JP5950358B2 - 高減衰組成物および粘弾性ダンパ - Google Patents

Description

本発明は、振動エネルギーの伝達を緩和したり吸収したりするための高減衰部材のもとになる高減衰組成物と、当該高減衰組成物からなる高減衰部材としての粘弾性体を備えた粘弾性ダンパに関するものである。

例えばビルや橋梁等の建築物、産業機械、航空機、自動車、鉄道車両、コンピュータやその周辺機器類、家庭用電気機器類、さらには自動車用タイヤ等の幅広い分野において高減衰部材が用いられる。高減衰部材を用いることで、振動エネルギーの伝達を緩和したり吸収したりする、すなわち免震、制震、制振、防振等をすることができる。
高減衰部材は、主に天然ゴム等の架橋性ゴムを含む高減衰組成物によって形成される。

高減衰組成物には、振動が加えられた際のヒステリシスロスを大きくして、当該振動のエネルギーを効率よく速やかに減衰する性能、すなわち減衰性能を高めるために、カーボンブラック、シリカ等の無機充てん剤、あるいはロジン、石油樹脂等の粘着性付与剤等を配合するのが一般的である（例えば特許文献１〜３等参照）。
しかしこれら従来の構成では、高減衰部材の減衰性能を十分に高めることはできず、減衰性能を現状よりもさらに高めるためには、無機充てん剤や粘着性付与剤等の配合割合をさらに増加させること等が考えられる。

ところが多量の無機充てん剤を配合した高減衰組成物は混練が難しくなり、多量の粘着性付与剤を配合した高減衰組成物は混練時の粘着性が高くなりすぎる結果、いずれも加工性が低下して、所望の立体形状を有する高減衰部材を製造するために混練したり成形加工したりするのが容易でないという問題がある。
特に工場レベルで高減衰部材を量産する場合、加工性の低さはその生産性を大きく低下させ、生産に要するエネルギーを増大させ、さらには生産コストを高騰させる原因となるため望ましくない。

そこで加工性を低下させずに減衰性能を向上するため、特許文献４では天然ゴム等の極性側鎖を有しない架橋性ゴムに、シリカと、２以上の極性基を有する粘着性付与剤等とを配合することが検討されている。
ところが現状よりも減衰性能をさらに向上するために粘着性付与剤の配合割合を増加させた場合には、当該粘着性付与剤が高減衰部材の表面にブルームして金属等との接着不良などを生じることが懸念される。

特許文献５では、粘着性付与剤として特定の軟化点を有するロジン誘導体を用いることで、さらに減衰性能を向上することが検討されている。
しかし、現状よりもさらに減衰性能を向上するためにロジン誘導体の配合割合を増加させた場合には、やはり混練時の粘着性が高くなりすぎて、加工性が低下するという問題がある。

特許文献６では、減衰性付与剤としてイミダゾールとヒンダードフェノール系化合物を配合することで、さらに減衰性能を向上することが検討されている。
しかしかかる構成でも、近年のより一層の高減衰化の要求に対しては十分に対応しきれなくなりつつあるのが現状である。

特許第３５２３６１３号公報 特開２００７−６３４２５号公報 特許第２７９６０４４号公報 特開２００９−１３８０５３号公報 特開２０１０−１８９６０４号公報 特許第５０８６３８６号公報

特許文献１〜６に記載の高減衰組成物によれば、以上で説明したように種々の問題を生じるおそれはあるものの、各成分の配合割合等を適度に調整することで、ある程度の高い減衰性能と良好な加工性とを両立することは可能である。
特に架橋剤成分によって架橋させた状態でのゴム分子同士の架橋構造が緩やかで減衰性能に優れた高減衰部材を形成できる上、入手がしやすく高減衰組成物をコスト安価に製造できるといった利点を有するため、架橋性ゴムとして天然ゴムを用いた高減衰組成物が、高減衰部材の形成材料として広く用いられている。

しかし、かかる従来の高減衰組成物を用いて形成した高減衰部材は、地震等によって繰り返し大変形が加えられた際に減衰性能が大きく低下する傾向がある。
本発明の目的は、減衰性能に優れる上、繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下が小さい高減衰部材を形成できる高減衰組成物と、当該高減衰組成物からなる高減衰部材としての粘弾性体を備えた建築物等の粘弾性ダンパを提供することにある。

本発明は架橋性ゴム、および当該架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１００質量部以上、１５０質量部以下のシリカを含み、
前記架橋性ゴムはポリイソプレン系ゴム、ポリブタジエンゴム、および１，２−ポリブタジエン系エラストマであり、
さらに前記架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上、１０質量部以下の、式(1)：

〔式中Ｒ^１は炭素数１〜３のアルキル基を示し、ｎは２〜９の数を示す。〕
で表されるアルキル型シリル化剤、
前記架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１５質量部以上、３０質量部以下の、式(2)：

〔式中Ｒ^２は炭素数１〜３のアルキル基を示す。〕
で表されるフェニル型シリル化剤、および
前記シリカ１００質量部あたり１質量部以上、１０質量部以下のシランカップリング剤を含んでいる高減衰組成物である。
繰り返し大変形が加えられた際に、架橋性ゴムとして天然ゴムを用いた従来の高減衰組成物からなる高減衰部材の減衰性能が低下する主な原因の一つは、変形時の発熱によって高減衰部材の弾性率が低下することにある。またこの問題は、天然ゴムを含むポリイソプレン系ゴム全般に発生する。

