JP2999397B2

JP2999397B2 - 衝撃吸収性ゲル組成物

Info

Publication number: JP2999397B2
Application number: JP19432795A
Authority: JP
Inventors: 正人川原; 昌幸荻野; 俊通高田; 和利石田; 徹野口
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 2000-01-17
Anticipated expiration: 2015-07-05
Also published as: JPH08183885A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は衝撃吸収性ゲル組成
物に係り、詳しくは減衰性能が大きく、また減衰性能の
最も大きい領域が室温付近にあり、しかも減衰性能の大
きい高減衰領域が２０°Ｃ以上にまたがっている衝撃吸
収性ゲル組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】衝撃吸収材は、防振・制振材料として古
くからゴム、アスファルトなどが良く知られている。こ
れらは数多く使用されてきたが、その衝撃吸収性能、即
ち減衰性能の尺度であるｔａｎδ値は０．１〜０．３で
あって必ずしも大きいといえないため、近年減衰性能の
大きい材料開発が活発に行われている。その中でポリノ
ルボルネン樹脂に多量のオイルを含有させたものが知ら
れている。これはオイルを含有させることによってポリ
ノルボルネンを可塑化し、ガラス転移点を室温付近に、
またｔａｎδ値を１〜２に設定して減衰性能を飛躍的に
向上させている。一方、シリコーンを主成分とするシリ
コーンゲルは、温度および周波数特性が安定しているた
め有望視されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリノルボル
ネン樹脂に多量のオイルを含有させた衝撃吸収材は、減
衰性能が大きいが、室温付近の大きな減衰ピ−クがシャ
ープなため、温度および周波数に対する減衰性能に依存
性が大きく、高価であるという欠点があった。シリコー
ンゲルもｔａｎδ値が０．２〜０．８であって減衰性能
がポリノルボルネンに比べて小さいばかりか、弾性率が
小さすぎたり、また高価である等の問題があった。本発
明は、このような問題点を改善するものであり、室温付
近にガラス転移点を有し、また室温付近を中心にして広
範囲な温度領域にわたって大きな減衰性能を有する衝撃
吸収性ゲル組成物を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は両端に位置する
スチレンを重合させたブロックとその間にあってイソプ
レンを重合させたものでビニル基を含み、ビニル結合量
が７０％のブロックにより構成され、スチレン含有量３
０％以下のトリブロック共重合体１００重量部に対し
て、平均分子量８００の液状ポリブテンを５〜２５重量
％、平均分子量１，４００の液状ポリブテンを１０〜５
０重量％、そして平均分子量２，９００の液状ポリブテ
ンを５〜２５重量％混合した異なる分子量を有するもの
であって、平均分子量が８００〜３，０００の範囲にあ
る液状ポリブテンを１０〜５００重量部添加した衝撃吸
収性ゲル組成物からなる。また、本発明は上記のトリブ
ロック共重合体１００重量部に対して窒化ホウ素粉、そ
して酸化イットリウム粉から選ばれたセラミックスを５
〜１００重量部添加した衝撃吸収性ゲル組成物も含む。
また、本発明は上記衝撃吸収性ゲル組成物が発泡体から
なる場合や、光安定剤、熱酸化防止剤、そして界面活性
剤から選ばれた少なくとも１種の添加剤を配合した場合
も含む。更に、本発明は上記のトリブロック共重合体１
００重量部に対して、平均分子量８００の液状ポリブテ
ンを５〜２５重量％、平均分子量１，４００の液状ポリ
ブテンを１０〜５０重量％、そして平均分子量２，９０
０の液状ポリブテンを５〜２５重量％混合した異なる分
子量を有するものであって、平均分子量が８００〜３，
０００の範囲にある液状ポリブテンを１０〜５００重量
部、そして架橋剤を添加した衝撃吸収性ゲル組成物も含
む。

