JP2020050774A

JP2020050774A - 制震ダンパー

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Publication number: JP2020050774A
Application number: JP2018182018A
Authority: JP
Inventors: 薫安井; Kaoru YASUI; 智宏藤川; Tomohiro Fujikawa; 玲奈飯沼; Reina Iinuma; 圭市村谷; Keiichi Muratani; 可大竹山; Yoshihiro Takeyama
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: JP7190304B2

Abstract

【課題】低〜中歪みの長周期振動や、短周期振動に対し、高い減衰特性を示すとともに、上記減衰特性の温度依存性が低く、さらに変形後の回復性に優れる制震ダンパーの提供。【解決手段】二枚の金属板４，５に挟まれた粘弾性体２を備えた制振ダンパー１であって、上記粘弾性体２が、二種のスチレン共役ジエンブロック共重合体からなり、かつスチレン−ブタジエンジブロック成分量が６５重量％以上のスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体を主たるポリマーとするゴム組成物からなる粘弾性体を構成部材とし、剪断歪み率２００％，周波数０．３３Ｈｚ，温度２０℃の条件下における上記粘弾性体の剪断弾性率を０．０５Ｎ／ｍｍ2以上とする。【選択図】図１

Description

本発明は、制震ダンパーに関するものであり、詳しくは、土木・建築分野における制震や免震等の用途に好適な制震ダンパーに関するものである。

土木・建築分野における制震装置や免震装置、とりわけ、橋梁やビルといった大型建造物に使用される制震ダンパーにおいては、地震等による振動エネルギーを吸収するために、上記制震ダンパーの機械構造的要素により制震性能を発現する他、上記制震ダンパーに使用される粘弾性体（ゴム材）により高減衰化を達成することが求められている。
また、上記粘弾性体に対しては、台風や大地震後に発生する中小地震による長周期の断続的な繰り返し振動（特に高層ビルにおいて観測される低〜中歪みの長周期振動）や、直下型地震のように短周期の振動に対する減衰特性を、安定して維持することへの要求も高くなってきている。
このような要求を満たすことを目標とし、従来、上記粘弾性体のポリマーには、主として、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）が用いられている（例えば特許文献１および２参照）。

一般的に、粘弾性体（ゴム材）は、ガラス転移点付近で減衰（ｔａｎδ）が最も高くなるが、その前後の温度領域では極端に減衰が低下するため、使用場所に制限を受けやすい。例えば、常温付近にガラス転移点がある材料を使用すると、常温付近のピーク温度付近では、高ｔａｎδを発揮するが、高温時には減衰特性が小さくなる。このため、各メーカーにて、高減衰の温度領域が広い（つまり、低温度依存性の）粘弾性体の使用が進められている（例えば特許文献３および４参照）。

