JP5101807B2 - 振動吸収体用組成物 - Google Patents

Description

本発明は振動吸収体用組成物に関し、更に詳細にはゴム組成物を主成分とする振動吸収体用組成物に関する。

振動吸収体用組成物としては、下記特許文献１に提案されている組成物が知られている。この組成物は、分子中に二個以上の数平均分子量が３０００〜４００００のスチレンモノマーに代表されるビニル芳香族モノマーから成るブロックと、一個又は複数個のビニル結合含有量が４０％以上であり、−４０℃以上にtanδの主分散のピークを有するイソプレン又はイソプレン−ブタジエンから成るブロックとから構成される、分子量が４００００〜３０００００であるブロック共重合体を主成分とするものである。
かかるブロック共重量体を主成分とする組成物には、このブロック共重量体１００重量部に対し、ゴム組成物を２０重量部以下ブレンドして得たブレンド組成物から成る振動吸収体用組成物も提案されている。

特許文献１に提案されたブロック共重合体のうち、ポリスチレンブロックとビニル−ポリイソプレンブロックとから成るブロック共重合体は、図３に示す様に、ポリスチレンブロックとビニル−ポリイソプレンブロックとが結合され、網状構造を形成しているものと推察される。
また、かかるブロック共重合体について、そのtanδ（損失正接）と温度との関係を測定した結果を図４に示す。図４は、横軸は温度を示し、縦軸はtanδの値を対数目盛で示した。この図４において、tanδの主分散Ａは、ポリスチレンブロックとイソプレン／ブタジエンから成るブロックとのブロック共重合体のものであり、tanδの主分散Ｂは、ポリスチレンブロックとイソプレンブロックとのブロック共重合体のものである。いずれもブロック共重合体も、tanδの主分散のピーク値は１を超える。
しかも、図４に示すブロック共重合体は、そのtanδの主分散のピーク温度よりも高温領域では、そのピーク温度よりも低温領域に比較して高いtanδの値を呈する。このため、かかるブロック共重合体から成る成形体は、そのブロック共重合体のtanδのピーク温度よりも高温側では優れた制振性能を呈する。

しかし、図４に示すブロック共重合体は、室温で固体の熱可塑性ポリマーであるため、成形するには融点まで昇温することが必要である。従って、このブロック共重合体を、汎用ゴム組成物の成形で採用されている圧縮成形によって成形することは極めて困難である。
更に、このブロック共重合体から成る成形体では、室温において、その硬度が９０以上と極めて硬く、成形体としてのパッキンは、シール性に欠けるものとなる。
また、かかるブロッック共重合体の成形性や、その成形体の弾性特性についても、このブロック共重合体を主成分とするブレンド組成物でも同様である。
一方、イソブチレン−イソプレン共重合体（ＩＩＲ）等の汎用ゴム組成物は、圧縮成形によって容易に成形ができる。
しかし、汎用ゴム組成物のみから成る成形体としてのパッキンは、通常に使用される室温以上の温度におけるtanδの値（例えば、ＩＩＲについての１００Ｈｚにおける２５℃のtanδの値が０．２０）が、図４に示すブロック共重合体のtanδの値に比較してかなり低い値である。このため、汎用ゴム組成物のみから成る成形体では、室温よりも高温の高温雰囲気下での制振性能が不足する。特に、近年、夏の車内における温度雰囲気下でも充分な制振性能を呈し得る成形体が求められている。
そこで、本発明の課題は、室温以上の温度雰囲気下において優れた制振性を呈すると共に、優れた弾性を呈することができ、且つ圧縮成形が可能な振動吸収体用組成物を提供することにある。

本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、イソブチレン−イソプレン共重合体（ＩＩＲ）に、図４に示すtanδの主分散Ａを呈するブロック共重合体を混合し架橋して得たゴム弾性体は、汎用ゴムで採用されている圧縮成形が可能であること、及びtanδの主分散のピーク温度よりも高温領域においても優れた制振性能を呈することを知り、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、分子中にスチレンモノマーから成るブロックと、ビニル結合を含むイソプレン／ブタジエンから成るブロックとから成り、スチレン含有量が２０％、ガラス転移点温度が−４０〜＋３０℃であって、−４０℃以上にtanδの主分散のピークを有するブロック共重合体が、イソブチレン−イソプレン共重合体から成るゴム組成物１００重量部に対して５０〜７０重量部混合され架橋されて成る圧縮成形可能なゴム弾性体であって、前記ゴム弾性体の１００Ｈｚにおけるtanδの主分散のピーク温度が０〜＋６０℃であり、２５℃のtanδの値が１．０２以上であると共に、前記ピーク温度以上の温度領域において、前記ゴム弾性体の１００Ｈｚにおけるtanδの値が、前記ゴム組成物の１００Ｈｚにおけるtanδの値よりも大きいことを特徴とする振動吸収体用組成物にある。