【０００５】即ち、本発明では、約３０°Ｃ付近で室温
からやや高温側にシャープなガラス転移領域（シャープ
なｔａｎδのピーク領域）をもつ上記のトリブロック共
重合体のｔａｎδのピーク領域を低温側に広げ、更に高
温側のｔａｎδ値を増大させるため、平均分子量８００
の液状ポリブテンを５〜２５重量％、平均分子量１，４
００の液状ポリブテンを１０〜５０重量％、そして平均
分子量２，９００の液状ポリブテンを５〜２５重量％混
合した異なる分子量を有するものであって、平均分子量
が８００〜３，０００の範囲にある液状ポリブテンを添
加することで、これらを解決したものである。また、こ
れを添加することにより、トリブロック共重合体の硬度
を低下させ、低周波振動を吸収する衝撃吸収性ゲル組成
物が得られた。尚、本発明では、架橋した衝撃吸収性ゲ
ル組成物、また架橋していないあるいは架橋しない衝撃
吸収性ゲル組成物を含んでいる。

【０００６】得られた衝撃吸収性ゲル組成物は、少なく
ともｔａｎδの最大値が１以上であり、ｔａｎδのピー
ク領域が室温付近（２０〜３０°Ｃ）に存在し、高減衰
領域（ｔａｎδ≧１）が２０°Ｃ以上にまたがってお
り、かつ高温側のｔａｎδ値が増大する特性を有してい
る。即ち、１．ｔａｎδｍａｘ≧１２．温度（ｔａｎδｍａｘ）＝２５±５°Ｃ３．温度（ｔａｎδ≧１）≧２０°Ｃ４．ｔａｎδ（５０°Ｃ）≧０．４

【０００７】また、本発明の衝撃吸収性ゲル組成物は、
室温付近での貯蔵弾性率Ｅ’の周波数依存性が小さく安
定していること、即ち下記の特性を有している。５．Ｅ’（１００Ｈｚ）／Ｅ’（１Ｈｚ）＜１０

【０００８】また、本発明の衝撃吸収性ゲル組成物は、
室温付近でのｔａｎδの周波数依存性が小さく安定して
いること、即ち下記の特性を有している。６．ｔａｎδ（１００Ｈｚ）／ｔａｎδ（１Ｈｚ）＜４従って、本発明の衝撃吸収性ゲル組成物は、少なくとも
上記特性１〜４を有しており、また１〜６の特性を全て
満足するもであってもよい。

【０００９】更に、窒化ホウ素粉、そして酸化イットリ
ウム粉から選ばれたセラミックスを添加した衝撃吸収性
ゲル組成物では、ｔａｎδのピーク半値幅が４０°Ｃ以
上になり、より広範囲な温度領域にわたって大きな減衰
性能を有するものになる。即ち下記特性を有している。７．ｔａｎδのピーク半値幅≧４０°Ｃ

【００１０】本発明の衝撃吸収性ゲル組成物で使用する
トリブロック共重合体は、両端に位置するスチレンを重
合させたブロックとその間にあってイソプレンを重合さ
せたものでビニル基を含みビニル結合量が７０％のブロ
ックにより構成され、スチレン含有量３０％以下の共重
合体である。この共重合体は室温領域にガラス転移温度
を持っており、この温度範囲において高い減衰性能を有
しているが、ｔａｎδのピーク領域がシャープなため、
室温付近での減衰性能の温度および周波数依存性が大き
い。スチレンの含有量が３０％を越えると、共重合体の
剛性が増してゲル組成物の硬度調節が困難になる。

【００１１】上記トリブロック共重合体として、ビニル
イソプレン相が水素添加されているものも使用すること
ができる。この場合の水素添加率は８０％以上になる。

【００１２】本発明で使用する液状ポリブテンは、室温
付近にｔａｎδ値の極めて大きい流動領域を有している
ため、前述のとおりトリブロック共重合体のｔａｎδの
ピーク領域を低温側へ広げるとともに高温側のｔａｎδ
値を増大させ、また硬度を低下させて低周波振動の吸収
を可能にする役目を担っている。このためにも平均分子
量８００の液状ポリブテンを５〜２５重量％、平均分子
量１，４００の液状ポリブテンを１０〜５０重量％、そ
して平均分子量２，９００の液状ポリブテンを５〜２５
重量％混合した異なる分子量を有するものであって、平
均分子量が８００〜３，０００の範囲にある液状ポリブ
テンが使用される。

【００１３】平均分子量が８００未満の場合には、通常
のオイルなどの可塑剤と同様にｔａｎδのピーク領域が
大きく低温へ移行し、一方平均分子量２，９００を越え
たり、固体状のものになると、ゲル組成物の硬度低下が
小さくなって、ｔａｎδのピーク領域は低温側に広がら
ず、所望の減衰材料が得られない。また、上記の異なる
分子量を有する液状ポリブテンを混合すると、高減衰領
域の幅が非常に広く、ｔａｎδのピーク半値幅も大きく
なる特性を有している。