特開２０１４−２２７５２１号公報特開２０１５−１８３１１０号公報特開２００４−３５６４８号公報国際公開第０９／００１８０７号

例えば上記特許文献４にあるように、上記粘弾性体のガラス転移点が、使用温度範囲（０〜４０℃）から離れたものであると、温度による物性変化が小さくなり、先に述べたような低温度依存性を実現することが可能となる。
しかしながら、それと同時に、上記のようなガラス転移点を示す粘弾性体は、ポリマーの分子運動がしにくい状態となるため、減衰特性が低くなる。
ここで、例えば分子量の小さなポリマーを使用すると、分子運動がしやすい状態となるため、減衰特性は高くなる。しかしながら、分子量の小さなポリマーを使用すると、ポリマー同士の絡み合いが小さくなるため、粘弾性体の変形後の回復性が悪化するといった問題も生じる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、低〜中歪みの長周期振動や、短周期振動に対し、高い減衰特性を示すとともに、上記減衰特性の温度依存性が低く、さらに変形後の回復性に優れ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に、本発明は、以下の［１］〜［７］を、その要旨とする。
［１］下記の（Ａ）および（Ｂ）成分をポリマーとし、かつスチレン−ブタジエンジブロック成分量が６５重量％以上のスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）を主たるポリマーとするゴム組成物からなる粘弾性体を構成部材とする制振ダンパーであって、剪断歪み率２００％，周波数０．３３Ｈｚ，温度２０℃の条件下における上記粘弾性体の剪断弾性率が０．０５Ｎ／ｍｍ²以上である制振ダンパー。
（Ａ）分子量分布において、分子量６万以上９万未満の領域にメインピークのピークトップを有するスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）。
（Ｂ）分子量分布において、分子量９万以上３３万以下の領域にメインピークのピークトップを有する、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）およびスチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）の少なくとも一方。
［２］上記ゴム組成物における（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合割合が、重量比で、（Ａ）：（Ｂ）＝９５：５〜５０：５０の範囲である、［１］に記載の制振ダンパー。
［３］上記（Ａ）成分のジブロック成分量が７０重量％以上であり、上記（Ｂ）成分のジブロック成分量が１０重量％以上７０重量％未満である、［１］または［２］に記載の制振ダンパー。
［４］上記ゴム組成物におけるスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体とスチレン−イソプレン−スチレン共重合体の混合割合が、重量比で、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体：スチレン−イソプレン−スチレン共重合体＝９５：５〜５０：５０の範囲である、［１］〜［３］のいずれかに記載の制振ダンパー。
［５］更に、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、炭素繊維およびカーボンナノチューブからなる群から選ばれた少なくとも一つのフィラーを、上記ゴム組成物に含有する、［１］〜［４］のいずれかに記載の制振ダンパー。
［６］更に、表面処理シリカを上記ゴム組成物に含有する、［１］〜［５］のいずれかに記載の制振ダンパー。
［７］上記表面処理シリカが、疎水化処理されたシリカである、［６］に記載の制振ダンパー。
［８］上記ゴム組成物からなる粘弾性体とともに、摩擦材を構成部材とする、［１］〜［７］のいずれかに記載の制振ダンパー。

すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、制震ダンパーの構成部材として、ＳＢＳを主たるポリマーとする粘弾性体を用いると、その減衰特性の温度依存性が低くなり、さらには、低〜中歪みの長周期振動や、短周期振動に対し、減衰特性を安定して維持することができるとの知見を得た。そして、上記のように粘弾性体の主たるポリマーをスチレン−ブタジエンジブロック成分量が６５重量％以上のＳＢＳとしつつ、高分子量の（分子量分布において、分子量９万以上３３万以下の領域にメインピークのピークトップを有する）ＳＢＳやＳＩＳと、低分子量の（分子量分布において、分子量６万以上９万未満の領域にメインピークのピークトップを有する）ＳＢＳとを併用し、さらに、剪断歪み率２００％，周波数０．３３Ｈｚ，温度２０℃の条件下における上記粘弾性体の剪断弾性率が０．０５Ｎ／ｍｍ²以上となるようにすると、上記のような減衰特性において、より高い減衰特性を示し、さらに、上記のように減衰特性の温度依存性を低く抑えることができるとともに、制震ダンパーの粘弾性体に要求されるような変形後の回復性にも優れるようになることを見いだし、本発明に到達した。

このように、本発明の制震ダンパーは、高分子量の（分子量分布において、分子量９万以上３３万以下の領域にメインピークのピークトップを有する）ＳＢＳやＳＩＳと、低分子量の（分子量分布において、分子量６万以上９万未満の領域にメインピークのピークトップを有する）ＳＢＳとを併用したものをポリマーとし、かつジブロック成分量が６５重量％以上のＳＢＳを主たるポリマーとする、剪断弾性率が０．０５Ｎ／ｍｍ²以上の粘弾性体を、その構成部材とするものである。そのため、低〜中歪みの長周期振動や、短周期振動に対し、高い減衰特性を示すとともに、上記減衰特性の温度依存性が低く、さらに変形後の回復性に優れている。そのため、橋梁やビルといった大型建造物に使用される制震ダンパーとして、優れた性能を発揮することができる。

制震ダンパーの一例を示す正面図である。上記制震ダンパーの断面図の一例であり、（Ｉ）は図１のＡ−Ａ'断面図、（II）は図１のＢ−Ｂ'断面図である。上記制震ダンパーの断面図の他の例であり、（Ｉ）は図１のＡ−Ａ'断面図、（II）は図１のＢ−Ｂ'断面図である。上記制震ダンパーの設置状態を示す模式図である。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を詳しく説明する。