架橋性ゴムとして、天然ゴム等のポリイソプレン系ゴムとともに、温度による物性変化が小さいポリブタジエンゴムを併用すると、発熱による弾性率の低下を抑制して、繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下を抑制できる。
しかしポリブタジエンゴムを併用すると、高減衰部材の初期の弾性率が低下する傾向があり、かかる初期の弾性率を高めるべく無機充てん剤としてのシリカの配合割合を増加させると、先に説明したように混練が難しくなって高減衰組成物の加工性が低下する。

これに対し架橋性ゴムとしてポリイソプレン系ゴム、およびポリブタジエンゴムを併用するとともにシリカを配合した系に、さらに架橋性ゴムとして１，２−ポリブタジエン系エラストマを配合すると、シリカの配合割合を少なくして加工性の低下を生じさせることなしに、高減衰部材の初期の弾性率を向上できる。
また、さらに式(1)で表されるアルキル型シリル化剤を配合すると、高減衰組成物の加
工性をさらに向上できる。

ところがアルキル型シリル化剤のみを配合したのでは、高減衰部材の減衰性能や剛性が低下する傾向があるため、本発明では式(2)で表されるフェニル型シリル化剤、およびシ
ランカップリング剤を併用している。かかる併用により、高減衰部材の減衰性能や剛性の低下を抑制しながら、高減衰組成物の加工性を向上できる。
したがって本発明の高減衰組成物によれば、上記各成分を併用することの相乗効果により、加工性に優れとともに減衰性能にも優れる上、繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下が小さい高減衰部材を形成することが可能となる。

またポリイソプレン系ゴム、ポリブタジエンゴム、および１，２−ポリブタジエン系エラストマは、いずれもガラス転移温度が室温（２〜３５℃）付近に存在しないため、最も一般的な使用温度域である室温付近での剛性等の温度依存性を小さくして、広い温度範囲で安定した特性を示す高減衰部材を形成できるという利点もある。
ポリイソプレン系ゴムとしては、先に説明したように入手がしやすく高減衰組成物をコスト安価に製造できるといった利点を有する天然ゴムが好ましい。

また上記３種の架橋性ゴムの総量中に占めるポリブタジエンゴムの配合割合は４０質量％以上、８０質量％以下であるのが好ましい。
配合割合がこの範囲未満では、当該ポリブタジエンゴムを配合することによる、先に説明した、発熱による弾性率の低下を抑制して、高減衰部材に繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下を抑制する効果が十分に得られないおそれがある。

また範囲を超える場合には、高減衰組成物の加工性が低下したり、高減衰部材の初期の弾性率が低下したりするおそれがある。
これに対しポリブタジエンゴムの配合割合を上記の範囲とすることで、高減衰組成物の加工性の低下や、高減衰部材の初期の弾性率の低下を抑制しながら、なおかつ発熱による弾性率の低下と、それに伴う高減衰部材に繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下とをより一層有効に抑制することができる。

本発明の粘弾性ダンパは、本発明の高減衰組成物からなる粘弾性体を備えることを特徴とする。

かかる粘弾性ダンパは減衰性能に優れるため、小型化したり、１つの建築物に組み込む数を減らしたりできる上、地震の発生によって繰り返し大変形が加えられても減衰性能が大きく低下しないため、当該地震やその後に発生する余震のエネルギーが建築物に伝わるのを確実に防止することができる。

本発明によれば、減衰性能に優れる上、繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下が小さい高減衰部材を形成できる高減衰組成物と、当該高減衰組成物からなる高減衰部材としての粘弾性体を備えた建築物等の粘弾性ダンパを提供することができる。

本発明の実施例、比較例の高減衰組成物からなる高減衰部材の減衰性能を評価するために作製する、前記高減衰部材のモデルとしての試験体を分解して示す分解斜視図である。 同図(a)(b)は、前記試験体を変位させて変位量と荷重との関係を求めるための試験機の概略を説明する図である。 前記試験機を用いて試験体を変位させて求められる、変位量と荷重との関係を示すヒステリシスループの一例を示すグラフである。

〈高減衰組成物〉
本発明の高減衰組成物は、架橋性ゴムとしてのポリイソプレン系ゴム、ポリブタジエンゴム、および１，２−ポリブタジエン系エラストマに、シリカ、式(1)で表されるアルキ
ル型シリル化剤、式(2)で表されるフェニル型シリル化剤、およびシランカップリング剤
を配合してなるものである。

（ポリイソプレン系ゴム）
ポリイソプレン系ゴムとしては天然ゴム、および／またはポリイソプレンゴムが挙げられ、特に入手がしやすく高減衰組成物をコスト安価に製造できるといった利点を有する天然ゴムが好ましい。
（ポリブタジエンゴム）
ポリブタジエンゴムとしては、架橋性を有する種々のポリブタジエンゴムがいずれも使用可能である。特に温度による物性変化が小さく、発熱による弾性率の低下を抑制して、繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下を抑制する機能に優れた、シス−１，４結合の割合が９５質量％以上の高シスポリブタジエンゴムが好ましい。