【００１４】また、上記異なる分子量を有する液状ポリ
ブテンの添加量は１０〜５００重量部である。添加量が
１０重量部未満では、ｔａｎδのピーク領域の利用でき
る温度域が狭くなり、ｔａｎδのピーク領域の広幅化と
硬度低下が不充分であり、一方５００重量部を越える
と、ゲル組成物の流動性および粘着性が大きく、圧縮変
形等の物性も低下する。

【００１５】更に、本発明では上記の衝撃吸収性ゲル組
成物に、カーボンブラックなどに比べて比較的粒径が大
きい窒化ホウ素粉、そして酸化イットリウムから選ばれ
たセラミックスも添加することができる。このセラミッ
クスは表面形状に特長を有し、組成物の分子と非常に摩
擦が大きくなって、特にガラス転移領域の低温側および
高温側の両方の温度域での減衰性能を増加させる。

【００１６】例えば、窒化ホウ素粉や酸化イットリウム
粉は、板状構造からなり表面に多数の鋭角な角をもつ凹
凸面を有し、このため高分子との界面間の内部摩擦力が
増し、組成物が振動を受けると、該界面間で内部発熱が
起こり易くなって減衰性能が増す。従って、上記特定の
セラミックスは、微粒子がストラクチャーを形成しやす
いカーボンブラックのように硬度を著しく増大させるこ
となく、高減衰領域を広幅化することができる。

【００１７】上記セラミックスは、トリブロック共重合
体１００重量部に対して５〜１００重量部添加される。
５重量部未満の場合には、高減衰領域を広幅化させる効
果がなく、一方１００重量部を越えると、ゲル組成物の
硬度は非常に高くなり、目的とするゲル組成物が得られ
ない。

【００１８】また、本発明においては、上記添加剤以外
にパーオキサイドを添加し、化学架橋構造を有するゲル
組成物にして、高温度での使用を可能にすることができ
る。しかし、場合によっては架橋構造にする必要はな
い。上記パーオキサイドとしては、例えばジ−ｔ−ブチ
ルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、
ジクミルパーオキサイド、２．５−ジメチル−２．５−
ジ（ｔ−ブチルパーオキサイド）−ヘキサン、２．５−
ジメチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキ
サン−３，１，３−ビス−（ｔ−ブチルパーオキシ−イ
ソプロピル）ベンゼン、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオ
キシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１
−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、４，４−
ジ−ｔ−オキシパレリック酸−ｎブチル、２，２−ジ−
ｔ−ブチルパーオキシブタンが挙げられる。他の架橋剤
としては、アザイゾ型架橋剤、臭素化フェノール型架橋
剤、アルデヒド−アミン反応生成物、硫黄、マレイン酸
イミド類が挙げられる。上記架橋剤はトリブロック共重
合体１００重量部に対して０．３〜１．３重量部添加さ
れる。０．３重量部未満では、表面の粘着性は増し、ま
た１．３重量部を超えると、架橋密度が高くなり減衰性
能が低下する。

【００１９】更に、本発明では、前述のトリブロック共
重合体に加えて、室温付近でガラス転移領域を有するポ
リ酢酸ビニルあるいは可塑剤で可塑化したポリ塩化ビニ
ルをブレンドすることができる。この添加量はトリブロ
ック共重合体１００重量部に対して５〜５０重量部であ
る。

【００２０】また、本発明の衝撃吸収性ゲル組成物は、
ソリッドに限らず発泡倍率１．２〜４の発泡体であって
もよい。この場合、発泡剤としては、重炭酸ナトリウ
ム、炭酸アンモニウムなどの無機化合物、ジニトロソ・
ペンタメチレン・テトラミンなどのニトロソ化合物、ア
ゾジカルボンアミド、アゾ・イソブチロ・ジニトリルな
どのアゾ化合物、その他尿素系の発泡助剤を使用するこ
ともできる。この発泡剤の添加量は、トリブロック共重
合体１００重量部に対して３〜１０重量部である。