本発明の制震ダンパーは、下記の（Ａ）および（Ｂ）成分をポリマーとし、かつスチレン−ブタジエンジブロック成分量が６５重量％以上のスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）を主たるポリマーとするゴム組成物からなる粘弾性体を構成部材とする制振ダンパーであって、剪断歪み率２００％，周波数０．３３Ｈｚ，温度２０℃の条件下における上記粘弾性体の剪断弾性率が０．０５Ｎ／ｍｍ²以上である。
（Ａ）分子量分布において、分子量６万以上９万未満の領域にメインピークのピークトップを有するスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）。
（Ｂ）分子量分布において、分子量９万以上３３万以下の領域にメインピークのピークトップを有する、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）およびスチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）の少なくとも一方。

ここで、上記ゴム組成物の「主たるポリマー」とは、上記ゴム組成物のポリマー全量（後記の液状ポリマーを除く）の５０重量％以上のことを示す。そして、本発明では、上記の「主たるポリマー」がスチレン−ブタジエンジブロック成分量が６５重量％以上のＳＢＳであり、上記ゴム組成物のポリマーの全てがＳＢＳであることも含む趣旨である。

上記のように、上記ゴム組成物のポリマーには、（Ａ）および（Ｂ）成分が併用されたものが用いられる。
上記（Ａ）成分には、分子量分布において、分子量６万以上９万未満の領域にメインピークのピークトップを有するＳＢＳが用いられる。そして、減衰性向上の観点から、上記（Ａ）成分には、分子量６．５万〜８．５万の領域にメインピークのピークトップを有するＳＢＳが好ましく、より好ましくは分子量７万〜８万の領域にメインピークのピークトップを有するＳＢＳである。
また、上記（Ａ）成分には、減衰性向上の観点から、分子量分布において、分子量９万以上３０万以下の領域にサブピークのピークトップを有するＳＢＳが好ましく、より好ましくは分子量１３万以上２０万以下の領域にサブピークのピークトップを有するＳＢＳが用いられる。
また、上記（Ｂ）成分には、分子量分布において、分子量９万以上３３万以下の領域にメインピークのピークトップを有する、ＳＢＳおよびＳＩＳの少なくとも一方が用いられる。すなわち、上記のような分子量分布を示す、ＳＢＳ単独、ＳＩＳ単独、ＳＢＳとＳＩＳが併用されたもの、のいずれかが用いられる。そして、回復性向上の観点から、上記（Ｂ）成分には、分子量９．５万〜２５万の領域にメインピークのピークトップを有するものが好ましく、より好ましくは分子量１０万〜２０万未満の領域にメインピークのピークトップを有するものである。
また、上記（Ｂ）成分には、回復性向上の観点から、分子量分布において、分子量２０万以上４５万以下の領域にサブピークのピークトップを有するものが好ましく、より好ましくは分子量２５万以上４０万以下の領域にサブピークのピークトップを有するものが用いられる。
なお、上記（Ａ）および（Ｂ）成分の分子量分布は、標準ポリスチレン分子量換算により、高速液体クロマトグラフ（Ｗａｔｅｒｓ社製、「ＡＣＱＵＩＴＹＡＰＣシステム」）に、カラム：ＡＣＱＵＩＴＹＡＰＣＸＴ４５０を１本、ＡＣＱＵＩＴＹＡＰＣＸＴ２００を１本、ＡＣＱＵＩＴＹＡＰＣＸＴ４５を２本の計４本を直列にして用いることにより測定される。そして、「メインピーク」とは、分子量分布において最も検出強度の高いピークのことを言い、「サブピーク」とは、メインピークの次に検出強度の高いピークのことを言う。

上記ゴム組成物における（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合割合は、重量比で、（Ａ）：（Ｂ）＝９５：５〜５０：５０の範囲であることが好ましく、より好ましくは、（Ａ）：（Ｂ）＝９０：１０〜６０：４０の範囲、さらに好ましくは、（Ａ）：（Ｂ）＝８５：１５〜８０：２０の範囲である。このような混合割合とすることにより、所望の剪断弾性率が得やすくなり、高減衰特性、低温度依存性、変形後の回復性を得るうえで、より優れるようになる。