かかる高シスポリブタジエンゴムの具体例としては、例えば宇部興産(株)製のＵＢＥＰＯＬ（登録商標）ＢＲ１５０〔ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）：４３、シス−１，４結合含量：９８質量％〕、ＢＲ１５０Ｂ〔ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）：４０、シス−１，４結合含量：９７質量％〕、ＢＲ１３０Ｂ〔ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）：２９、シス−１，４結合含量：９６質量％〕、ＢＲ１５０Ｌ〔ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）：４３、シス−１，４結合含量：９８質量％〕、ＢＲ３６０Ｌ〔ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）：５１、シス−１，４結合含量：９８質量％〕、ＢＲ２３０〔ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）：３８、シス−１，４結合含量：９８質量％〕、ＢＲ７１０〔ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）：４４、シス−１，４結合含量：９８質量％〕、ＢＲ１３３Ｐ〔ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）：３５、シス−１，４結合含量：９８質量％〕等の１種または２種以上が挙げられる。

（１，２−ポリブタジエン系エラストマ）
１，２−ポリブタジエン系エラストマとしては、１，２−結合を９０％以上含み、平均分子量が１０数万〜２０数万で、かつ結晶化度が約１５〜３５％に調整された、架橋性を有しないシンジオタクチック１，２−ポリブタジエン等が挙げられる。
かかる１，２−ポリブタジエン系エラストマの具体例としては、例えばＪＳＲ(株)製のＪＳＲ（登録商標）ＲＢ８１０〔１，２−結合：９０％〕、ＲＢ８２０〔１，２−結合：９２％〕、ＲＢ８３０〔１，２−結合：９３％〕、ＲＢ８４０〔１，２−結合：９４％〕等の１種または２種以上が挙げられる。

（配合割合）
ポリイソプレン系ゴム、ポリブタジエンゴム、および１，２−ポリブタジエン系エラストマの３種の架橋性ゴムの総量中に占めるポリブタジエンゴムの配合割合は４０質量％以上であるのが好ましく、８０質量％以下であるのが好ましい。
配合割合がこの範囲未満では、当該ポリブタジエンゴムを配合することによる、先に説明した、発熱による弾性率の低下を抑制して、高減衰部材に繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下を抑制する効果が十分に得られないおそれがある。

また範囲を超える場合には、高減衰組成物の加工性が低下したり、高減衰部材の初期の弾性率が低下したりするおそれがある。
これに対しポリブタジエンゴムの配合割合を上記の範囲とすることで、高減衰組成物の加工性の低下や、高減衰部材の初期の弾性率の低下を抑制しながら、なおかつ発熱による弾性率の低下と、それに伴う高減衰部材に繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下とをより一層有効に抑制することができる。

また上記３種の架橋性ゴムの総量中に占める１，２−ポリブタジエン系エラストマの配合割合は５質量％以上であるのが好ましく、２０質量％以下であるのが好ましい。
配合割合がこの範囲未満では、当該１，２−ポリブタジエン系エラストマを配合することによる、シリカの配合割合を少なくして加工性の低下を生じさせることなしに、高減衰部材の初期の弾性率を向上する効果が得られないおそれがある。また範囲を超える場合には、架橋前の高減衰組成物の表面が凹凸になりやすくなり、所定の高減衰部材の形状に成形するのが容易でなくなるおそれがある。

これに対し、１，２−ポリブタジエン系エラストマの配合割合を上記の範囲とすることで、高減衰組成物の良好な加工性を維持しながら、高減衰部材の初期の弾性率を向上することができる。
（シリカ）
シリカとしては、その製法によって分類される湿式法シリカ、乾式法シリカのいずれを用いてもよい。またシリカとしては、高減衰部材の減衰性能を向上する効果をさらに向上することを考慮すると、ＢＥＴ比表面積が１００〜４００ｍ^２／ｇ、特に２００〜２５０ｍ^２／ｇであるものを用いるのが好ましい。ＢＥＴ比表面積は、例えば柴田化学器械工業(株)製の迅速表面積測定装置ＳＡ−１０００等を使用して、吸着気体として窒素ガスを用いる気相吸着法で測定した値でもって表すこととする。

シリカとしては、例えば東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐＳｉｌ（ニップシール）ＫＱ等が挙げられる。
シリカの配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１００質量部以上、１５０質量部以下である必要がある。
配合割合がこの範囲未満では、高減衰部材に良好な減衰性能を付与できないおそれがある。また範囲を超える場合には高減衰部材を繰り返し大変形させた際の耐久性が低下して、高減衰部材が破損したりするといった問題を生じるおそれがある。

これに対しシリカの配合割合を上記の範囲とすることで、高減衰部材にできるだけ良好な減衰性能を付与しながら、当該高減衰部材を繰り返し大変形させた際の耐久性を向上できる。
（アルキル型シリル化剤）
アルキル型シリル化剤としては、式(1)で表され、式中のＲ^１が炭素数１〜３のアルキ
ル基、ｎが２〜９の数である種々の化合物が挙げられる。