かかる本発明において、得られたゴム弾性体として、デュロメータのタイプＡで測定した硬度が５〜８０（更に好ましくは１０〜６０）であるゴム弾性体を、振動吸収体として好適に用いることができる。

本発明に係る振動吸収体用組成物の１００Ｈｚにおけるtanδの主分散では、０〜６０℃の温度範囲にtanδの値がピークとなり、ゴム組成物のtanδの主分散に比較して、ピーク温度以上の温度領域でのtanδの値が大きい。このため、本発明に係る振動吸収体用組成物から成る成形体では、ゴム組成物のみから成る成形体に対し、ピーク温度以上の温度領域での制振性能を向上できる。
また、本発明に係る振動吸収体用組成物は、ゴム組成物が主成分であるため、圧縮成形をすることができ、得られた成形品は優れた弾性を呈し、パッキンに用いても充分なシール性を呈することができる。

本発明においては、分子中にスチレンモノマーから成るブロックと、ビニル−ポリイソプレンを含むブロックとから成り、−４０℃以上（好ましくは−３２〜＋２０℃）にtanδの主分散のピークを有するブロック共重合体を、イソブチレン−イソプレン共重合体（ＩＩＲ）１００重量部に対して５０〜７０重量部混合して架橋したゴム弾性体を用いる。
このブロック共重合体は、前述した特許文献１に記載されている方法で得ることができ、図４に示すtanδの主分散を呈するものである。
かかるブロック共重合体としては、スチレン含有量１０〜３０％であって、ガラス転移点温度が−４０〜＋３０℃のブロック共重合体を好適に用いることができる。ここで、スチレン含有量が１０％未満のブロック共重合体は、塊状となって取扱いが困難となる傾向にあり、スチレン含有量が３０％を越えるブロック共重合体では、そのガラス転移点温度が３０℃を超えるため、得られる組成物は常温域内でゴム弾性を呈することが困難となる傾向にある。

また、ゴム組成物としては、通常、圧縮成形に供されている汎用ゴム組成物、例えばイソブチレン−イソプレン共重合体（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレン（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）を用いることができ、就中、イソブチレン−イソプレン共重合体（ＩＩＲ）を好適に用いることができる。
更に、ブロック共重合体とゴム組成物との架橋は、両者を架橋剤と共にニーダ等により混練した後、所定温度で加熱処理することによって行うことができる。この架橋剤としては、従来、ゴム組成物の架橋剤として使用されている、例えばパーオキサイド又は硫黄を用いることができ、加熱処理は圧縮成形と同時に施してもよい。

本発明では、ブロック共重合体とゴム組成物とを架橋反応する際に、ゴム組成物１００重量部に対するブロック共重合体の配合量を５０〜７０重量部とする。
ここで、ゴム組成物としてのＩＩＲ１００重量部に、スチレン含有量が２０％であって、ガラス転移点温度が−１７℃のブロック共重合体の混合量を５〜８０重量部の範囲で変えて混合して架橋したゴム弾性体について、１００Ｈｚにおける２５℃のtanδについて測定した結果を、下記表１に示す。

この様にして、ゴム組成物１００重量部に対するブロック共重合体の配合量を５０〜７０重量部混合し架橋して得たゴム弾性体は、１００Ｈｚにおけるtanδの主分散のピーク温度が０〜＋６０℃であって、このピーク温度以上の温度領域において、得られたゴム弾性体の１００Ｈｚにおけるtanδの値が、ＩＩＲゴム組成物の１００Ｈｚにおけるtanδの値よりも大きくなる。
かかるゴム弾性体のtanδの主分散を図１に示す。図１に示すtanδの主分散Ｘは、ＩＩＲ１００重量部と、図４に示すtanδの主分散Ａを呈するブロック共重合体の５０〜７０重量部とを架橋剤（パーオキサイド又は硫黄）と共にニーダで混練した後、１６０〜１９０℃で加熱しつつ圧縮成形して得た厚さ１ｍｍのシート体についてのtanδの主分散である。
このシート体は、ゴム弾性体によって形成されており、デュロメータのタイプＡで測定した硬度が４０のものである。この硬度は、ニーダで混練する際に添加する無機添加剤の添加量によって調整でき、デュロメータのタイプＡで測定した硬度を５〜８０、特に１０〜８０に調整することが好ましい。この硬度が８０を越える場合には、１００Ｈｚにおけるtanδの主分散のピーク値が低下する傾向にあり、硬度が５未満の場合には、１００Ｈｚにおけるtanδの主分散のピーク値が０℃未満となる傾向にある。
尚、図１には、ＩＩＲのみから成る厚さ１ｍｍのシート体についてのtanδの主分散についても、tanδの主分散Ｙとして併記した。