また、上記（Ａ）成分のジブロック成分量（スチレン−ブタジエンジブロック成分量）が７０重量％以上であり、上記（Ｂ）成分のジブロック成分量（（Ｂ）成分がＳＢＳの場合はスチレン−ブタジエンジブロック成分量、（Ｂ）成分がＳＩＳの場合はスチレン−イソプレンジブロック成分量）が１０重量％以上７０重量％未満であることが好ましい。より好ましくは、上記（Ａ）成分のジブロック成分量が７２〜９５重量％であり、上記（Ｂ）成分のジブロック成分量が１５〜６５重量％である。さらに好ましくは、上記（Ａ）成分のジブロック成分量が７５〜９０重量％であり、上記（Ｂ）成分のジブロック成分量が１５〜６０重量％である。このようなジブロック成分量とすることにより、所望の剪断弾性率が得やすくなり、高減衰特性、低温度依存性、変形後の回復性を得るうえで、より優れるようになる。
なお、上記ジブロック成分量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定された値である。

また、上記（Ａ）および（Ｂ）成分のスチレン量は、１０〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは、スチレン量が１５〜４０重量％の範囲である。このようなスチレン量であると、剪断弾性率の点でより優れるようになる。
なお、上記スチレン量は、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）によって測定された値である。

また、上記ゴム組成物におけるＳＢＳとＳＩＳの混合割合は、重量比で、ＳＢＳ：ＳＩＳ＝９５：５〜５０：５０の範囲であることが好ましく、より好ましくは、ＳＢＳ：ＳＩＳ＝９０：１０〜６０：４０の範囲、さらに好ましくは、ＳＢＳ：ＳＩＳ＝８５：１５〜８０：２０の範囲である。このような混合割合とすることにより、所望の剪断弾性率が得やすくなり、高減衰特性、低温度依存性、変形後の回復性を得るうえで、より優れるようになる。

なお、上記ゴム組成物には、上記（Ａ）および（Ｂ）成分に加えて、フィラー、液状ポリマー、粘着付与剤、可塑剤、老化防止剤等を、必要に応じて適宜配合しても差し支えない。

上記フィラーとしては、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、炭素繊維およびカーボンナノチューブ等があげられ、これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
なかでも、表面処理シリカを含有することが、高減衰特性の観点から好ましい。

ここで、上記の「表面処理シリカ」は、疎水化処理されたシリカであることが好ましく、例えば、湿式シリカ、乾式シリカといったシリカの表面に対し、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等のジメチルシラン、トリメチルシラン、モノメチルトリクロロシラン、脂肪酸（ステアリン酸）等の疎水化処理剤により処理したものがあげられる。
特に、上記疎水化処理されたシリカのなかでも、トリメチルシラン（トリメチルシリル化剤）により表面処理されたシリカが、高減衰特性の観点から好ましい。

なお、上記のような疎水化処理は、前記ゴム組成物に適宜配合される炭酸カルシウムに対しても行うことができる。
また、上記炭酸カルシウムとしては、ロジン酸処理炭酸カルシウム、リグニン処理炭酸カルシウム、脂肪酸第四級アンモニウム塩処理炭酸カルシウム等を用いることが、剛性の温度依存性を良好に保ちつつ、減衰特性がさらに向上する観点から、より好ましい。

前記ゴム組成物におけるフィラーの含有割合は、前記ゴム組成物における（Ａ）および（Ｂ）成分の合計量１００重量部に対し、１０〜１５０重量部であることが好ましく、より好ましくは５０〜１００重量部の範囲である。このような含有割合でフィラーを含有すると、剛性の温度依存性を良好に保ちつつ、減衰特性がさらに向上するようになる。

また、前記ゴム組成物に適宜配合される液状ポリマーとしては、例えば、液状イソプレンゴム（液状ＩＲ）、液状ブタジエンゴム（液状ＢＲ）、液状スチレン−イソプレンゴム（液状ＳＩ）、液状スチレン−エチレン・プロピレンゴム（液状ＳＥＰ）、液状イソプレン−ブタジエンゴム（液状ＩＲ−ＢＲ）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。
このような液状ポリマーを併用すると、剛性の温度依存性を低温側へシフトさせることができ、常温領域（通常、０〜３０℃）での剛性の温度依存性が小さくなるとともに、常温領域での減衰定数（ｈｅ）が大きくなり、減衰特性が向上するという効果が得られるため、好ましい。なかでも、液状スチレン−イソプレンゴム（液状ＳＩ）を選択すると、更なる減衰特性の向上効果を得ることができる。

