

黒鉛小片は、ナノサイズ効果が出ず、表面積を利用した、表面の擦れ（こすれ）効果を期待されている。黒鉛小片は、シリコーンゴムと第１ＣＮＴとの物性を変化させず、摩擦だけをあげるために利用される。サンプルから、黒鉛小片の下限は、５ｐｈｒ以上である。黒鉛小片の上限は、シリコーンゴムに混練可能な量として与えられ、例えば、３０重量部未満である。サンプルから、黒鉛小片の上限は、２０ｐｈｒ以上としてもよい。

黒鉛小片は、炭素６員環網面で構成された積層構造を含有する板状炭素物質である。板状炭素物質は、膨張黒鉛粉、粉砕黒鉛粉、酸化グラフェン、酸化多層グラフェン、および剥離グラフェンの少なくともいずれかひとつを含む。板状炭素物質は、それらの少なくとも２つを含む混合物でもよい。板状炭素物質は、例えば、膨張黒鉛粉である。膨張黒鉛は、東洋炭素（株）製である。

膨張黒鉛粉を始めとする上記板状炭素物質は、表面に官能基を残しているカーボンブラックと違い、グラフェン構造であるため、π電子しかない。そのため、添加しても強度が落ちにくい。なお、膨張黒鉛粉を入れすぎると、ぼそぼその状態になり、加工性が悪い。このため、膨張黒鉛粉の添加量の上限は、シリコーンゴムに混練可能な量として与えられ、例えば、３０重量部未満である。

ひとつの観点は、パルス法ＮＭＲである。この観点において、シリコーンゴム複合材料は、第１ＣＮＴによる微小セルが形成されている。さらに、パルス法ＮＭＲを用いたハーンエコー法が用いられる。パルス法ＮＭＲを用いたハーンエコー法よって、温度１２０℃において、観測核が１Ｈで測定して得られるスピン−スピン緩和時間は、第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）と、第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）とを含む。第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）は、３０００μ秒以上であり、かつ、第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）を有する成分の成分分率（ｆｎｎ）は、０．１未満である。スピン−スピン緩和時間に関して、特許文献４、および特許文献７は、参照により引用されている。

パルス法ＮＭＲは、無架橋状態で測定されている。すなわち、パルス法ＮＭＲは、架橋剤が入っていない状態で測定されている。架橋すると架橋の影響で測定できなくなる。なお、架橋剤は入れているが、架橋していない状態、すなわち未架橋で測定しようとすると、測定のために温度を上げた際に反応してしまう。

第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）は、網目鎖成分のスピンースピン緩和時間である。第１のスピン−スピン緩和時間が長く、分子運動性が高いことが望ましい。この観点から、第１のスピン−スピン緩和時間は、３０００μ秒以上であることが望ましい。第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）を有する成分の成分分率（ｆｎｎ）は、非網目鎖の成分分率である。非網目鎖は少ないほど望ましい。この観点から、成分分率は、０．１未満であることが望ましい。

ひとつの観点は、損失正接ｔａｎδである。損失正接ｔａｎδは、弾性と粘性と評価する指標として知られている。例えば、損失正接に関して、特許文献１は、参照により引用されている。振動の伝達を抑制するダンパとしては、損失正接ｔａｎδは、０．３以上が望ましい。しかも、広い温度範囲にわたって安定して、上記値を維持することが望ましい。このような観点から、０℃から８０℃における損失正接は、０．３以上とされている。

ひとつの観点は、貯蔵せん断弾性率である。シリコーンゴム複合材料は、広い温度範囲にわたって安定して弾性を発揮することが望ましい。シリコーンゴム複合材料は、０℃における貯蔵せん断弾性率が１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であることが求められる。シリコーンゴム複合材料は、８０℃における貯蔵せん断弾性率が５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であることが求められる。さらに、シリコーンゴム複合材料は、０℃と８０℃との貯蔵せん断弾性率の比が３以下であることが求められる。