図１に示すtanδの主分散Ｘでは、tanδの主分散のピーク値が１．２４で且つピーク温度が２０℃である。かかるピーク温度２０℃以上の高温領域では、tanδの主分散Ｘの値は、図１から明らかな様に、ＩＩＲに関するtanδの主分散Ｙの値よりも大きい。
また、図１に示すtanδの主分散Ｘでは、６０℃におけるtanδの値は０．２以上であって、ＩＩＲに関するtanδの主分散Ｙの６０℃におけるtanδの値よりも大きい。このことから、図１に示すtanδの主分散Ｘを呈するシート体は、室温以上の高温雰囲気下においても、ＩＩＲのみから成るシート体よりも制振性能に優れていることを示す。
図１に示すtanδの主分散Ｘを呈するシート体について、図２に示す装置を用いて制振性を測定した。図２に示す装置は、メタルブロック１０上にシート体１２を載置し、このシート体１２の上面から高さＨａ（５００ｍｍ）の位置から金属ボール１４（径１０ｍｍで重さ５．５ｇ）をシート体１２に向けて落下し、シート体１２によって撥ね返された金属ボール１４′の撥ね返り高さＨｂを測定した。メタルブロック１０上に図１に示す曲線Ｘのシート体を載置した場合には、金属ボール１４′の撥ね返り高さＨｂは０ｍｍであった。
これに対し、メタルブロック１０上に、ＩＩＲ１００のみから成るシート体を載置した場合には、金属ボール１４′の撥ね返り高さＨｂは５ｍｍであった。

図１に示すtanδの主分散Ｘを呈するシート体は、制振性に優れているため、種々の用途の振動吸収体として用いることができ、例えばコンピュータのハードディスクやＣＤドライブの制振材として用いることができる。
しかも、かかるシート体のtanδの主分散Ｘは、室温以上の高温雰囲気下においても良好なtanδの値を示すため、比較的高温雰囲気下で用いられる用途、例えば自動車用途に好適に用いることができる。
また、図１はシート体に関するものであったが、本発明に係る振動吸収用組成物は圧縮成形できるため、所定形状の金型を用いて立体的形状を成形することもできる。

本発明に係る振動吸収用組成物に関するtanδの主分散の一例を示すグラフである。 振動吸収用組成物から成るシート体の制振性を測定する測定装置の概要を説明する説明図である。 本発明に係る振動吸収用組成物の製造に用いるブロック共重合体の内部構造を説明する説明図である。 本発明に係る振動吸収用組成物の製造に用いるブロック共重合体のtanδの主分散の一例を示すグラフである。

符号の説明

１０ メタルブロック
１２ シート体
１４ 金属ボール

Claims (2)

1. 分子中にスチレンモノマーから成るブロックと、ビニル結合を含むイソプレン／ブタジエンから成るブロックとから成り、スチレン含有量が２０％、ガラス転移点温度が−４０〜＋３０℃であって、−４０℃以上にtanδの主分散のピークを有するブロック共重合体が、イソブチレン−イソプレン共重合体から成るゴム組成物１００重量部に対して５０〜７０重量部混合され架橋されて成る圧縮成形可能なゴム弾性体であって、
   前記ゴム弾性体の１００Ｈｚにおけるtanδの主分散のピーク温度が０〜＋６０℃であり、２５℃のtanδの値が１．０２以上であると共に、
   前記ピーク温度以上の温度領域において、前記ゴム弾性体の１００Ｈｚにおけるtanδの値が、前記ゴム組成物の１００Ｈｚにおけるtanδの値よりも大きいことを特徴とする振動吸収体用組成物。
2. ゴム弾性体のデュロメータのタイプＡで測定した硬度が５〜８０である請求項１記載の振動吸収体用組成物。

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