上記液状ポリマーは、ガラス転移点（Ｔｇ）が−５５℃以下のものが好ましく、特に好ましくはガラス転移点（Ｔｇ）が−６０℃以下のものである。すなわち、上記液状ポリマーのガラス転移点（Ｔｇ）が、−５５℃よりも高いと、前記（Ａ）および（Ｂ）成分のＴｇを充分に下げられず、温度依存性が悪くなる傾向がみられるからである。なお、上記ガラス転移点（Ｔｇ）は、ＤＳＣ測定法（示差走査熱量測定法）に準拠して求めた値である。

また、上記液状ポリマーは、静粘度が７０〜１０００Ｐａ・ｓ／３８℃の範囲のものが好ましく、特に好ましくは２８０〜９５０Ｐａ・ｓ／３８℃の範囲である。すなわち、上記液状ポリマーの静粘度が小さすぎると、コンパウンドの剛性が低下する傾向がみられ、逆に静粘度が高すぎると、分子量が高くなり、エントロピー弾性により、減衰特性が低下する傾向がみられるからである。なお、上記静粘度は、ＪＩＳＫ７１１７に準拠し、Ｂ型粘度計を用いて、温度３８℃で測定した値である。

また、上記液状ポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、減衰性の観点から、好ましくは１万〜６万の範囲であり、より好ましくは２万〜５万の範囲である。
なお、上記液状ポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、高速液体クロマトグラフ（Ｗａｔｅｒｓ社製、「ＡＣＱＵＩＴＹＡＰＣシステム」）に、カラム：ＡＣＱＵＩＴＹＡＰＣＸＴ４５０を１本、ＡＣＱＵＩＴＹＡＰＣＸＴ２００を１本、ＡＣＱＵＩＴＹＡＰＣＸＴ４５を２本の計４本を直列にして用いることにより測定される。

前記ゴム組成物における液状ポリマーの含有割合は、前記ゴム組成物における（Ａ）および（Ｂ）成分の合計量１００重量部に対し、５〜５０重量部であることが好ましく、より好ましくは１０〜４０重量部の範囲である。このような含有割合で液状ポリマーを含有すると、減衰特性がさらに向上するようになる。

前記ゴム組成物に適宜配合される粘着付与剤は、減衰特性や接着性の向上を目的として用いられるものであり、例えば、水添脂環族系炭化水素樹脂、クマロン樹脂、ロジン、ロジンエステル、ケトン樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等が好適に用いられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。

前記ゴム組成物に適宜配合される老化防止剤としては、例えば、芳香族第二級アミン系老化防止剤、特殊ワックス系老化防止剤、アミン−ケトン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤、イミダゾール系老化防止剤等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。

前記ゴム組成物は、例えば、前記（Ａ）および（Ｂ）成分、さらに必要に応じてその他の成分等を、ニーダー，プラネタリーミキサー，混合ロール，２軸スクリュー式撹拌機等を用いて混練することにより得ることができる。そして、このゴム組成物を、溶融温度以上に加熱して溶融させ、これを型枠内に流し込み、放冷して所定形状に成形することにより、本発明の制震ダンパーの構成部材である粘弾性体を製造することができる。

上記粘弾性体は、未加硫のものであり、その剪断弾性率は、先に述べたように、剪断歪み率２００％，周波数０．３３Ｈｚ，温度２０℃の条件下において、０．０５Ｎ／ｍｍ²以上である。本発明において、上記粘弾性体の剪断弾性率は、好ましくは０．１〜０．５Ｎ／ｍｍ²の範囲であり、より好ましくは、０．１５〜０．４Ｎ／ｍｍ²の範囲である。前記（Ａ）および（Ｂ）成分をポリマーとし、ジブロック成分量の高いＳＢＳを主たるポリマーとし、かつ上記のような剪断弾性率を示すことにより、高減衰特性、低温度依存性、変形後の回復性を得るうえで、より優れるようになる。