式(1)においてｎが２〜９とされるのは、ｎが２未満のアルキル型シリル化剤では、高
減衰組成物の加工性を向上する効果が得られないおそれがあるためである。またｎが９を超えるアルキル型シリル化剤では高減衰部材の弾性率が低下して良好な減衰性能を付与できないおそれがあるためである。
これに対し、式(1)中のｎが上記の範囲であるアルキル型シリル化剤を用いることによ
り、高減衰部材の良好な減衰性能を維持しながら、高減衰組成物にできるだけ良好な加工性を付与することができる。

かかるアルキル型シリル化剤の具体例としては、例えばプロピルトリエトキシシラン（Ｒ^１＝エチル基、ｎ＝２）、ヘキシルトリメトキシシラン（Ｒ^１＝メチル基、ｎ＝５）、へキシルトリエトキシシラン（Ｒ^１＝エチル基、ｎ＝５）、デシルトリメトキシシラン（Ｒ^１＝メチル基、ｎ＝９）、デシルトリエトキシシラン（Ｒ^１＝エチル基、ｎ＝９）等の１種または２種以上が挙げられる。

アルキル型シリル化剤の配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上、１０質量部以下である必要がある。アルキル型シリル化剤は架橋性ゴムとなじみやすいため、かかる少量の配合で加工性の向上に効果がある。
ただし配合割合がこの範囲未満では、アルキル型シリル化剤を配合することによる、高減衰組成物の加工性を向上する効果が得られないおそれがある。また範囲を超える場合には架橋性ゴムとなじみすぎて、たとえフェニル型シリル化剤その他を併用したとしても、高減衰部材の減衰性能や剛性が低下するおそれがある。

これに対し、アルキル型シリル化剤の配合割合を上記の範囲とすることで、高減衰部材の良好な減衰性能や剛性を維持しながら、高減衰組成物にできるだけ良好な加工性を付与することができる。
（フェニル型シリル化剤）
フェニル型シリル化剤としては、式(2)で表され、式中のＲ^２が炭素数１〜３のアルキ
ル基である種々の化合物が挙げられる。

かかるフェニル型シリル化剤の具体例としては、例えばフェニルトリメトキシシラン（Ｒ^２＝メチル基）、フェニルトリエトキシシラン（Ｒ^２＝エチル基）等の少なくとも１種が挙げられる。
フェニル型シリル化剤の配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１５質量部以上、３０質量部以下である必要がある。

配合割合がこの範囲未満では、フェニル型シリル化剤を配合することによる、高減衰部材の減衰性能や剛性の低下を抑制する効果が得られないおそれがある。また範囲を超える場合には、却って高減衰部材の減衰性能や剛性が低下したり、高減衰組成物の加工性が低下したりするおそれがある。
これに対し、フェニル型シリル化剤の配合割合を上記の範囲とすることで、高減衰組成物の良好な加工性を維持しながら、高減衰部材に良好な減衰性能や剛性を付与することができる。

（シランカップリング剤）
シランカップリング剤としては、例えば含イオウ系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤、およびその他のシランカップリング剤等の１種または２種以上が挙げられる。
また含イオウ系シランカップリング剤としては、例えばビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリメトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド等の１種または２種以上が挙げられる。

メルカプト系シランカップリング剤としては、例えばγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン等の１種または２種以上が挙げられる。
さらにその他のシランカップリング剤としては、例えばビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系；３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系；γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系；３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系；３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系等の各種シランカップリング剤の１種または２種以上が挙げられる。

中でもシランや２種のシリル化剤等との相互作用の点で含イオウ系シランカップリング剤が好ましい。
シランカップリング剤の配合割合は、シリカ１００質量部あたり１質量部以上、１０質量部以下である必要がある。
配合割合がこの範囲未満では、シランカップリング剤の本来の機能であるシリカと架橋性ゴムとを良好に親和させて、高減衰部材の減衰性能や剛性の低下を抑制する効果が得られないおそれがある。また範囲を超える場合には、高減衰部材の減衰性能が大きく低下するおそれがある。

これに対し、シランカップリング剤の配合割合を上記の範囲とすることで、高減衰組成物の良好な加工性を維持しながら、高減衰部材に良好な減衰性能や剛性を付与することができる。
（その他の成分）
本発明の高減衰組成物には、上記の各成分に加えて、さらにシリカ以外の他の無機充てん剤や、あるいは架橋性ゴムを架橋させるための架橋成分等を、適宜の割合で配合してもよい。

このうち他の無機充てん剤としては、例えばカーボンブラック等が挙げられる。
またカーボンブラックとしては、その製造方法等によって分類される種々のカーボンブラックのうち、充てん剤として機能しうるカーボンブラックの１種または２種以上が使用可能である。
カーボンブラックの配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上、５質量部以下であるのが好ましい。

架橋成分としては、架橋性ゴムを架橋しうる種々の架橋成分が使用可能である。特に硫黄加硫系の架橋成分を用いるのが好ましい。
硫黄加硫系の架橋成分としては、加硫剤、促進剤、および促進助剤を組み合わせたものが挙げられる。特に高減衰部材のゴム弾性が上昇して減衰性能が低下する問題を生じにくい加硫剤、促進剤、促進助剤を組み合わせるのが好ましい。

