JP2607383B2 - アスフアルト系振動減衰材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アスファルト系振動減衰材料であって、さ
らに詳しくは土木，建築物の柱，梁，壁及び天井面等の
構造部材間の当接面に挟装して使用することにより、地
震，風，交通による振動および機械振動等を減衰させる
に適する振動減衰材料に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、土木・建築構造物の振動を減衰させる目的
で各種の弾性及び粘弾性物質が使用されている。

その代表的なものとして、弾性物質では平板，ブロッ
ク状の硬質ゴム，硬質合成ゴム等の弾性体が使用されて
いるが、これはゴム弾性が強すぎるため振動減衰性能に
欠ける。

また、ゴム自体接着性をもたないため、施工面に固定
する方法として、ゴム表面に接着剤をコーティングする
か、接着機能を有する板等を重ねた二層以上の構造材料
に加工して使用されていた。

また、粘弾性物質ではシリコン系樹脂，高分子系材料
が考えられるが、シリコン系樹脂はコストが高く、減衰
性能もやや劣るため建物の振動減衰材料として使用する
には不適である。

また、他の高分子系材料も振動減衰性能，コスト，施
工性（液体であるため封入が必要）に関してやや問題が
ある。

これら以外の防振材として、粘着性，変形性及び水密
性の点で優れるアスファルトが広く使用されている。

〔本発明が解決しようとする課題〕

しかし、アスファルトは単独では常温で接着性が低
く、低温では脆く、割れ易く、反面高温では流動性が大
きく、かつ、弾性が低く引張り圧縮後復元しにくいなど
の欠点を有している。

また、アスファルト単独でなく、アスファルトにゴム
及びフィラーを混合した土木建築用の目地材があるが、
これはゴム弾性が大きく、エネルギー放出量が少ないた
め振動減衰性能としては不適当である。

さらに、アスファルトにゴムを混合した舗装材もある
が、これはゴム弾性が小さすぎで振動減衰性能が悪く、
軟化点が低いため垂直面に用いると流れだしてしまう等
の欠点がある。

上記の諸特性を満足する振動減衰材料が得られなかっ
た最大の理由は、 材料自身が強い接着性を有し、 広範囲な温度域で安定かつ高い減衰性能を有し、 材料の剪断変形に対し、高く粘性剪断抵抗（変形度
高く、復元度良好）をもつ材料が得られなかったことで
ある。

そのため、現状ではアスファルト材と熱可塑性樹脂や
無機質充填材からなる熱溶融型シートを使用し、施工時
加熱融着させて被着面に貼着するもの、及びゴム入りア
スファルトの粘弾性体をアルミニウム等の薄板に貼着し
た２層以上の構造のシートやパネルが使用されている。

このため、材料自身が強い接着性を有し、適度の粘弾
性，引張強度，高温での耐流動性，低温での熱着性およ
び成型性をもち、かつ、広範囲な温度域で安定かつ高い
減衰性能，高い粘性剪断抵抗（変形度高く、復元度良
好）をもつ材料の開発が望まれていた。

本発明はアスファルトとゴム及び／又は粘着剤の調合
を工夫して減衰性が高く、復元力もあり、かつ素材のみ
で任意の形状にできるアスファルト系振動減衰材を提供
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は （１） ａ） アスファルト 70〜90重量部 ｂ） 熱可塑性ゴム 10〜30 〃 〔ただし上記の重量部はａ）およびｂ）の組成の合計の
重量を100重量部とする〕からなり、かつ針入度が35か
ら140の範囲にあるアスファルト系振動減衰材料。

（２） ａ） アスファルト 60〜80重量部 ｂ） 熱可塑性ゴム 10〜30 〃 ｃ） 粘着付与剤 １〜20 〃 〔ただし上記重量部はａ）,b）およびｃ）の組成の合計
の重量を100重量部とする〕からなり、かつ針入度が35
から140の範囲にあるアスファルト系振動減衰材料。

である。

本発明の振動減衰材料とは、シート状の粘弾性材料に
厚みの直交方向にくり返し剪断変形が作用した時に生じ
る歪によってエネルギーを吸収，放出する機能を有する
ものを称する。

本発明の材料を構成するそれぞれの素材を詳述する。

（１） アスファルト アスファルトは瀝青または瀝青材料と同義語で、石炭
タール，石油タールピッチ，天然アスファルト，石油ア
スファルト等またはこれらの混合物の総称であって、炭
化水素を主成分とし、常温で液体状，半固体状，固体状
の褐色ないし黒褐色の物質である。代表例として石油ア
スファルト中のストレートアスファルトで針入度が０〜
300〔1/10mm:100g,25℃,5秒間の測定条件〕の範囲のも
のが製品規格（JIS−K2207）とされている。

本発明では針入度290および150のストレートアスファ
ルトを用いて、振動減衰を目的とする組成物とした。そ
の結果として組成物の針入度が35〜140の範囲のものが
振動減衰材料として使用できることを確認した。

