KR20110050362A - 고감쇠 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양호한 가공성을 유지하면서, 또한 백화 등의 문제를 일으키지 않고, 현상보다도 더 감쇠 성능이 우수한 고감쇠 부재를 제조할 수 있는 고감쇠 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
베이스 폴리머와, 상기 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 100 질량부 이상 180 질량부 이하의 실리카, 3 질량부 이상 50 질량부 이하의 로진 유도체, 0.1 질량부 이상 10 질량부 이하의 이미다졸계 화합물 및 0.1 질량부 이상 20 질량부 이하의 힌더드 페놀계 화합물을 함유한 고감쇠 조성물이다.

Description

고감쇠 조성물{HIGH DAMPING COMPOSITION}

본 발명은, 진동 에너지의 전달을 완화시키거나 흡수하는 고감쇠 부재의 원료가 되는 고감쇠 조성물에 관한 것이다.

예컨대 빌딩이나 교량 등의 건축물, 산업기계, 항공기, 자동차, 철도차량, 컴퓨터나 그 주변 기기류, 가정용 전기 기기류, 나아가서는 자동차용 타이어 등의 폭넓은 분야에서 진동 에너지의 전달을 완화시키거나 흡수하는, 즉 면진, 제진(制震), 제진(制振), 방진 등을 하기 위해서, 고무 등을 베이스 폴리머로서 함유하는 고감쇠 부재가 이용된다.

상기 고감쇠 부재는, 진동이 가해졌을 때의 히스테리시스 손실을 크게 하여 상기 진동 에너지를 효율적으로 신속하게 감쇠하는 감쇠 성능을 높이기 위해서, 상기 탄성 중합체에 카본블랙, 실리카 등의 충전제나 혹은 로진, 석유수지 등의 점착성 부여제 등을 함유시킨 고감쇠 조성물에 의해 형성되는 것이 일반적이다(예컨대 특허문헌 1∼3 등 참조)

그러나, 이들 종래의 고감쇠 조성물에서는, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 충분히 높일 수 없다. 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 현상보다도 더 높이기 위해서는, 예컨대 충전제 등의 함유 비율을 더 증가시키는 것 등을 생각할 수 있지만, 다량의 충전제나 점착성 부여제를 함유시킨 고감쇠 조성물은 가공성이 저하되어 원하는 입체 형상을 갖는 고감쇠 부재를 제조하기 위해서 상기 고감쇠 조성물을 혼련하거나 상기 입체 형상으로 성형 가공하는 것이 용이하지 않게 된다는 문제가 있다.

특히, 공장 레벨로 고감쇠 부재를 대량으로 생산하는 경우, 상기 가공성의 저하는 고감쇠 부재의 생산성을 저하시키고, 생산에 필요한 소비 에너지를 증대시키며, 나아가서는 생산비용을 상승시키는 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다.

그래서, 고감쇠 조성물에, 감쇠성 부여제로서 힌더드 페놀계 화합물을 함유시키는 것, 상기 힌더드 페놀계 화합물을, 앞서 설명한 실리카 등의 충전제나 혹은 로진 등의 점착성 부여제와 병용함으로써 감쇠 성능을 향상시키는 것이 검토되고 있다(예컨대 특허문헌 4∼7 등 참조).

[특허문헌]

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-2014호 공보

[특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2007-63425호 공보

[특허문헌 3] 일본 특허 공개 평성 제7-41603호 공보

[특허문헌 4] 일본 특허 공개 제2000-44813호 공보

[특허문헌 5] 일본 특허 공개 제2009-138053호 공보

[특허문헌 6] 일본 특허 제3661180호 공보

[특허문헌 7] 일본 특허 제3675216호 공보

그러나, 현상보다도 감쇠 성능을 더 향상시키기 위해서, 상기 힌더드 페놀계 화합물의 함유 비율을 증가시킨 경우에는, 상기 힌더드 페놀계 화합물이 고감쇠 부재의 표면에서 백화되기 쉽게 된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 양호한 가공성을 유지하면서, 또한 백화(bloom) 등의 문제를 발생시키지 않고, 현상보다도 더욱 감쇠 성능이 우수한 고감쇠 부재를 제조할 수 있는 고감쇠 조성물을 제공하는 데에 있다.