このうち加硫剤としては、例えば硫黄や含硫黄有機化合物等が挙げられる。特に硫黄が好ましい。
促進剤としては、例えばスルフェンアミド系促進剤、チウラム系促進剤等が挙げられる。促進剤は、種類によって加硫促進のメカニズムが異なるため２種以上を併用するのが好ましい。

このうちスルフェンアミド系促進剤としては、例えば大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＮＳ〔Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド〕等が挙げられる。またチウラム系促進剤としては、例えば大内新興化学工業(株)製のノクセラーＴＢＴ〔テトラブチルチウラムジスルフィド〕等が挙げられる。
促進助剤としては例えば酸化亜鉛、ステアリン酸等が挙げられる。通常は両者を促進助剤として併用するのが好ましい。

加硫剤、促進剤、促進助剤の配合割合は特に限定されず、高減衰部材の用途等によって異なる減衰性能や剛性等の特性に応じて適宜調整すればよい。
ただし加硫剤の配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。
またスルフェンアミド系促進剤の配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。

またチウラム系促進剤の配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。
酸化亜鉛の配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下であるのが好ましい。
さらにステアリン酸の配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。

本発明の高減衰組成物には、さらに必要に応じて軟化剤、粘着性付与剤、老化防止剤等の各種添加剤を、適宜の割合で配合してもよい。
このうち軟化剤は高減衰組成物の加工性をさらに向上するための成分であって、当該軟化剤としては、例えば室温（２〜３５℃）で液状を呈する液状ゴムが挙げられる。また液状ゴムとしては、例えば液状ポリイソプレンゴム、液状ニトリルゴム（液状ＮＢＲ）、液状スチレンブタジエンゴム（液状ＳＢＲ）等の１種または２種以上が挙げられる。

このうち液状ポリイソプレンゴムが好ましい。液状ポリイソプレンゴムとしては、例えば(株)クラレ製のクラプレン（登録商標）ＬＩＲ−３０（数平均分子量：２８０００）、ＬＩＲ−５０（数平均分子量：５４０００）等が挙げられる。
液状ポリイソプレンゴムの配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、５０質量部以下であるのが好ましい。

配合割合がこの範囲未満では、当該液状ポリイソプレンゴムを配合することによる、高減衰部材の剛性を低下させる効果が十分に得られないおそれがある。一方、範囲を超える場合には高減衰部材の減衰性能が低下するおそれがある。
また他の軟化剤としては、例えばクマロンインデン樹脂等が挙げられる。
クマロンインデン樹脂としては、主にクマロンとインデンの重合物からなり、平均分子量１０００以下程度の比較的低分子量であって、軟化剤として機能しうる種々のクマロンインデン樹脂が挙げられる。

かかるクマロンインデン樹脂としては、例えば日塗化学(株)製のニットレジン（登録商標）クマロンＧ−９０〔平均分子量：７７０、軟化点：９０℃、酸価：１．０ＫＯＨｍｇ／ｇ以下、水酸基価：２５ＫＯＨｍｇ／ｇ、臭素価９ｇ／１００ｇ〕、Ｇ−１００Ｎ〔平均分子量：７３０、軟化点：１００℃、酸価：１．０ＫＯＨｍｇ／ｇ以下、水酸基価：２５ＫＯＨｍｇ／ｇ、臭素価１１ｇ／１００ｇ〕、Ｖ−１２０〔平均分子量：９６０、軟化点：１２０℃、酸価：１．０ＫＯＨｍｇ／ｇ以下、水酸基価：３０ＫＯＨｍｇ／ｇ、臭素価６ｇ／１００ｇ〕、Ｖ−１２０Ｓ〔平均分子量：９５０、軟化点：１２０℃、酸価：１．０ＫＯＨｍｇ／ｇ以下、水酸基価：３０ＫＯＨｍｇ／ｇ、臭素価７ｇ／１００ｇ〕等の１種または２種以上が挙げられる。

クマロンインデン樹脂の配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以上であるのが好ましく、２０質量部以下であるのが好ましい。
粘着性付与剤としては、例えば石油樹脂、ロジン誘導体等が挙げられる。
このうち石油樹脂としては、例えば丸善石油化学(株)製のマルカレッツ（登録商標）Ｍ８９０Ａ〔ジシクロペンタジエン系石油樹脂、軟化点：１０５℃〕等が好ましい。

石油樹脂の配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以上であるのが好ましく、３０質量部以下であるのが好ましい。
またロジン誘導体としては、例えばハリマ化成(株)製の商品名ハリエスターシリーズのうちＭＳＲ−４（軟化点：１２７℃）、ＤＳ−１３０（軟化点：１３５℃）、ＡＤ−１３０（軟化点：１３５℃）、ＤＳ−８１６（軟化点：１４８℃）、ＤＳ−８２２（軟化点：１７２℃）、ハリマ化成(株)製の商品名ハリマックシリーズのうち１４５Ｐ（軟化点：１３８℃）、１３５ＧＮ（軟化点：１３９℃）、ＡＳ−５（軟化点：１６５℃）等の１種または２種以上が挙げられる。