ひとつの観点は、疲労耐久性である。この実施形態では、疲労耐久性は、引裂き強度によって評価されている。疲労耐久性は、実験に基づいて評価される。例えば、材料片に、所定の大きさの初期亀裂を形成し、この亀裂を広げる方向に向けて引っ張りを加えて、破断に至るまでの回数が観測される。この実験は、複数の線圧に関して行われる。例えば、数ミリの初期亀裂が形成される。シリコーンゴム複合材料は、１０００回以上の引っ張りに耐える強度を備えることが望ましい。

シリコーンゴム複合材料は、防振部材に利用することができる。この場合、防振部材は、２５℃での固有振動数が１００Ｈｚ以下となる形状である。防振部材は、シリコーンゴム複合材料が、シリコーンゴム複合材料を封入する部材を備えることなく、焼き付け、または圧入によって金属部材に固定されている。

この実施形態では、シリコーンゴムと、平均直径３０ｎｍ以下の第１ＣＮＴとを含み、シリコーンゴム１００重量部に対して、第１ＣＮＴは、２．５重量部以上１０重量部以下であるシリコーンゴム複合材料を利用する。第１ＣＮＴは、パーコレーション領域と、セルレーション領域との間の境界領域における量である。この境界領域では、高い損失正接ｔａｎδを得ながら、貯蔵せん断弾性率の過大な増加がない。さらに、この実施形態は、黒鉛小片を含むシリコーンゴム複合材料である。黒鉛小片は、減衰特性の向上、安定した温度依存性を与える。この結果、高い減衰性能、すなわち高い損失正接ｔａｎδをもつシリコーンゴム複合材料が得られる。しかも、高い強度、すなわち高い貯蔵せん断弾性率をもつシリコーンゴム複合材料が得られる。さらに、損失正接ｔａｎδと貯蔵せん断弾性率の温度依存性が少ないをもつシリコーンゴム複合材料が得られる。

第２実施形態
この実施形態では、シリコーンゴムと、平均直径３０ｎｍ以下の第１ＣＮＴと、平均直径が３０ｎｍより大きく１０００ｎｍ以下であるＣＮＴとを含む。このＣＮＴは、ナノサイズ効果を有さず、表面積の擦れ（こすれ）の効果を有する。このようなＣＮＴは、以下第２ＣＮＴと呼ばれる。第１ＣＮＴは、シリコーンゴム１００重量部に対して、２．５重量部以上１０重量部以下である。第２ＣＮＴは、シリコーンゴム１００重量部に対して、５重量部以上１５重量部以下である。第２ＣＮＴの一例は、昭和電工（株）製のＶＧＣＦ−Ｈである。

第１実施形態における黒鉛小片も、第２ＣＮＴも、フィラーである。これらフィラーは、
シリコーンゴム複合材料の中において、ポリマーとフィラーとの間における摩擦を発生している。ただし、フィラーによる減衰機構、すなわち擦れ方（こすれ方）が異なっている。黒鉛小片、例えば膨張黒鉛は、黒鉛内部の層間摩擦である。これに対して、第１ＣＮＴと第２ＣＮＴとを含む第２実施形態では、径が異なる２種類以上のＣＮＴの間における摩擦が発生している。

サンプル１
図１において、サンプル１（ＳＭＰ１）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ２．５ｐｈｒ、膨張黒鉛５ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。

サンプル２
サンプル２（ＳＭＰ２）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ２．５ｐｈｒ、膨張黒鉛１０ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。

サンプル３
サンプル３（ＳＭＰ３）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒ、膨張黒鉛２．５ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。

サンプル３は、８０℃において、０．３未満の損失正接ｔａｎδを発揮している。しかも、サンプル３は、３０００μ秒未満の第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）を発揮している。サンプル３は、０．１以上の成分分率（ｆｎｎ）を有する。これでは、サンプル３は、求められる性能を満たすことができない。サンプル３は、比較例を提供する。