なお、上記粘弾性体の剪断弾性率は、例えば図５に示すようなサンプルを用いて、つぎのようにして行われる。すなわち、ブラスト処理を施した二枚の金具２２の所定箇所（試料２１の接着箇所）に、ゴム用２液接着剤を塗布した後、上記金具２２間に、上記粘弾性体形成用のゴム組成物を挟み、乾燥を行う。これを所定時間（例えば、１００℃で１０分間）熱プレス成型して、試料２１を作製する。そして、このサンプルを、矢印方向に加振させて、図６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、上記サンプルに対し、加振機と、入力信号発振機と、出力信号処理機を用いて、先に述べた条件（剪断歪み率：２００％（試料厚みに対して２００％）、周波数（ｆ）：０．３３Ｈｚ、測定温度：２０℃）で加振を付与し、その加振の時間に対する剪断歪み値（δ）と荷重値（Ｑｄ）の解析から、下記の式（α）に従い等価剛性（Ｋｅ）を求めるとともに、下記の式（β）に従い剪断弾性率（Ｇｅ）を求める。なお、下記の式において、Ｓは試料の面積、Ｄは試料の厚みを示す。
等価剛性：Ｋｅ（Ｎ／ｍｍ）＝Ｑｄ／δ …（α）
剪断弾性率：Ｇｅ（Ｎ／ｍｍ²）＝Ｋｅ÷Ｓ／Ｄ …（β）

ここで、図１に、本発明の制震ダンパーの一例を示す。図において、１は制振ダンパー、２は粘弾性体、３は摩擦材、４と５は金属板を示す。そして、二枚の金属板４，５の間に挟まれた状態で、図示のように粘弾性体２と摩擦材３とが接着されている。
図２は、上記制震ダンパーの断面図の一例であり、（Ｉ）は図１のＡ−Ａ'断面図、（II）は図１のＢ−Ｂ'断面図である。図２では、上記制震ダンパーにおける粘弾性体２と摩擦材３とが単層構造のものが示されている。
図３は、上記制震ダンパーの断面図の他の例であり、（Ｉ）は図１のＡ−Ａ'断面図、（II）は図１のＢ−Ｂ'断面図である。図３では、上記制震ダンパーにおける粘弾性体２と摩擦材３とが二層構造のものが示されている。

上記のように、粘弾性体２（前記ゴム組成物からなる粘弾性体）とともに、摩擦材３を制振ダンパー１の構成部材とすると、微小な変形から大変形まで、エネルギー吸収に優れるダンパーとなる。なお、上記摩擦材３は、例えば、各種の繊維と有機・無機充填材からなる複合材料、焼結金属系摩擦材、金属系摩擦材等があげられる。

つぎに、図４に、上記制振ダンパー１の設置例（一例）を示す。図において、１は制振ダンパー、２は粘弾性体、３は摩擦材、４と５は金属板、６はボルト、７と８はパネル、９は柱、１０は梁、１１は土台を示す。図示のように、制振ダンパー１の金属板４，５は、それぞれ、ボルト６によって、パネル７，８に取り付けられている。そして、柱９を介して接続された梁１０と土台１１との間の制震のために、上記金属板４，５の間に挟まれた粘弾性体２と摩擦材３とが機能している。

本発明の制振ダンパーは、特に上記のような形状のものに限定されるものではなく、土木用，建築用の制震ダンパー、家電用や電子機器用の制振ダンパー等として、優れた機能を発揮することができる。
とりわけ、橋梁やビルといった大型建造物に使用される制震ダンパーとして、より優れた機能を発揮することができる。

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、その要旨を超えない限り、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。なお、下記に示す材料に示された各数値は、前記測定方法に基づき測定された値である。

〔ＳＢＳ（ｉ）〕＜低分子量ＳＢＳ＞
クレイトンポリマー社製、Ｄ１１１８（分子量分布における第１ピーク(メインピークのピークトップ)：７．９万，第２ピーク（サブピークのピークトップ）：１６万、スチレン−ブタジエンジブロック成分量：７８重量％、スチレン量：３３重量％）

〔ＳＢＳ（ii）〕＜高分子量ＳＢＳ＞
ＪＳＲ社製、ＴＲ２６０１（分子量分布における第１ピーク(メインピークのピークトップ)：１０万，第２ピーク（サブピークのピークトップ）：３５万、スチレン−ブタジエンジブロック成分量：１５重量％、スチレン量：３０重量％）

〔ＳＩＳ（ｉ）〕＜低分子量ＳＩＳ＞
ＪＳＲ社製、ＴＲ２０００（重量平均分子量（Ｍｗ）：９万、スチレン−イソプレンジブロック成分量：０重量％、スチレン量：４０重量％）