ロジン誘導体の配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以上であるのが好ましく、３０質量部以下であるのが好ましい。
老化防止剤としては、例えばベンズイミダゾール系、キノン系、ポリフェノール系、アミン系等の各種老化防止剤の１種または２種以上が挙げられる。特にベンズイミダゾール系老化防止剤とキノン系老化防止剤を併用するのが好ましい。

このうちベンズイミダゾール系老化防止剤としては、例えば大内新興化学工業(株)製のノクラック（登録商標）ＭＢ〔２−メルカプトベンズイミダゾール〕等が挙げられる。またキノン系老化防止剤としては、例えば丸石化学品(株)製のアンチゲンＦＲ〔芳香族ケトン−アミン縮合物〕等が挙げられる。
両老化防止剤の配合割合は、ベンズイミダゾール系老化防止剤が、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下であるのが好ましい。またキノン系老化防止剤は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下であるのが好ましい。

本発明の高減衰組成物を用いて製造できる高減衰部材としては、例えばビル等の建築物の基礎に組み込まれる免震用ダンパ、建築物の構造中に組み込まれる制震（制振）用の粘弾性ダンパ、吊橋や斜張橋等のケーブルの制振部材、産業機械や航空機、自動車、鉄道車両等の防振部材、コンピュータやその周辺機器類、あるいは家庭用電気機器類等の防振部材、さらには自動車用タイヤのトレッド等が挙げられる。

本発明によれば、３種の架橋性ゴム、シリカ、アルキル型シリル化剤、フェニル型シリル化剤、シランカップリング剤その他、各種成分の種類とその組み合わせおよび配合割合を調整することにより、それぞれの用途に適した優れた減衰性能を有する高減衰部材を得ることができる。
〈粘弾性ダンパ〉
特に本発明の高減衰組成物を形成材料として用いて、高減衰部材としての建築物の粘弾性ダンパの粘弾性体を形成した場合には、当該粘弾性体が高い減衰性能を有するため、かかる粘弾性体を含む粘弾性ダンパの減衰性能を向上して、その全体を小型化したり、１つの建築物に組み込む数を減らしたりしても、従来と同等またはそれ以上の制震性能を得ることができる。

また架橋性ゴムとしてポリイソプレン系ゴム、ポリブタジエンゴム、および１，２−ポリブタジエン系エラストマの３種を併用しており、粘弾性体の剛性等の温度依存性を小さくできることから、例えば温度差の大きい建築物の外壁付近に粘弾性ダンパを設置することもできる。
したがって本発明によれば、建築物等における、粘弾性ダンパによる制震性能の設計の自由度を拡げることもできる。

〈実施例１〉
（高減衰組成物の調製）
架橋性ゴムとしては天然ゴム〔ＳＭＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍａｌａｙｓｉａｎ Ｒｕｂｂｅｒ）−ＣＶ６０〕３０質量部、ポリブタジエンゴム〔宇部興産(株)製のＵＢＥＰＯＬ（登録商標）ＢＲ１５０、ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）：４３、シス−１，４結合含量：９８質量％〕６０質量部、および１，２−ポリブタジエン系エラストマ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ（登録商標）ＲＢ８３０、１，２−結合：９３％〕１０質量部を用いた。

架橋性ゴムの総量中に占めるポリブタジエンゴムの配合割合は６０質量％、１，２−ポリブタジエン系エラストマの配合割合は１０質量％であった。
かかる架橋性ゴムの総量１００質量部に、シリカ〔東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐＳｉｌ（ニップシール）ＫＱ〕１２５質量部、式(1)で表されるアルキル型シリル化剤としてのヘキシルトリエトキシシラン〔信越化学工業(株)製のＫＢＥ−３０６３、Ｒ^１＝エチル基、ｎ＝５〕５質量部、式(2)で表されるフェニル型シリル化剤としてのフェニルトリエ
トキシシラン〔信越化学工業(株)製のＫＢＥ−１０３〕２０質量部、および含イオウ系シランカップリング剤としてのビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド〔エボニックインダストリーズ社製のＳｉ ２６６〕６．２５質量部（＝シリカ１００質量部あたり５質量部）と、下記表１に示す各成分とを配合し、密閉式混練機を用いて混練して高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。

なお表１中の質量部は、それぞれ架橋性ゴムの総量１００質量部あたりの質量部である。

表中の各成分は下記のとおり。
液状ポリイソプレンゴム：(株)クラレ製のＬＩＲ−５０、数平均分子量：５４０００
カーボンブラック：ＨＡＦ、東海カーボン(株)製のシースト３
ベンズイミダゾール系老化防止剤：２−メルカプトベンズイミダゾール、大内新興化学工業(株)製のノクラックＭＢ
キノン系老化防止剤：丸石化学品(株)製のアンチゲンＦＲ
酸化亜鉛２種：三井金属鉱業(株)製
ステアリン酸：日油(株)製の「つばき」
クマロン樹脂：軟化点９０℃、日塗化学(株)製のニットレジン（登録商標） クマロンＧ−９０
ジシクロペンタジエン系石油樹脂：軟化点１０５℃、丸善石油化学(株)製のマルカレッツ（登録商標）Ｍ８９０Ａ
５％オイル処理粉末硫黄：加硫剤、鶴見化学工業(株)製
スルフェンアミド系加硫促進剤：Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＮＳ
チウラム系加硫促進剤：テトラブチルチウラムジスルフィド、大内新興化学工業(株)製のノクセラーＴＢＴ−Ｎ
〈実施例２〉
天然ゴムの配合量を５０質量部、ポリブタジエンゴムの配合量を４０質量部、１，２−ポリブタジエン系エラストマの配合量を１０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。