サンプル４
図２において、サンプル４（ＳＭＰ４）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒ、膨張黒鉛５ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。

サンプル５
サンプル５（ＳＭＰ５）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒ、膨張黒鉛１０ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。

サンプル６
サンプル６（ＳＭＰ６）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒ、膨張黒鉛２０ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。

サンプル１、２、４、５、６は、０℃と８０℃との両方において、０．３以上の損失正接ｔａｎδを発揮している。サンプル１、２、４、５、６は、０℃おいて１０ＭＰａ以上、８０℃において５ＭＰａ以上のＳＳＭを発揮している。さらに、８０℃におけるＳＳＭに対する０℃におけるＳＳＭの比は、３未満である。サンプル１、２、４、５、６は、１０００回以上の疲労耐久性を発揮している。サンプル１、２、４、５、６は、３０００μ秒以上の第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）を発揮している。サンプル１、２、４、５、６は、０．１未満の成分分率（ｆｎｎ）を有する。サンプル１、２、４、５、６は、実施例を提供する。

サンプル７
サンプル７（ＳＭＰ７）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒ、膨張黒鉛３０ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。このサンプルでは、膨張黒鉛が多すぎて、シリコーンゴムとの混練が困難であるためサンプル片が得られなかった。膨張黒鉛２０ｐｈｒのサンプル６では、サンプル片が得られているので、２０ｐｈｒと３０ｐｈｒとの間に混練可能な限界値が存在するものと考えられる。このような観点から、膨張黒鉛の上限は、３０ｐｈｒ未満であって、混練可能な量とすることができる。サンプル７は、比較例を提供する。

サンプル８
図３において、サンプル８（ＳＭＰ８）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒ、第２ＣＮＴ２．５ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。

サンプル８は、８０℃において、０．３未満の損失正接ｔａｎδを発揮している。しかも、サンプル８は、３０００μ秒未満の第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）を発揮している。サンプル８は、０．１以上の成分分率（ｆｎｎ）を有する。これでは、サンプル８は、求められる性能を満たすことができない。サンプル８は、比較例を提供する。

サンプル９
サンプル９（ＳＭＰ９）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒ、第２ＣＮＴ５ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。

サンプル１０
サンプル１０（ＳＭＰ１０）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒ、第２ＣＮＴ１０ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。

サンプル１１
図４において、サンプル１１（ＳＭＰ１１）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒ、第２ＣＮＴ１５ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。

サンプル９、１０、１１は、０℃と８０℃との両方において、０．３以上の損失正接ｔａｎδを発揮している。サンプル９、１０、１１は、０℃おいて１０ＭＰａ以上、８０℃において５ＭＰａ以上のＳＳＭを発揮している。さらに、８０℃におけるＳＳＭに対する０℃におけるＳＳＭの比は、３未満である。サンプル９、１０、１１は、１０００回以上の疲労耐久性を発揮している。サンプル９、１０、１１は、３０００μ秒以上の第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）を発揮している。サンプル９、１０、１１は、０．１未満の成分分率（ｆｎｎ）を有する。サンプル９、１０、１１は、実施例を提供する。

サンプル１２
サンプル１２（ＳＭＰ１２）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒ、第２ＣＮＴ３０ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。このサンプルでは、第２ＣＮＴが多すぎて、シリコーンゴムとの混練が困難であるためサンプル片が得られなかった。第２ＣＮＴ１５ｐｈｒのサンプル１１では、サンプル片が得られているので、１５ｐｈｒと３０ｐｈｒとの間に混練可能な限界値が存在するものと考えられる。このような観点から、第２ＣＮＴの上限は、３０ｐｈｒ未満であって、混練可能な量とすることができる。サンプル１２は、比較例を提供する。