본 발명은, 베이스 폴리머와, 상기 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 100 질량부 이상 180 질량부 이하의 실리카, 3 질량부 이상 50 질량부 이하의 로진 유도체, 0.1 질량부 이상 10 질량부 이하의 이미다졸계 화합물 및 0.1 질량부 이상 20 질량부 이하의 힌더드 페놀계 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 고감쇠 조성물이다.

본 발명에 따르면, 실리카, 로진 유도체 및 힌더드 페놀계 화합물에, 이미다졸계 화합물을 더 함유시킴으로써, 상기 실리카, 로진 유도체 및 힌더드 페놀계 화합물의 함유 비율을 증가시키지 않고, 따라서, 고감쇠 조성물의 가공성을 저하시키거나 백화 등의 문제를 발생시키지 않으며, 상기 고감쇠 조성물을 이용하여 형성되는 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 현상보다도 더 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 실리카, 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물로서, 각각 종류가 다른 것을, 상기 소정의 함유 비율의 범위 내에서 함유량을 조정하여 함유시킴으로써, 고감쇠 부재의 감쇠 성능 설계의 자유도를 향상시킬 수 있고, 감쇠 성능을 고감쇠 부재의 설계에 반영시킬 때에 유리하다.

베이스 폴리머로서는, 실리카, 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물을 함유시킴으로써 높은 감쇠 성능을 발휘할 수 있는 여러 가지 베이스 폴리머를 모두 사용할 수 있다.

단, 특히 감쇠 성능의 온도 의존성을 작게 하여 넓은 온도 범위에서 안정된 감쇠 성능을 발휘할 수 있는 고감쇠 부재를 형성하는 것을 고려하면, 상기 베이스 폴리머로서는, 극성기를 갖지 않기 때문에 실온 부근에서의 강성 등의 특성의 온도 의존성이 작은 천연 고무, 이소프렌고무 및 부타디엔고무로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종이 바람직하다.

이미다졸계 화합물로서는, 분자 내에 이미다졸 고리를 갖는 여러 가지 화합물 중, 실리카, 로진 유도체 및 힌더드 페놀계 화합물을 함유하는 고감쇠 조성물로 이루어진 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 기능을 갖는 여러 가지 이미다졸계 화합물을 모두 사용할 수 있다. 단, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 더 향상시키는 것을 고려하면, 이미다졸계 화합물로서는 이미다졸이 바람직하다.

상기 고감쇠 조성물은, 아세트산마그네슘 및 아민계 노화방지제를 더 함유하고 있는 것이 바람직하다. 상기 양 성분을 함유시킴으로써, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 더 향상시킬 수 있다.

상기 고감쇠 조성물은, 상기 각 성분을 적절한 순서로 배합하고, 혼련하여 조제할 수 있다. 단, 베이스 폴리머에 먼저 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물을 첨가하여 혼련한 후에 실리카를 첨가하여 혼련하는 공정을 거쳐 본 발명의 고감쇠 조성물을 조제하는 것이 바람직하다.

또한, 베이스 폴리머에 먼저 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물과 함께 실리카의 일부를 첨가하여 혼련한 후에 실리카의 나머지 부분을 첨가하여 혼련하여도 좋다.

이것에 의해 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물을 베이스 폴리머 내에 충분히 퍼지게 한 상태에서 실리카와 혼련할 수 있기 때문에, 상기 각 성분을 각각 한층 더 유효하게 기능시킬 수 있어 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 더 향상시킬 수 있다.

상기 고감쇠 조성물을 형성 재료로서 이용하여 고감쇠 부재로서의 건축물의 제진용 댐퍼를 형성하는 경우에는, 하나의 건축물 내에 내장하는 상기 제진용 댐퍼의 수량을 줄일 수 있다. 또한, 온도 의존성이 작기 때문에, 예컨대 온도차가 큰 건축물의 외벽 부근에도 상기 제진용 댐퍼를 설치할 수 있다.