架橋性ゴムの総量中に占めるポリブタジエンゴムの配合割合は４０質量％、１，２−ポリブタジエン系エラストマの配合割合は１０質量％であった。
〈実施例３〉
天然ゴムの配合量を１０質量部、ポリブタジエンゴムの配合量を８０質量部、１，２−ポリブタジエン系エラストマの配合量を１０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。

架橋性ゴムの総量中に占めるポリブタジエンゴムの配合割合は８０質量％、１，２−ポリブタジエン系エラストマの配合割合は１０質量％であった。
〈実施例４〉
架橋性ゴムの総量１００質量部あたりのシリカの配合割合を１００質量部、含イオウ系シランカップリング剤の配合割合を５質量部（＝シリカ１００質量部あたり５質量部）としたこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。

〈実施例５〉
架橋性ゴムの総量１００質量部あたりのシリカの配合割合を１５０質量部、含イオウ系シランカップリング剤の配合割合を７．５質量部（＝シリカ１００質量部あたり５質量部）としたこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。

〈実施例６〉
式(1)で表されるアルキル型シリル化剤として、プロピルトリエトキシシラン〔エボニ
ックインダストリーズ社製のＤｙｎａｓｙｌａｎ（登録商標）ＰＴＥＯ、Ｒ^１＝エチル基、ｎ＝２〕５質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。

〈実施例７〉
式(1)で表されるアルキル型シリル化剤として、デシルトリエトキシシラン〔信越化学
工業(株)製のＫＢＥ−３１０３、Ｒ^１＝エチル基、ｎ＝９〕５質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。

〈比較例１〉
ポリブタジエンゴムの配合量を９０質量部、１，２−ポリブタジエン系エラストマの配合量を１０質量部として天然ゴムを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製しようとしたが、十分に混練することができなかったので以降の試験を断念した。加工性は不良（××）と評価した。

〈比較例２〉
天然ゴムの配合量を９０質量部、１，２−ポリブタジエン系エラストマの配合量を１０質量部としてポリブタジエンゴムを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。
〈比較例３〉
天然ゴムの配合量を４０質量部、ポリブタジエンゴムの配合量を６０質量部として１，２−ポリブタジエン系エラストマを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。

〈比較例４〉
フェニル型シリル化剤としてのフェニルトリエトキシシランを配合せず、アルキル型シリル化剤としてのヘキシルトリエトキシシランの配合割合を、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり２０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。

〈比較例５〉
アルキル型シリル化剤としてのヘキシルトリエトキシシランを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。ただし混練には長時間を要した。加工性はやや不良（×）と評価した。
〈比較例６〉
含イオウ系シランカップリング剤としてのビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして高減衰組成物を調製した。なお混錬は容易であり、加工性は良好（○）と評価した。

〈減衰特性試験〉
（試験体の作製）
実施例、比較例で調製した高減衰組成物をシート状に押出成形したのち打ち抜いて図１に示すように円板１（厚み５ｍｍ×直径２５ｍｍ）を作製し、この円板１の表裏両面にそれぞれ加硫接着剤を介して厚み６ｍｍ×縦４４ｍｍ×横４４ｍｍの矩形平板状の鋼板２を重ねて積層方向に加圧しながら１５０℃に加熱して高減衰組成物を加硫させるとともに、円板１を２枚の鋼板２と加硫接着させて、高減衰部材のモデルとしての減衰特性評価用の試験体３を作製した。

（変位試験）
図２(a)に示すように試験体３を２個用意し、かかる２個の試験体３をそれぞれ一方の
鋼板２を介して１枚の中央固定治具４にボルトで固定するとともに、それぞれの試験体３の他方の鋼板２に１枚ずつの左右固定治具５をボルトで固定した。そして中央固定治具４を図示しない試験機の上側の固定アーム６にジョイント７を介してボルトで固定し、かつ２枚の左右固定治具５を試験機の下側の可動盤８にジョイント９を介してボルトで固定した。

次にこの状態で、可動盤８を図中に白抜きの矢印で示すように固定アーム６の方向に押し上げるように変位させて、円板１を図２(b)に示すように試験体３の積層方向と直交方
向に歪み変形させた状態とし、次いでこの状態から可動盤８を図中に白抜きの矢印で示すように固定アーム６の方向と反対方向に引き下げるように変位させて、円板１を図２(a)
に示す状態に戻す操作を１サイクルとして、円板１を繰り返し歪み変形、すなわち振動させた際の、当該試験体３の積層方向と直交方向への円板１の変位量（ｍｍ）と、その際の荷重（Ｎ）との関係を示すヒステリシスループＨ（図３参照）を求めた。