比較例ＣＡ
図５において、比較例ＣＡ（ＣＭＰ ＣＡ）は、シリコーンゴムだけである。シリコーンゴムだけでは、８０℃における損失正接ｔａｎδ、０℃におけるＳＳＭ、８０℃におけるＳＳＭ、疲労耐久性、およびを成分分率（ｆｎｎ）において求められる性能を満たすことができない。

比較例ＣＢ
比較例ＣＢ（ＣＭＰ ＣＢ）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ５ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。比較例ＣＢでは、８０℃における損失正接ｔａｎδ、第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）、および成分分率（ｆｎｎ）において求められる性能を満たすことができない。

比較例ＣＣ
図６において、比較例ＣＣ（ＣＭＰ ＣＣ）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、第１ＣＮＴ１０ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。比較例ＣＣでは、０℃における損失正接ｔａｎδ、８０℃における損失正接ｔａｎδ、および第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）において求められる性能を満たすことができない。

比較例ＣＢと比較例ＣＣにおいて、第１ＣＮＴは、境界領域にあると考えられる。しかし、比較例ＣＢと比較例ＣＣとは、広い温度範囲にわたって安定して高い損失正接ｔａｎδを提供することが困難であることを示している。

比較例ＣＤ
比較例ＣＤ（ＣＭＰ ＣＤ）は、シリコーンゴム１００ｐｈｒ、膨張黒鉛１０ｐｈｒを含むシリコーンゴム複合部材である。比較例ＣＤでは、０℃におけるＳＳＭ、８０℃におけるＳＳＭ、疲労耐久性、およびを成分分率（ｆｎｎ）において求められる性能を満たすことができない。比較例ＣＤは、膨張黒鉛だけでは、求められる性能を満たすことが困難であることを示している。

図７において、上記サンプル１〜サンプル７と、比較例ＣＡ〜比較例ＣＤとから、シリコーンゴム複合部材は、第１ＣＮＴ２．５ｐｈｒ以上、膨張黒鉛５ｐｈｒ以上２０ｐｈｒ以下において、求められる性能を満足できると考えられる。

図８において、上記サンプル８〜サンプル１２と、比較例ＣＡ〜比較例ＣＣとから、シリコーンゴム複合部材は、第１ＣＮＴ２．５ｐｈｒ以上、第２ＣＮＴ５ｐｈｒ以上１５ｐｈｒ以下において、求められる性能を満足できると考えられる。

図９において、パーコレーション領域（Ｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎ）、境界領域（Ｖｏｕｎｄａｒｙ）、およびセルレーション領域（Ｃｅｌｌｕｌａｔｉｏｎ）が図示されている。パーコレーション領域は、ＣＮＴの添加量が少なすぎるために、ＳＳＭが添加量の割に向上しない領域である。その一方で、セルレーション領域は、ＣＮＴの添加量が多すぎるために、損失正接ｔａｎδが低下する領域である。

損失正接ｔａｎδを第１ＣＮＴの添加量によって効率的に高くするためには、第１ＣＮＴの添加量を境界領域とすることが望ましい。すなわち、第１ＣＮＴの添加量を下側閾値ＴＨＬと、上側閾値ＴＨＨとの間にすることが望ましい。上記複数のサンプルは、これらの閾値を示している。

図１０において、損失正接ｔａｎδの評価基準が図示されている。損失正接は、０℃においても、８０℃においても、０．３以上であることが望ましい。これらの温度は、シリコーンゴム複合部材の適用例に応じて、やや調節される。

図１１において、ＳＳＭの評価基準が図示されている。ＳＳＭは、０℃において１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であることが望ましい。ＳＳＭは、８０℃において５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であることが望ましい。さらに、ＳＳＭの比、すなわちＧ‘（０℃）／Ｇ’（８０℃）は、３未満であることが望ましい。