【００２１】更に、本発明では、光安定剤、熱酸化防止
剤そして界面活性剤から選ばれた添加剤を混入して、ゲ
ル組成物の特性を改善することができる。この光安定剤
としては、例えば２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾ
フェノン、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ターシャル
−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾ
トリアゾール、２，４，ジ−ターシャル−ブチルフェニ
ル−３’，５’−ジ−ターシャル−ブチル−４’−ヒド
ロキシベンゾネート、ニッケルジブチル−ジチオカルバ
メート等がある。この光安定剤の添加量は、トリブロッ
ク共重合体１００重量部に対して０．２〜５重量部であ
る。

【００２２】また、熱酸化防止剤としては、例えば２，
６−ジ−ターシャルブチル−４−メチルフェノール、ス
チレネイテッドフェノール、ミクストＮ，Ｎ’−ジアリ
ル−パラフェニレンジアミン、ジラウリル−３，３’−
チオジプロピレート、ジステアリル−３，３’−チオジ
プロピレート、トリノリルフェニルフォスフェート、Ｎ
−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−Ｐ−フェニレンジア
ミンなどが使用される。この熱酸化防止剤の添加量は、
トリブロック共重合体１００重量部に対して０．２〜５
重量部である。

【００２３】また、界面活性剤は、得られたゲル組成物
の表面の貼着性を阻止するものであり、例えばアルキル
硫酸エステルナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナ
トリウムなど陰イオン性のもの、アルキルピリジニウム
硫酸塩などの陽イオン性のもの、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニル
エーテル、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモ
ノオレエート、ソルビタントリオレエートなどの非イオ
ン性のもの、アルキルトリメチルアミノ酢酸などの両性
のものがある。この界面活性剤の添加量は、トリブロッ
ク共重合体１００重量部に対して０．２〜５重量部であ
る。

【００２４】更に、本発明では、硬度調整剤として炭酸
カルシウム、補強剤としてカーボンブラック、また着色
剤も目的に応じて添加することが出来る。

【００２５】

【実施例】次に、本発明を具体的な実施例により更に詳
細に説明する。実施例１、比較例１ミキサーの容器の温度を１５０°Ｃに保ち、表１に示す
固体のトリブロック共重合体（ＳＶＩＳ）と液体のポリ
ブテンの混合物を容器の温度を１５０°Ｃに保ったミキ
サーに投入し、ＳＶＩＳが融解した後、表１に示す他の
配合物を混入して充分に混練りする。こうして得られた
混合物をロール温度９０〜１２０°Ｃに保持した２本ロ
ールにて約２ｍｍの厚みに圧延してシートを得た。これ
を１７０°Ｃにて１５分間所定の形状に架橋し成形し
た。

【００２６】上記架橋し成形したシートから幅１０ｍ
ｍ、長さ２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの短冊状の試料を作製し
た。この試料をレオログラフソリッド（東洋精機社製）
を用いて、±０．０５％以下の正弦的動的歪みを上記試
料に与えて、貯蔵弾性率Ｅ’、損失弾性率Ｅ”および損
失係数ｔａｎδを測定した。温度依存性は周波数１０Ｈ
ｚにて−６０°Ｃ〜８０°Ｃの温度範囲で、周波数依存
性は２５°Ｃにて１〜１００Ｈｚの周波数範囲で測定し
た。これらの測定結果を表１に併記する。

【００２７】

【表１】

【００２８】この結果によると、平均分子量８００の液
状ポリブテンを５〜２５重量％、平均分子量１，４００
の液状ポリブテンを１０〜５０重量％、そして平均分子
量２，９００の液状ポリブテンを５〜２５重量％混合し
た異なる分子量を有する液状ポリブテンを使用すると、
高減衰領域の幅が広く、貯蔵弾性率Ｅ’およびｔａｎδ
の周波数依存性も小さいことが判る。また、特に、高減
衰領域の幅が非常に広く、ｔａｎδのピーク半値幅も大
きくなる特性を有している。