〔ＳＩＳ（ii）〕＜高分子量ＳＩＳ＞
日本ゼオン社製、クインタック３５２０（分子量分布における第１ピーク(メインピークのピークトップ)：１３万，第２ピーク(サブピークのピークトップ)：３３万、スチレン−イソプレンジブロック成分量：７８重量％、スチレン量：１５重量％）

〔炭酸カルシウム〕
脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、白艶華ＣＣ）

〔シリカ〕
トリメチルシリル化剤で表面処理されたシリカ（日本アエロジル社製、アエロジルＲＸ２００）

〔カーボンブラック〕
東海カーボン社製、シーストＳ

〔液状ポリマー〕
クラレ社製、ＬＩＲ−３１０（ガラス転移点（Ｔｇ）：−６３℃、静粘度：１４００Ｐａ・ｓ／３８℃、重量平均分子量（Ｍｗ）：３万２０００）

〔実施例１〜６、比較例１〜５〕
後記の表２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。

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。これらの結果を後記の表２に併せて示した。

［剪断弾性率（Ｇｅ）、減衰定数（ｈｅ）］
図５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二枚の金具２２（大きさ１４０ｍｍ×８０ｍｍ、厚み９ｍｍ）の所定箇所（試料２１の接着箇所）に、ゴム用２液接着剤を塗布した後、上記金具２２間に、実施例または比較例のゴム組成物を挟み、乾燥を行った。これを１００℃で１０分間熱プレス成型して、試料（大きさ７０ｍｍ×８０ｍｍ、厚み５ｍｍ）２１を作製した。そして、このサンプルを、矢印方向に加振させて、図６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、上記サンプルに対し、加振機（鷲宮製作所社製、ＤＹＮＡＭＩＣＳＥＲＶＯ）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、大地震時の２波目を想定した加振（剪断歪み率：２００％（試料厚みに対して２００％）、周波数（ｆ）：０．３３Ｈｚ、測定温度：２０℃）を付与し、その加振の時間に対する剪断歪み値（δ）と荷重値（Ｑｄ）の解析から、下記の式（１）〜（４）に従い、等価剛性（Ｋｅ）、等価減衰係数（Ｃｅ）を求めるとともに、その値から、剪断弾性率（Ｇｅ）、減衰定数（ｈｅ）を求めた。なお、下記の式において、ω＝２πｆ、Ｗ＝Ｋｅδ²／２、ΔＷは荷重−歪みループ面積、
Ｓは試料の面積、Ｄは試料の厚みを示す。
等価剛性：Ｋｅ（Ｎ／ｍｍ）＝Ｑｄ／δ …（１）
等価減衰係数：Ｃｅ（ｋＮ・ｓ／ｍ）＝ΔＷ／πωδ² …（２）
減衰定数：ｈｅ＝ΔＷ／４πＷ …（３）
剪断弾性率：Ｇｅ（Ｎ／ｍｍ²）＝Ｋｅ÷Ｓ／Ｄ …（４）

［温度依存性］
上記のようにして作製したサンプル（図５参照）に対し、上記測定方法に準じ、測定温度が０℃のときの剪断弾性率「Ｇｅ（０℃）」と、測定温度が４０℃のときの剪断弾性率「Ｇｅ（４０℃）」の値を測定し、「（Ｇe（０℃）／Ｇe（４０℃））×１００」の値を計算して、温度依存性（％）の評価を行った。

［回復性］
上記のようにして作製したサンプル（図５参照）に対し、測定温度２０℃の温度下で、下記の表１に示す周波数および歪みの条件の振動を、番号「１」〜「１４」の順に、１５分ごと連続して加えた。そして、上記測定方法に準じ、番号「４」のときの剪断弾性率「Ｇｅ「４」」と、番号「１４」のときの剪断弾性率「Ｇｅ「１４」」とを測定し、「Ｇe「１４」／Ｇe「４」」の値を計算して、回復性の評価を行った。