図１２は、ひとつの実施例の振動伝達特性を示す。図１３は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）の振動伝達特性を示す。図１４は、これらの振動伝達特性を導くための関係式群を示している。なお、ｆｎは固有振動数、ｆは振動の周波数、Ｋはばね定数、ｍは質量、Ｇ’はせん断弾性率、αは、材料の部品形状に応じて設定される係数、およびτは振動伝達率である。各温度におけるせん断弾性率Ｇ’および損失正接ｔａｎδを代入して、周波数ｆと振動伝達率τとの関係が描かれる。

図１２と図１３とを比較することにより、実施例のシリコーンゴム複合部材と、ＥＰＤＭとの差が明らかになる。実施例によると、広い温度範囲にわたって高い損失正接ｔａｎδが得られる。このため、低周波数領域において、振動の増幅を抑制することができる。実施例によると、広い温度範囲にわたって固有振動数の変化が少ないため、他の構成部品との共振を回避することができる。実施例によると、温度が低下した場合に、固有振動数の増加が少ないため、低温時であっても高周波数領域で振動の減衰が可能である。

適用例１
図１５において、防振部材１０は、振動状態が異なる２つの部材の間に配置される。２つの部材は、例えば、振動源と、その振動源を支持する支持部材である。２つの部材は、振動源と、その振動源に支持される他の部材でもよい。防振部材１０は、２つの部材の間における振動の伝達を抑制する。防振部材１０は、伝達される振動を吸収する。防振部材１０は、２つの部材のいずれかひとつの振動を抑制する。

防振部材１０は、一方の部材に固定される第１固定部１１と、他方の部材に固定される第２固定部１２とを有する。第１固定部１１と第２固定部１２とは、アルミニウム系または鉄系の金属製である。防振部材１０は、第１固定部１１と第２固定部１２との間に配置されたシリコーンゴム複合材料１３を有する。シリコーンゴム複合材料１３は、高減衰材料とも呼ばれる。シリコーンゴム複合材料１３は、先行する複数の適用例によって提供される。

ひとつの適用例において、シリコーンゴム複合材料１３は、それ自身が自然環境に露出している。すなわち、シリコーンゴム複合材料１３は、大気に晒され、雨ざらしである。シリコーンゴム複合材料１３は、そのような環境においても、用途ごとに異なる耐久性の要求を満足している。

防振部材１０の全体形状は、２５℃での固有振動数が１００Ｈｚ以下となる形状である。これは、振動減衰のために一般的に使用される形状での固有振動数である。

シリコーンゴム複合材料１３は、焼き付け、および圧入を含む多様な形態によって固定することができる。シリコーンゴム複合材料１３は、シリコーンゴム複合材料１３を封入する部材を用いることなく、焼き付け１４によって第１固定部１１に固定されている。シリコーンゴム複合材料１３は、シリコーンゴム複合材料１３を封入する部材を用いることなく、圧入１５によって第２固定部１２に固定されている。シリコーンゴム複合材料１３は、圧入１５によって、第２固定部１２に形成された嵌め合い部１６に嵌め込まれる。

適用例２
この適用例は、先行する適用例を基礎的形態とする変形例である。上記適用例では、シリコーンゴム複合材料１３は露出している。これに代えて、この適用例の防振部材１０は、シリコーンゴム複合材料１３は露出していない。

図１６において、防振部材１０は、表面層２１７を有する。表面層２１７は、シリコーンゴム複合材料１３を覆っている。表面層２１７は、シリコーンゴム複合材料１３を封入するための容器を提供している。表面層２１７は、シリコーンゴム複合材料１３の形状を保持するための容器でもある。表面層２１７は、シリコーンゴム複合材料１３を保護する保護層でもある。防振部材１０は、その防振性能のほとんどをシリコーンゴム複合材料１３から得ている。表面層２１７は、それだけでは、ほとんど防振性能に貢献しない。表面層２１７は、薄い弾性材料によって提供されている。例えば、表面層２１７は、ゴム、またはエラストマーによって提供することができる。上述のように、シリコーンゴム複合材料１３は、露出していることが望ましいが、この適用例のように、表面層２１７を有することを妨げない。