본 발명에 따르면, 양호한 가공성을 유지하면서, 또한 백화 등의 문제를 일으키지 않고, 현상보다도 더 감쇠 성능이 우수한 고감쇠 부재를 제조할 수 있는 고감쇠 조성물을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예, 비교예의 고감쇠 조성물로 이루어진 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 평가하기 위해서 제작하는 고감쇠 부재의 모델로서의 시험체를 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 2의 (a), (b)는 상기 시험체를 변위시켜 변위량과 하중과의 관계를 구하기 위한 시험기의 개략을 설명하는 도면이다.
도 3은 상기 시험기를 이용하여 시험체를 변위시켜 구할 수 있는 변위량과 가중과의 관계를 나타내는 히스테리시스 루프의 일례를 나타낸 그래프이다.

본 발명의 고감쇠 조성물은, 베이스 폴리머와, 상기 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 100 질량부 이상 180 질량부 이하의 실리카, 3 질량부 이상 50 질량부 이하의 로진 유도체, 0.1 질량부 이상 10 질량부 이하의 이미다졸계 화합물 및 0.1 질량부 이상 20 질량부 이하의 힌더드 페놀계 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 각 성분 중 베이스 폴리머로서는, 실리카, 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물을 함유시킴으로써 높은 감쇠 성능을 발휘할 수 있는 여러 가지 베이스 폴리머를 모두 사용할 수 있으며, 그 중에서도 고무가 바람직하다.

상기 고무로서는, 예컨대 천연 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌부타디엔 고무, 노르보넨 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 에틸렌프로필렌디엔 고무, 부틸 고무, 할로겐화부틸 고무, 클로로프렌 고무, 아크릴로니트릴부타디엔 고무, 에피클로로히드린 고무, 클로로술폰화폴리에틸렌, 다황화 고무 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

특히, 감쇠 성능의 온도 의존성을 작게 하여 넓은 온도 범위에서 안정된 감쇠 성능을 나타내는 고감쇠 부재를 제공하는 것을 고려하면, 상기한 것 중에서도 천연 고무, 이소프렌 고무 및 부타디엔 고무로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 고무가 바람직하다.

고무는 2종 이상을 병용하여도 좋지만, 고감쇠 조성물의 조성을 간략화하여 상기 고감쇠 조성물 및 고감쇠 부재의 생산성을 향상시키고, 나아가서는 생산비용을 저감하는 것을 고려하면, 어느 1종을 단독으로 이용하는 것이 바람직하다.

실리카로서는, 그 제법에 의해 분류되는 습식법 실리카, 건식법 실리카 중 어느 하나를 이용하여도 좋다. 또한, 실리카로서는, 충전제로서 기능하여 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과를 향상시키는 것을 고려하면, BET 비표면적이 100∼400 ㎡/g, 특히 200∼250 ㎡/g인 것이 바람직하다. BET 비표면적은, 예컨대 시바타 카가꾸 기카이 고교 가부시키가이샤에서 제조한 신속 표면적 측정 장치 SA-1000 등을 사용하여 흡착 기체로서 질소 가스를 이용하는 기상 흡착법에 의해 측정한 값으로 나타내는 것으로 한다.

실리카의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 100 질량부 이상, 180 질량부 이하일 필요가 있다. 함유 비율이 100 질량부 미만에서는, 실리카를 함유시킴에 따른 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 없다. 또한, 180 질량부를 초과하는 경우에는 고감쇠 조성물의 가공성이 저하되어 원하는 입체 형상을 갖는 고감쇠 부재를, 특히, 공장 레벨로 대량으로 생산하는 것이 어렵게 된다. 또한, 시작(試作) 레벨로 소수의 고감쇠 부재를 형성하는 것은 가능하지만, 형성된 고감쇠 부재는 단단하고, 또한 변형되기 어렵기 때문에, 특히 대변형시에 파괴되기 쉽다고 하는 문제도 발생한다.

또한, 실리카의 함유 비율은, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 한층 더 향상시키는 것을 고려하면, 상기 범위 내라도 135 질량부 이상인 것이 바람직하다.