［総合評価］
上記測定結果より、減衰定数（ｈｅ）の値が０．４５よりも大きく、かつ温度依存性評価における「Ｇe（０℃）／Ｇe（４０℃）」の値が１．５以下、かつ回復性評価における「（Ｇe（０℃）／Ｇe（４０℃））×１００」の値が８０％以上のものを、「○」と評価した。また、減衰定数（ｈｅ）の値が０．４〜０．４５で、かつ、回復性、温度依存性は上記の領域に入るものを「△」と評価した。そして、上記「○」および「△」のいずれにも該当しなかったものを「×」と評価した。

上記表２から、実施例の試料は、スチレン−ブタジエンジブロック成分量が６５重量％以上のＳＢＳを主たるポリマーとする本発明に規定の二種類のブロック共重合体（（Ａ）および（Ｂ）成分）を併用し、かつ、剪断弾性率が０．０５Ｎ／ｍｍ²以上であることから、低温度依存性、高減衰特性、高回復性のいずれも満たすことができ、総合評価において良好な結果が得られた。

これに対し、比較例１〜４の試料は、本発明に規定の二種類のブロック共重合体（（Ａ）および（Ｂ）成分）の併用がなされておらず、総合評価において良好な結果が得られなかった。
すなわち、比較例１の試料は、ＳＢＳを主たるポリマーとしているものの、低分子量ＳＢＳしか用いられておらず、回復性に劣る結果となった。比較例２の試料は、ＳＢＳを主たるポリマーとしているものの、高分子量ＳＢＳしか用いられておらず、減衰特性に劣る結果となった。また、比較例３の試料は、ブロック共重合体として低分子量ＳＩＳしか用いられておらず、回復性と温度依存性に劣る結果となった。また、比較例４の試料は、ブロック共重合体として高分子量ＳＩＳしか用いられておらず、温度依存性に劣る結果となった。
一方、比較例５の試料は、二種類のブロック共重合体の併用がなされているが、低分子量ＳＩＳと高分子量ＳＢＳの組合せであるため、回復性と温度依存性に劣る結果となった。

本発明の制振ダンパーは、土木用，建築用の制震ダンパー、家電用や電子機器用の制振ダンパー等として、優れた機能を発揮することができる。とりわけ、橋梁やビルといった大型建造物に使用される制震ダンパーとして、より優れた機能を発揮することができる。
また、本発明の制振ダンパーの構成部材である粘弾性体を備えた、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材や衝撃吸収材、自動車用の制振材や衝撃吸収材等も、本発明の制振ダンパーとして利用することが可能である。

１制振ダンパー
２粘弾性体
３摩擦材
４，５金属板
６ボルト
７，８パネル
９柱
１０梁
１１土台

Claims

下記の（Ａ）および（Ｂ）成分をポリマーとし、かつスチレン−ブタジエンジブロック成分量が６５重量％以上のスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体を主たるポリマーとするゴム組成物からなる粘弾性体を構成部材とする制振ダンパーであって、剪断歪み率２００％，周波数０．３３Ｈｚ，温度２０℃の条件下における上記粘弾性体の剪断弾性率が０．０５Ｎ／ｍｍ²以上であることを特徴とする制振ダンパー。
（Ａ）分子量分布において、分子量６万以上９万未満の領域にメインピークのピークトップを有するスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）。
（Ｂ）分子量分布において、分子量９万以上３３万以下の領域にメインピークのピークトップを有する、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）およびスチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）の少なくとも一方。
上記ゴム組成物における（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合割合が、重量比で、（Ａ）：（Ｂ）＝９５：５〜５０：５０の範囲である、請求項１記載の制振ダンパー。
上記（Ａ）成分のジブロック成分量が７０重量％以上であり、上記（Ｂ）成分のジブロック成分量が１０重量％以上７０重量％未満である、請求項１または２記載の制振ダンパー。
上記ゴム組成物におけるスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体とスチレン−イソプレン−スチレン共重合体の混合割合が、重量比で、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体：スチレン−イソプレン−スチレン共重合体＝９５：５〜５０：５０の範囲である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制振ダンパー。
更に、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、炭素繊維およびカーボンナノチューブからなる群から選ばれた少なくとも一つのフィラーを、上記ゴム組成物に含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の制振ダンパー。
更に、表面処理シリカを上記ゴム組成物に含有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の制振ダンパー。
上記表面処理シリカが、疎水化処理されたシリカである、請求項６記載の制振ダンパー。
上記ゴム組成物からなる粘弾性体とともに、摩擦材を構成部材とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の制振ダンパー。