【００２９】一方、比較例のように平均分子量がこの範
囲から外れると、高減衰領域の幅が狭く、とりわけ平均
分子量が小さくなると、高減衰領域が低温側に移動して
しまい、また逆に平均分子量が大きすぎると、周波数依
存性が大きくなり、硬度の調節もできなくなってくる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明の衝撃吸収性ゲル組
成物は、減衰性能が大きく、また減衰性能の最も大きい
領域が室温付近にあり、しかも減衰性能の大きい高減衰
領域が２０°Ｃ以上にまたがっているために、室温付近
を中心にして広範囲の温度領域にわたって衝撃吸収が可
能になり、また室温付近において貯蔵弾性率Ｅ’および
ｔａｎδの周波数依存性も安定していることから、幅広
い周波数をもつ振動も吸収できる効果を有している。ま
た、異形の表面形状を有する板状構造のセラミックス粉
を添加することにより、ｔａｎδのピーク半値幅がより
大きくなって、より広範囲の温度領域にわたって衝撃吸
収が可能になる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野口徹神戸市長田区浜添通４丁目１番21号三ツ星ベルト株式会社内審査官一色由美子 (56)参考文献特開平３−287651（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−9249（ＪＰ，Ａ) 特開平１−249845（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−151913（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 9/00 - 9/10 C08L 23/00 - 23/36 C08L 25/00 - 25/16 C08L 47/00 C08L 53/00 - 53/02 C08K 3/00 - 13/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】両端に位置するスチレンを重合させたブ
ロックとその間にあってイソプレンを重合させたもので
ビニル基を含み、ビニル結合量が７０％のブロックによ
り構成され、スチレン含有量３０％以下のトリブロック
共重合体１００重量部に対して、平均分子量８００の液
状ポリブテンを５〜２５重量％、平均分子量１，４００
の液状ポリブテンを１０〜５０重量％、そして平均分子
量２，９００の液状ポリブテンを５〜２５重量％混合し
た異なる分子量を有するものであって、平均分子量が８
００〜３，０００の範囲にある液状ポリブテンを１０〜
５００重量部添加してなることを特徴とする衝撃吸収性
ゲル組成物。
【請求項２】両端に位置するスチレンを重合させたブ
ロックとその間にあってイソプレンを重合させたもので
ビニル基を含み、ビニル結合量が７０％のブロックによ
り構成され、スチレン含有量３０％以下のトリブロック
共重合体１００重量部に対して、平均分子量８００の液
状ポリブテンを５〜２５重量％、平均分子量１，４００
の液状ポリブテンを１０〜５０重量％、そして平均分子
量２，９００の液状ポリブテンを５〜２５重量％混合し
た異なる分子量を有するものであって、平均分子量が８
００〜３，０００の範囲にある液状ポリブテンを１０〜
５００重量部添加した発泡体からなる特徴とする衝撃吸
収性ゲル組成物。
【請求項３】両端に位置するスチレンを重合させたブ
ロックとその間にあってイソプレンを重合させたもので
ビニル基を含み、ビニル結合量が７０％のブロックによ
り構成され、スチレン含有量３０％以下のトリブロック
共重合体１００重量部に対して窒化ホウ素粉、そして酸
化イットリウムから選ばれたセラミックスを５〜１００
重量部添加してなる請求項１または２記載の衝撃吸収性
ゲル組成物。
【請求項４】光安定剤、熱酸化防止剤、そして界面活
性剤から選ばれた少なくとも１種以上の添加剤が混入さ
れる請求項３記載の衝撃吸収性ゲル組成物。
【請求項５】両端に位置するスチレンを重合させたブ
ロックとその間にあってイソプレンを重合させたもので
ビニル基を含み、ビニル結合量が７０％のブロックによ
り構成され、スチレン含有量３０％以下のトリブロック
共重合体が水素添加されている請求項１または２記載の
衝撃吸収性ゲル組成物。
【請求項６】両端に位置するスチレンを重合させたブ
ロックとその間にあってイソプレンを重合させたもので
ビニル基を含み、ビニル結合量が７０％のブロックによ
り構成され、スチレン含有量３０％以下のトリブロック
共重合体１００重量部に対して、平均分子量８００の液
状ポリブテンを５〜２５重量％、平均分子量１，４００
の液状ポリブテンを１０〜５０重量％、そして平均分子
量２，９００の液状ポリブテンを５〜２５重量％混合し
た異なる分子量を有するものであって、平均分子量が８
００〜３，０００の範囲にある液状ポリブテンを１０〜
５００重量部、そして架橋剤を添加したことを特徴とす
る衝撃吸収性ゲル組成物。
【請求項７】光安定剤、熱酸化防止剤、そして界面活
性剤から選ばれた少なくとも１種の添加剤が混入される
請求項６記載の衝撃吸収性ゲル組成物。