로진 유도체로서는, 예컨대, 로진과 다가 알코올(글리세린 등)과의 에스테르나 로진 변성 말레산 수지 등의, 구성 성분으로서 로진을 함유하는 수지이며, 점착성 부여제로서 기능하여 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과를 갖는 여러 가지 유도체를 들 수 있다.

상기 로진 유도체의 연화점은 120℃ 이상인 것이 바람직하고, 180℃ 이하, 특히 160℃ 이하인 것이 바람직하다.

연화점이 상기 범위 미만에서는, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과를 충분히 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 한편, 상기 범위를 초과하는 경우에는 가공성이 저하되어 고감쇠 조성물을 조제하기 위해서 각 성분을 혼련하거나, 고감쇠 부재를 제조하기 위해서 상기 고감쇠 조성물을 혼련하거나, 혹은 임의의 형상으로 성형 가공하는 것이 용이하지 않게 될 우려가 있다.

또한, 연화점은, 일본 공업 규격 JIS K2207-1996 「석유 아스팔트」 소재의 연화점 시험 방법(환구법)에 따라 측정한 값으로 나타내는 것으로 한다.

상기 로진 유도체로서는, 예컨대, 모두 하리마 카세이 가부시키가이샤에서 제조한 상품명 하리에스터 시리즈 중 MSR-4(연화점: 127℃), DS-130(연화점: 135℃), AD-130(연화점: 135℃), DS-816(연화점: 148℃), DS-822(연화점: 172℃), 하리마 카세이 가부시키가이샤에서 제조한 상품명 하리맥 시리즈 중 145P(연화점: 138℃), 135GN(연화점: 139℃), AS-5(연화점: 165℃) 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

로진 유도체의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 3 질량부 이상, 50 질량부 이하일 필요가 있다. 함유 비율이 3 질량부 미만에서는, 로진 유도체를 함유시킴에 따른 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 없다. 또한, 50 질량부를 초과하는 경우에는 로진 유도체에 의한 점착성이 증대하여 가공성이 저하되고, 고감쇠 조성물을 조제하기 위해서 각 성분을 혼련하거나, 고감쇠 부재를 제조하기 위해서 상기 고감쇠 조성물을 혼련하거나, 혹은 임의의 형상으로 성형 가공할 수 없게 된다.

또한, 로진 유도체의 함유 비율은, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 한층 더 향상시키는 것을 고려하면, 상기 범위 내라도 10 질량부 이상인 것이 바람직하다.

이미다졸계 화합물로서는, 분자 내에 이미다졸 고리를 갖는 여러 가지 화합물 중, 실리카, 로진 유도체 및 힌더드 페놀계 화합물을 함유하는 고감쇠 조성물로 이루어진 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 기능을 갖는 여러 가지 이미다졸계 화합물을 들 수 있다.

상기 이미다졸계 화합물로서는, 예컨대 이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸-이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

특히, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과의 점에서 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸이 바람직하고, 그 중에서도 이미다졸이 가장 바람직하다.

이미다졸계 화합물의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 0.1 질량부 이상, 10 질량부 이하일 필요가 있다. 함유 비율이 0.1 질량부 미만에서는, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 없다. 또한, 10 질량부를 초과하는 경우에는 버닝을 일으키기 쉽게 되어 가공성이 저하되고, 고감쇠 조성물을 조제하기 위해서 각 성분을 혼련하거나, 고감쇠 부재를 제조하기 위해서 상기 고감쇠 조성물을 혼련하거나, 혹은 임의의 형상으로 성형 가공할 수 없게 된다.

또한, 이미다졸계 화합물의 함유 비율은, 고감쇠 조성물의 양호한 가공성을 유지하면서, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 한층 더 향상시키는 것을 고려하면, 상기 범위 내라도 1 질량부 이상인 것이 바람직하고, 5 질량부 이하인 것이 바람직하다.

힌더드 페놀계 화합물로서는, 분자 내의 수산기가 실리카 표면의 수산기와 상호 작용함으로써, 상기 실리카의, 베이스 폴리머를 비롯한 유기계의 각 성분에 대한 친화성, 상용성을 향상시켜 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 더욱 향상시키는 작용을 하는 여러 가지 힌더드 페놀계 화합물을 모두 사용할 수 있다.