測定は温度２０℃の環境下、一連の操作を３サイクル実施して３回目の値を求めた。また最大変位量は、円板１を挟む２枚の鋼板２の積層方向と直交方向のずれ量が円板１の厚みの２００％となるように設定した。
次いで、かかる測定により求めた図３に示すヒステリシスループＨのうち最大変位点と最小変位点とを結ぶ、図中に太線の実線で示す直線Ｌ_１の傾きＫｅｑ（Ｎ／ｍｍ）を求め、当該傾きＫｅｑ（Ｎ／ｍｍ）と、円板１の厚みＴ（ｍｍ）と、円板１の断面積Ａ（ｍｍ^２）とから式(ａ)：

により等価せん断弾性率Ｇｅｑ（Ｎ／ｍｍ^２）を求めた。
等価せん断弾性率Ｇｅｑ（Ｎ／ｍｍ^２）が大きいほど初期の弾性率が高いと判定できる。そこで比較例２における等価せん断弾性率Ｇｅｑ（Ｎ／ｍｍ^２）を１００としたときの各実施例、比較例の等価せん断弾性率Ｇｅｑ（Ｎ／ｍｍ^２）の相対値を求め、当該相対値が１１１以上であるものを合格として高減衰部材の初期の弾性率を評価した。

また図３中に斜線を付して示したヒステリシスループＨの全表面積で表される吸収エネルギー量ΔＷと、同図中に網線を付して示した、先の直線Ｌ_１と、グラフの横軸と、直線Ｌ_１とヒステリシスループＨとの交点から横軸におろした垂線Ｌ_２とで囲まれた領域の表面積で表される弾性歪みエネルギーＷとから式(ｂ)：

により等価減衰定数Ｈｅｑを求めた。等価減衰定数Ｈｅｑが大きいほど試験体３は減衰性能に優れていると判定できる。
そこで比較例２における等価減衰定数Ｈｅｑを１００としたときの各実施例、比較例の等価減衰定数Ｈｅｑの相対値を求め、当該相対値が８５以上であるものを合格として、高減衰部材の減衰性能を評価した。

（繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能評価）
上記変位試験と同様条件で温度２０℃の環境下、変位を６回繰り返した際の、変位１回目の等価せん断弾性率Ｇｅｑ_（１）（Ｎ／ｍｍ^２）と、変位６回目の等価せん断弾性率Ｇｅｑ_（６）（Ｎ／ｍｍ^２）との比Ｇｅｑ_（１）／Ｇｅｑ_（６）を求めた。
かかる比が１に近いほど、試験体３は繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下が小さいと判定できる。そこで比較例２における比Ｇｅｑ_（１）／Ｇｅｑ_（６）を１００としたときの各実施例、比較例の比Ｇｅｑ_（１）／Ｇｅｑ_（６）の相対値を求め、当該相対値が９９以下であるものを合格として、繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下を評価した。

以上の結果を表２〜表４に示す。

表２〜表４の実施例１〜７、比較例１〜６の結果より、架橋性ゴムとして天然ゴム、ポリブタジエンゴム、および１，２−ポリブタジエン系エラストマの３種を併用するとともに、シリカ、アルキル型シリル化剤、フェニル型シリル化剤、およびシランカップリング剤を配合することで、良好な加工性を有する上、初期の弾性率や性能に優れるとともに、繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能の低下が小さい高減衰部材を形成しうる高減衰組成物を提供できることが判った。

また実施例１〜７の結果より、ポリブタジエンゴムの配合割合は、架橋性ゴムの総量中の４０質量％以上、８０質量％以下であるのが好ましく、シリカの配合割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１００質量部以上、１５０質量部以下であるのが好ましいことが判った。

Ｈ ヒステリシスループ
Ｌ_１ 直線
Ｌ_２ 垂線
Ｗ エネルギー
ΔＷ 吸収エネルギー量
１ 円板
２ 鋼板
３ 試験体
４ 中央固定治具
５ 左右固定治具
６ 固定アーム
７ ジョイント
８ 可動盤
９ ジョイント

Claims (4)

1. 架橋性ゴム、および当該架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１００質量部以上、１５０質量部以下のシリカを含み、
   前記架橋性ゴムはポリイソプレン系ゴム、ポリブタジエンゴム、および１，２−ポリブタジエン系エラストマであり、
   さらに前記架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上、１０質量部以下の、式(1)：
   

   

   〔式中Ｒ^１は炭素数１〜３のアルキル基を示し、ｎは２〜９の数を示す。〕
   で表されるアルキル型シリル化剤、
   前記架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１５質量部以上、３０質量部以下の、式(2)：
   

   

   〔式中Ｒ^２は炭素数１〜３のアルキル基を示す。〕
   で表されるフェニル型シリル化剤、および
   前記シリカ１００質量部あたり１質量部以上、１０質量部以下のシランカップリング剤を含んでいる高減衰組成物。
2. ポリイソプレン系ゴムは天然ゴムである請求項１に記載の高減衰組成物。
3. 架橋性ゴムの総量中に占めるポリブタジエンゴムの配合割合は４０質量％以上、８０質量％以下である請求項１または２に記載の高減衰組成物。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の高減衰組成物からなる粘弾性体を備えることを特徴とする粘弾性ダンパ。

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