本発明に用いるアスファルトは、針入度35以上300以
下のものが望ましい範囲であり、アスファルトの針入度
以外の性状は特に問題とならない。したがって、ストレ
ートアスファルト以外の前記で総称されたアスファルト
を個々に任意に選定して針入度を調整して使用できる。
また、針入度の小さい、かつ硬いアスファルトを鉱油，
灯油，軽油，エキストラ油および植物油等で希釈し針入
度を35〜300の範囲にしたものも使用できる。

本発明に含有されるアスファルトは、粘着付与剤のな
い場合（１）70〜90重量部と、粘着付与剤を含有する場
合（２）60〜80重量部であることを必須とするものであ
る。アスファルトの含有量が下限値未満ではゴムおよび
／又は粘着付与剤を増量する必要がある。ゴム分が多く
なると粘度が上昇し混合が困難となりかつコスモも増大
する。また、粘着付与剤が多すぎると減衰効果は向上せ
ず、かつコストも増大する。また、アスファルトの含有
量が上限値をこえるとゴムおよび／又は粘着付与剤の量
が少なくなり、良好なゴム弾性が得られない。また低温
での接着性が不良となる等の問題が生じ、本発明の目的
とする振動減衰性能が著しく悪くなるために実用に供し
難いものとなる。

（２） 熱可塑性ゴム 天然ゴムやスチレンブタジェンゴム（SBS），ブチル
ゴム，ネオプレンゴム，クロロプレンゴム等の合成ゴム
より自由に選択した１種もしくは２種以上を組み合せて
使用できる。

また、再生ゴムを使用することは何ら差支えなくコス
ト面から好ましいことである。より、いっそう使用する
に好ましいゴムはスチレン，ブタジェン，スチレンブロ
ック共重合体（SBS），スチレン，イソプレン，スチレ
ンブロック共重合体（SIS）である。

本発明に含有されるゴムは10〜30重量部の範囲であ
り、含有されるゴムが10重量部未満では温度依存性が悪
く、粘性せん断抵抗力が小さくなり、かつ高温度域での
引張応力が低下し（伸縮中で小さくなり）振動減衰性能
が低下する。

30重量部を越えると著しく粘度が上昇するために、ミ
キサー混合および製造後の移送やシート製造等の作業性
が困難となる。

また、アスファルトは針入度が小さくなる程粘度が上
昇するため、10％以上の比較的多量のゴムを溶かす場合
には、上述のような混合や作業性を考えると最終製品の
針入度を著しく小さくすることには自ずと限界がある。
一般的に針入度35未満の製品製造は困難であり、いずれ
の場合にも実用に供し難い。

（３） 粘着付与剤 本発明は、本材を含有しなくても常温以上においては
アスファルト自身のもつ粘着性能により接着効果が得ら
れるが、例えば冬場の外気温度５℃前後で施工する場合
は本発明の表面を加熱してから使用する必要が生じる
が、本材を含有することによりそのまま接着できるよう
になる。

本材は常温で液体状のポリブテン，ポリブテン−マレ
イン酸誘導体又は、常温で固体状のテルペン樹脂，変性
ウッドロジン等を使用する。

本材の含有量は１〜20重量部の範囲である。含有量が
20重量部を越えるとアスファルトとの相溶性が悪くな
り、かつ本発明の価格も高くなることにより実用に供し
難い。

また、前記アスファルト，鉱油，熱可塑性ゴム（粘着
付与剤を添加する場合には粘着付与剤）の各配合割合は
これらの合計の100重量部に対する割合である。

以上、本発明の減衰材料は、前記範囲内であれば自由
に組合せることにより、広い温度域で安定した振動減衰
性能を有し、接着性，加工性，施工性に優れたものを得
ることができる。

本発明の製造方法を例示すれば、針入度35〜300の範
囲にあるアスファルトに、ゴムおよび必要に応じて粘着
付与剤を入れて加熱しながら、ミキシングロール，バン
バリーミキサー等の高剪断のミキサーでゴム等の縮・重
合が起らない180℃位に溶融して均一に混合する。

その混合溶液を使用目的に合わせて任意の形状（ブロ
ック，シート状）或いは予じめ用意した容器に流し込み
成型する。

例えばブロック状にする場合、あらかじめブロック状
の型わくを用意しておきその中に流し込み、自然冷却に
て固型化する。

また、シート状にする場合、混合溶液をシリコーンで
処理した離型紙上に流し、ドクターナイフにて任意の厚
さにし、離型紙を重ねてシート状に加工する。

なお、直接シート状にせず、一旦ブロック状に加工し
たのち、熱プレス成型によりシート状にする。また、現
場に於てバーナー等により加熱溶融してシート状又は目
的形状に成型することもできる。