상기 힌더드 페놀계 화합물로서는, 상기 수산기를 2개 이상 갖는 여러 가지 힌더드 페놀계 화합물, 특히, 비스페놀계 노화 방지제, 폴리페놀계 노화방지제, 티오비스페놀계 노화방지제, 히드로퀴논계 노화방지제 등의 노화방지제의 1종 또는 2종 이상이 바람직하다.

상기 중 비스페놀계 노화방지제로서는, 예컨대 1,1-비스(3-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스[6-(1-메틸시클로헥실)]-p-크레졸, 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 3,9-비스[2-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐프로피오닐옥시)-1,1-디메틸에틸]-2,4,8,10-테트라옥사스피로(5,5)운데칸, p-크레졸과 디시클로펜타디엔의 부틸화 반응 생성물 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

폴리페놀계 노화방지제로서는, 예컨대 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트] 등을 들 수 있다.

티오비스페놀계 노화방지제로서는, 예컨대 4,4-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)술피드, 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-o-크레졸) 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

또한, 히드로퀴논계 노화방지제로서는, 예컨대 2,5-디-tert-부틸히드로퀴논, 2,5-디-tert-부틸아밀히드로퀴논 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

힌더드 페놀계 화합물의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 0.1 질량부 이상, 20 질량부 이하일 필요가 있다. 함유 비율이 0.1 질량부 미만에서는, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 없다. 또한, 20 질량부를 초과하는 경우에는, 과잉의 힌더드 페놀계 화합물이, 앞서 설명한 바와 같이 고감쇠 부재의 표면에서 백화되기 쉽게 된다고 하는 문제가 있다.

또한, 힌더드 페놀계 화합물의 함유 비율은, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 한층 더 향상시키는 것을 고려하면, 상기 범위 내라도 1 질량부 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 고감쇠 조성물은, 상기 각 성분에 부가하여 아세트산마그네슘 및 아민계 노화방지제를 더 함유하여도 좋다. 상기 양 성분을 함유시킴으로써, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 중 아세트산마그네슘으로서는, 아세트산에 산화마그네슘 또는 탄산마그네슘을 작용시킨 수용액으로부터 얻어지는 4수염 및 상기 4수염을 가열 탈수하여 얻어지는 무수염 중 어느 하나를 이용하여도 좋고, 특히, 제조에 필요한 공정수가 적어 저렴한 아세트산마그네슘·4수염이 바람직하다.

아세트산마그네슘의 함유 비율은, 상기 4수염의 경우, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 0.1 질량부 이상, 20 질량부 이하인 것이 바람직하다. 함유 비율이 0.1 질량부 미만에서는, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 또한, 20 질량부를 초과하는 경우에는, 과잉의 아세트산마그네슘이 고감쇠 부재의 표면에서 백화하기 쉽게 된다.

또한, 아민계 노화방지제로서는, 예컨대 N-페닐-1-나프틸아민, 옥틸화디페닐 등의 알킬화디페닐아민, 4,4'-비스(α,α-디메틸벤질)디페닐아민, p-(p-톨루엔술포닐아미드)디페닐아민, N,N'-디-2-나프틸-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-(1,3-디메틸부틸)-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-(3-메타크릴로일옥시-2-히드록시프로필)-p-페닐렌디아민 등의 방향족 제2급 아민계 노화방지제의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

상기 아민계 노화방지제는, 아세트산마그네슘량의 1∼2배량이며, 또한, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 20 질량부 이하의 비율로 함유시키는 것이 바람직하다.

함유 비율이, 아세트산마그네슘량의 1배량 미만에서는, 베이스 폴리머가 고무인 경우에 고감쇠 조성물의 가황 속도가 지연되어 고감쇠 부재의 생산성이 저하될 우려가 있다. 또한, 아세트산마그네슘량의 2배량을 초과하거나 또는 20 질량부를 초과하는 경우에는, 과잉의 아민계 노화방지제가 고감쇠 부재의 표면에서 백화하기 쉽게 될 우려가 있다.