適用例３
図１７において、この適用例は、防振部材１０またはシリコーンゴム複合材料１３を、車両用エアコンに適用している。ここでは、振動源がコンプレッサ３０であり、しかも、コンプレッサ３０がエンジン４０に装着されている場合の騒音および／または振動の伝達を説明する。

車両２０は、人が乗るためのパッセンジャーコンパートメントとしての乗員室（ＰＳＣＭ）２１を有する。車両２０は、振動源を含む機器を収容するための機械室（ＭＣＣＭ）２２を有する。機械室２２には、振動源であるコンプレッサ３０が搭載されている。コンプレッサ３０は、車両用エアコンのための冷凍サイクルの部品である。コンプレッサ３０は、エンジン４０によって駆動されている。コンプレッサ３０とエンジン４０との間には、防振部材１０が配置されている。防振部材１０は、エンジン４０に対してコンプレッサ３０を固定している。

コンプレッサ３０は、冷媒を吸引して、圧縮し、吐出する。コンプレッサ３０は、冷凍サイクルの複数の部品（ＭＥＭＢ）５０を介して直接的に、および／または間接的に車両２０と接触している。コンプレッサ３０は、部品５０のひとつである配管を介して直接的に車両２０と接している。コンプレッサ３０は、流体である冷媒と、部品５０とを介して車両２０と間接的に接触している。例えば、冷媒の脈動を抑制するマフラ部品５０のひとつである。コンプレッサ３０は、マフラを介して間接的に車両２０と接触している。エンジン４０は、エンジン４０のための防振機構６０を介して車両２０に接触している。

コンプレッサ３０が振動源である場合、コンプレッサ３０の振動の一部は、エネルギ７１として、コンプレッサ３０それ自身から車両２０の外へ漏れ出す。エネルギ７１は、主として騒音として放射される。エネルギ７１の一部は、車両２０のボディに振動となって現れる。コンプレッサ３０の振動は、防振部材１０を経由して、エンジン４０に伝達される。この結果、コンプレッサ３０の振動は、エネルギ７２となってエンジン４０から車両２０の外へ漏れ出す。ここでもエネルギ７２は、騒音および／または振動である。

さらに、コンプレッサ３０の振動は、エンジン４０と防振機構６０とを経由して乗員室２１に伝達される。このとき、コンプレッサ３０の振動は、エネルギ７３となって乗員室２１に漏れ出す。ここでもエネルギ７３は、騒音および／または振動である。エネルギ７３は、例えば、乗員室２１の中に居る運転者および／または同乗者に、騒音となって感じ取られる。また、エネルギ７３は、運転者にステアリングハンドルの振動となって感じ取られる。一方で、コンプレッサ３０の振動は、部品５０を介して乗員室２１にも伝達される。このとき、コンプレッサ３０の振動は、エネルギ７４となって乗員室２１に漏れ出す。ここでもエネルギ７４は、騒音および／または振動である。

防振部材１０は、シリコーンゴム複合材料１３によって、低周波域での振動の増幅を抑える。防振部材１０は、シリコーンゴム複合材料１３によって、高周波域での振動の減衰を達成する。防振部材１０は、両方を達成する。防振部材１０は、車両２０の外へ放射される騒音および／または振動を低減する。防振部材１０は、乗員室２１への騒音の増加、および／または乗員室２１への振動伝達の増加を抑制する。

適用例４
図１８において、この適用例は、防振部材１０またはシリコーンゴム複合材料１３を、車両用エアコンに適用している。ここでは、振動源がエンジン４０である場合の騒音および／または振動の伝達を説明する。