〔実 施 例〕

以下に第１表に示す実施例について本発明実施の態様
例を示す。当然のことではあるが、本発明は以下の実施
例のみに限定されるものではない。

第１表に示す実施例１〜２は、アスファルト，熱可塑
性ゴム及び／又は粘着付与剤を前述の製法により作っ
た。

評価方法 上記アスファルト系振動減衰材の評価方法は次の通り
である。

（１） 針入度（JIS K−2207） アスファルトの硬さを表すもので、規定条件のもと
で、規定の針が試料中に垂直に進入した長さで表す。

単位は0.1mmを１とする。

（２） 軟化点（JIS K−2207） アスファルトの軟化する温度を表すもので、試料を規
定条件のもとで加熱したとき、試料が規定距離にたれ下
るときの温度。

（３） ピール強度（JIS Z−0237） 試料をホットプレスにより0.2mmの厚さに成形し、片
面を適当な不織布に貼りつけ、他の片面に離型紙を貼っ
た後、幅2.5cm長さ12cmの試験片を採る。次に規定の温
度に保った空気浴中で粘着面を清浄なステンレス板に接
着し、直ちに5cm/分の速度で引きはがし180℃ピール強
度を測定する。

（４） 減衰力 第１図及び第２図に示す如き振動減衰装置を用いて測
定する。即ち、第１図中に示すように矢印方向に振動す
る振動台１に、ロードセル２を介して取付けられている
振動板３の上面及び下面に夫々板状（85mm×85mm×5m
m）の振動減衰材料4,4を貼付けると共に、振動減衰材料
4,4の他の面は夫々固定台５に取付けられている固定板
６に夫々固定し、振動台１の振動によって振動板３を矢
印方向へ振動させる。この場合振動台１の振幅と振動数
を変化させ、振動減衰材料4,4に剪断歪を加えて減衰力
と、復元度をチェックする。尚、第１図中符号７は振動
板に取付けられているサーボ加速度計である。

結果 第１表，第３図及び第４図は試験結果を示したもので
ある。

第１図，第２図に示した装置を用いて、減衰力とその
時の振動数と振幅より求まる速度との関係を第３図の通
り求めた（但し、この値は振動数0.33Hz,温度20℃の場
合とする）。

また、一般に使用する温度域（10〜30℃）における各
温度毎の減衰力を第４図の通り求めた（但し、この値は
振動数0.33Hz,振幅5mmの場合である）。

比較例１は、針入度の高い（140以上）材料、比較例
２は熱可塑性ゴムの量の少ない（10％以下）材料をそれ
ぞれ試験評価を行った。

試験結果として、実施例は比較例１と比べて減衰力Ｑ
の値が大きく、振動減衰効果は良好である。また、比較
例２は減衰力は大きいが温度依存性が大きく振動減衰材
料としては実用とならない。

実施例１−２は振動による剪断歪に対して大きな減衰
力が得られる。また、温度に対する変化も少なく、振動
減衰材料として良好である。

実施例３は、実施例１の成分のうち粘着附与材を除い
たものである。第３図，第４図よりわかる様に減衰力及
び温度依存性については実施例１とほぼ同等の減衰性能
を有している。ピール強度は０であり低温時での接着性
が悪いことを示しているが、常温で使用するには問題が
ない。

比較例３は針入度の低い（35未満）材料であり粘度が
高く混合が相当困難となる。また、比較例４は熱可塑性
ゴム量が多い（30％を越える）材料であり、これも粘度
が高くなって混合が不能である。

〔発明の効果〕

（１） 本発明は広温度域で安定した振動減衰効果が得
られる。特に剪断変形に対して高い減衰効果がある。

（２） 本発明は粘弾性と粘着性を有しているために、
加工性が容易でかつ現場で構築物に簡単に貼付できるた
め施工が容易である。

（３） 任意の形状にでき、使用目的に応じてブロック
状，シート状に加工でき取扱いが便利である。

（４） 使用目的に合わせて本材を溶融（180〜200
℃）、液状にして流し込みとすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は振動減衰装置の一例の立面図、第２図は同平面
図，第３図は本発明と比較例との減衰力−速度関係図の
一例、第４図は本発明と比較例との減衰力−温度関係図
の一例である。 1:振動台、2:ロードセル、3:振動板、 4:振動減衰材料、5:固定台、6:固定板、 7:サーボ加速度計。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 93:00） (72)発明者 板垣 和芳 東京都千代田区丸の内２丁目７番３号 昭和シエル石油株式会社内 (72)発明者 藤田 豊 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水 建設株式会社内 (72)発明者 中村 豊 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水 建設株式会社内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ） アスファルト 70〜90重量部 （ｂ） 熱可塑性ゴム 10〜30 〃 〔ただし、上記の重量部は（ａ）および（ｂ）の２成分
   の合計の重量を100重量部とする〕からなり、かつ針入
   度が35から140の範囲にあることを特徴とするアスファ
   ルト系振動減衰材料。
2. 【請求項２】（ａ） アスファルト 60〜80重量部 （ｂ） 熱可塑性ゴム 10〜30 〃 （ｃ） 粘着付与剤 １〜20 〃 〔ただし、上記の重量部は（ａ），（ｂ）および（ｃ）
   の成分の合計の重量を100重量部とする〕からなりかつ
   針入度が35から140の範囲にあることを特徴とするアス
   ファルト系振動減衰材料。