본 발명의 고감쇠 조성물은, 상기 각 성분에 부가하여 실란 화합물을 더 함유하여도 좋다. 상기 실란 화합물로서는, 화학식 (a)로 표시되고, 실란 커플링제나 실릴화제 등의, 실리카의 분산제로서 기능할 수 있는 여러 가지 실란 화합물을 들 수 있다. 특히, 헥실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디메톡시실란 등의 알콕시실란의 1종 또는 2종 이상이 바람직하다.

상기 식에서 R¹, R², R³ 및 R⁴ 중 적어도 하나는 알콕시기를 나타낸다.

단, R¹, R², R³ 및 R⁴가 동시에 알콕시기인 경우는 없고, 다른 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다.

실란 화합물의 함유 비율은, 실리카 100 질량부에 대해 5 질량부 이상, 25 질량부 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 고감쇠 조성물은, 석유수지, 쿠마론수지 등의 로진 유도체 이외의 다른 점착성 부여제를 더 함유하여도 좋다. 상기 다른 점착성 부여제의 함유 비율은, 로진 유도체의 함유 비율이나 고감쇠 부재의 감쇠 특성 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다.

베이스 폴리머가 고무인 경우, 본 발명의 고감쇠 조성물에는 가황제, 가황촉진제, 가황 촉진 조제(助劑) 등의 첨가제를 각각 적절한 비율로 함유시켜도 좋다. 또한, 상기 고감쇠 조성물에는, 힌더드 페놀계, 아민계 이외의 다른 노화방지제를 적절한 비율로 함유시켜도 좋다.

또한, 본 발명의 고감쇠 조성물에는, 예컨대 카본블랙, 탄산칼슘 등의 충전제나, 액상 고무, 오일 등의 연화제 등을 각각 적절한 비율로 함유시켜도 좋다.

본 발명의 고감쇠 조성물은, 상기 각 성분을 적절한 순서로 배합하고, 임의의 혼련기를 이용하여 혼련하여 조제할 수 있으며, 상기 고감쇠 조성물을 원하는 형상으로 성형하고, 베이스 폴리머가 고무인 경우에는 가황시킴으로써, 소정의 감쇠 특성을 갖는 고감쇠 부재를 제조할 수 있다.

예컨대 베이스 폴리머를 니이더 등의 밀폐식 혼련기를 이용하여 1∼2분간 정도 소련(素練)하고, 이어서 소련을 계속하면서 실리카, 로진 유도체, 이미다졸계 화합물, 힌더드 페놀계 화합물 그 밖의 각 성분을 한번에 혹은 수회에 나누어 투입한 후 더 혼련하여 고감쇠 조성물을 조제하는 것이 일반적이다.

단, 베이스 폴리머에 먼저 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물을 첨가하여 혼련한 후에 실리카와, 그 밖의 각 성분을 첨가하여 혼련하는 공정을 거쳐 상기 고감쇠 조성물을 조제하는 것이 바람직하다.

예컨대 베이스 폴리머를, 밀폐식 혼련기를 이용하여 1∼2분간 정도 소련하고, 이어서 소련을 계속하면서 우선 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물을 첨가하여 혼련하고, 계속해서 실리카 그 밖의 남은 성분을 한번에 혹은 수회에 나누어 투입한 후 더 혼련하여 고감쇠 조성물을 조제한다.

이것에 의해 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물을 베이스 폴리머 내에 충분히 퍼지게 한 상태에서 실리카와 혼련할 수 있기 때문에, 상기 각 성분을 각각 한층 더 유효하게 기능시킬 수 있어 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 더 향상시킬 수 있다.

또한, 베이스 폴리머에 로진 유도체 등을 첨가할 때에, 예컨대 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 5∼10 질량부 정도의 소량의 실리카라면, 상기 로진 유도체 등과 함께 베이스 폴리머에 먼저 첨가할 수 있다. 즉, 베이스 폴리머에 먼저 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물과 함께 실리카의 일부를 첨가하여 혼련한 후에 실리카의 나머지 부분을 첨가하여 혼련하여도 좋다.