エンジン４０が振動源である場合、エンジン４０の振動は、騒音および／または振動を含むエネルギ７２として車両２０の外へ漏れ出す。さらに、エンジン４０の振動は、防振部材１０を経由して、コンプレッサ３０に伝達される。さらに、エンジン４０の振動は、防振部材１０とコンプレッサ３０とを経由して、部品５０に伝達される。この結果、エンジン４０の振動は、エネルギ７１、７３、７４として漏れ出す。

防振部材１０は、シリコーンゴム複合材料１３によって、振動の伝達を抑制する。さらに、防振部材１０は、シリコーンゴム複合材料１３によって、低周波域での振動の増幅を抑える。エンジン４０の振動に起因する大きな加速度が加わった場合において、防振部材１０は、防振部材１０それ自身、コンプレッサ３０、および部品５０の破壊を抑制する。

適用例５
図１９において、この適用例は、防振部材１０またはシリコーンゴム複合材料１３を、車両用エアコンに適用している。ここでは、振動源がコンプレッサ３０であり、しかも、コンプレッサ３０が車両２０のボディ（ＢＯＤＹ）８０に設置されている場合の騒音および／または振動の伝達を説明する。この場合、コンプレッサ３０の振動は、防振部材１０を経由して、ボディ８０に伝達され、さらに乗員室２１へと伝達される。この場合でも、防振部材１０は、上述の適用例と同様の作用効果を提供する。

適用例６
図２０において、この適用例は、防振部材１０またはシリコーンゴム複合材料１３を、車両用または家庭用のエアコンに適用している。ここでは、振動源がコンプレッサ３０であり、しかも、コンプレッサ３０が地上に定置された支持台（ＢＡＳＥ）９０に設置されている場合の騒音および／または振動の伝達を説明する。この場合、コンプレッサ３０の振動は、部品５０と支持台９０を経由して伝達される。この場合でも、防振部材１０は、上述の適用例と同様の作用効果を提供する。

他の適用例
この明細書における開示は、例示された適用に制限されない。開示は、例示された適用と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、例示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、例示に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、例示の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの例示と他の例示との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、適用例の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

シリコーンゴム複合部材は、上記温度条件、すなわち０℃および８０℃において上記評価基準を満たす。これにより、実際の適用においては、耐久性において−４０℃から１２０℃の温度範囲において求められる性能を発揮する。また、減衰特性としては、−２０℃から１２０℃の温度範囲において求められる性能を発揮する。

防振部材１０またはシリコーンゴム複合材料１３は、低周波域では振動の増幅を抑制し、高周波域では振動を減衰させる技術分野において、適用可能である。防振部材１０またはシリコーンゴム複合材料１３は、広い用途に適用可能である。

適用例は、空調分野の機器を含む。適用例は、例えば、車両用エアコン（輸送用冷凍冷蔵ユニット、バスエアコンなどを含む）、家庭用エアコン、業務用エアコン、空気清浄機、スポットクーラ、または扇風機を含む。適用例は、これら装置の中の部品を含む。適用例は、冷凍サイクルにおいて、冷媒の流れが配管を振動させる部品を含む。適用例は、例えば、コンプレッサ、熱交換器（コンデンサ、ラジエータ、エバポレータ、またはヒータコア）、電磁弁、冷媒配管、レシーバ、アキュムレータ、エジェクタ、および空調ユニットを含む。適用例は、空気を送風するために使用される部品を含む。適用例は、例えば、ファン、またはブロワモータを含む。適用例は、水、例えば不凍液を送るために使用される部品を含む。例えば、ウォーターポンプ、または水配管が適用例である。

適用例は、エンジンで駆動されるコンプレッサ、または電動コンプレッサを含む。防振部材１０は、振動源であるコンプレッサに起因する騒音を低減する用途に利用することができる。防振部材１０は、コンプレッサに接続されている冷媒配管、または部品の破損および／または干渉を防ぐために利用することができる。これらのコンプレッサは、多くの用途で使用されている。例えば、エアコン、ヒートポンプ式給湯機、ヒートポンプ式温水床暖房装置、冷蔵庫、ヒートポンプ式洗濯乾燥機、自動販売機、冷凍機、および冷凍冷蔵ショーケースで使用されている。

適用例は、車両における動力系統の部品を含む。適用例は、開弁および／または閉弁時の衝突、燃料流れ、電気機器が振動の原因となる部品を含む。適用例は、発電機、車両用発電機、エンジンによって回転させられるオルタネータ、エンジンを始動させるためのスタータを含む。適用例は、インバータ、エンジン冷却用のウォーターポンプ、燃料ポンプ、モータ、ガソリン用のインジェクタ、およびディーゼル用のインジェクタを含む。適用例は、車両のための走行安全に関係する部品を含む。適用例は、例えば、ステアリングホイール、トランスアクスル、トランスミッション、およびボディを含む。

適用例は、車両以外の分野を含む。適用例は、例えば、ヒートポンプ式給湯機、その室外機、そのタンク、ロボット部品、または住宅設備機器を含む。

１０ 防振部材、 １１ 第１固定部材、 １２ 第２固定部材、
１３ シリコーンゴム複合部材。

Claims (10)

1. シリコーンゴムと、平均直径３０ｎｍ以下のカーボンナノチューブと、黒鉛小片とを含み、
   前記シリコーンゴムの１００重量部に対して、
   前記カーボンナノチューブは、２．５重量部以上１０重量部以下であり、
   前記黒鉛小片は、５重量部以上であるシリコーンゴム複合材料。
2. 前記黒鉛小片は、前記シリコーンゴムに混練されており、
   前記シリコーンゴムの１００重量部に対して、前記黒鉛小片は、３０重量部未満である請求項１に記載のシリコーンゴム複合材料。
3. 前記シリコーンゴムの１００重量部に対して、前記黒鉛小片は、２０重量部以下である請求項２に記載のシリコーンゴム複合材料。
4. 前記カーボンナノチューブによる微小セルが形成されており、
   パルス法ＮＭＲを用いたハーンエコー法によって、温度１２０℃において、観測核が１Ｈで測定して得られるスピン−スピン緩和時間は、第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）と、第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）とを含み、
   前記第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）は、３０００μ秒以上であり、かつ、
   前記第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）を有する成分の成分分率（ｆｎｎ）は、０．１未満である請求項１から請求項３のいずれかに記載のシリコーンゴム複合材料。
5. ０℃から８０℃における損失正接が０．３以上である請求項１から請求項４のいずれかに記載のシリコーンゴム複合材料。
6. ０℃における貯蔵せん断弾性率が１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であり、
   ８０℃における貯蔵せん断弾性率が５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であり、さらに、
   ０℃と８０℃との貯蔵せん断弾性率の比が３以下である請求項１から請求項５のいずれかに記載のシリコーンゴム複合材料。
7. 前記黒鉛小片として、炭素６員環網面で構成された積層構造を含有する板状炭素物質を用いている請求項１から請求項６のいずれかに記載のシリコーンゴム複合材料。
8. 前記板状炭素物質は、膨張黒鉛粉、粉砕黒鉛粉、酸化グラフェン、酸化多層グラフェン、および剥離グラフェンの少なくともひとつを含む請求項７に記載のシリコーンゴム複合材料。
9. 前記板状炭素物質は、膨張黒鉛粉であり、前記シリコーンゴムの１００重量部に対して、前記膨張黒鉛粉は、５重量部以上２０重量部以下である請求項８に記載のシリコーンゴム複合材料。
10. ２５℃での固有振動数が１００Ｈｚ以下となる形状であり、
    請求項１から請求項９のいずれかに記載のシリコーンゴム複合材料が、前記シリコーンゴム複合材料を封入する部材を備えることなく、焼き付け、または圧入によって金属部材に固定されている防振部材。

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