또한, 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물을 첨가하여 혼련한 혼련물을 일단 혼련기로부터 꺼내고, 계속해서 소정량의 상기 혼련물을 다시 밀폐식 혼련기 등에 투입한 후 실리카 그 밖의 성분을 첨가하여 혼련하여도 좋다.

아세트산마그네슘 및 아민계 노화방지제를 함유하는 계에서는, 상기 양 성분을, 로진 유도체 등과 함께 실리카보다 먼저 베이스 폴리머에 첨가하여도 좋고, 실리카 등과 함께 나중에 베이스 폴리머에 첨가하여도 좋다.

본 발명의 고감쇠 조성물을 이용하여 형성할 수 있는 고감쇠 부재로서는, 예컨대 빌딩 등의 건조물의 기초에 내장되는 면진용 댐퍼, 건축물의 구조 내에 내장되는 제진(制震)[제진(制振)]용 댐퍼, 적교(吊橋; 구름다리)나 사장교(斜張橋) 등의 케이블의 제진 부재, 산업기계나 항공기, 자동차, 철도차량 등의 방진 부재, 컴퓨터나 그 주변기기류 혹은 가정용 전기기기류 등의 방진 부재 나아가서는 자동차용 타이어의 트레드(tread) 등을 들 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 실리카, 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물의 종류와 그 조합 및 함유 비율을 상기 범위 내에서 조정함으로써, 상기 각각의 용도에 적합한 우수한 감쇠 성능을 갖는 고감쇠 부재를 얻을 수 있다.

특히, 본 발명의 고감쇠 조성물을 이용하여 건축물의 구조 내에 내장되는 제진용 댐퍼를 형성한 경우에는, 상기 제진용 댐퍼가 진동의 감쇠 성능이 우수하기 때문에, 하나의 건축물 내에 내장하는 제진용 댐퍼의 수량을 줄일 수 있다. 또한, 온도 의존성이 작기 때문에, 예컨대 온도차가 큰 건축물의 외벽 부근에도 상기 제진용 댐퍼를 설치할 수 있다.

[실시예]

이하의 실시예, 비교예에 있어서의 고감쇠 조성물의 조제 및 시험을, 특기한 것 이외에는 온도 20±1℃, 상대 습도 55±1%의 환경 하에서 실시하였다.

<실시예 1>

베이스 폴리머로서의 천연 고무[SMR(Standard Malaysian Rubber)-CV60] 100 질량부에, 실리카[도소·실리카 가부시키가이샤에서 제조한 Nipsil(닙실)KQ] 150 질량부, 로진 유도체[로진 변성 말레산 수지, 연화점 139℃, 하리마 카세이 가부시키가이샤에서 제조한 하리맥 135GN] 10 질량부, 이미다졸계 화합물로서의 1,2-디메틸이미다졸[시코쿠 카세이 고교 가부시키가이샤에서 제조한 1, 2 DMZ] 25 질량부 및 힌더드 페놀계 화합물로서의 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀)[오우치 신코 카가꾸 고교 가부시키가이샤에서 제조한 노크랙(등록상표) NS-30〕2.5 질량부와, 하기 표 1에 나타내는 각 성분을 배합하고, 밀폐식 혼련기를 이용하여 혼련하여 고감쇠 조성물을 조제하였다.

[표 1]

성분 질량부

페닐트리에톡시실란 25

디시클로펜타디엔계 석유수지 25

쿠마론수지 10

벤즈이미다졸계 노화방지제 2

퀴논계 노화방지제 2

5% 오일 처리 분말 유황 1.58

술핀아미드계 가황촉진제 1

티우람계 가황촉진제 0.7

산화아연 2종 4

스테아르산 1

카본블랙 3

액상 폴리이소프렌고무 35

표 1 중의 각 성분은 하기와 같다.

페닐트리에톡시실란: 신에츠 카가꾸 고교 가부시키가이샤에서 제조한 KBE-103

디시클로펜타디엔계 석유수지: 연화점 105℃, 마루젠 세키유 카가꾸 가부시키가이샤에서 제조한 말카렛(등록상표) M890A

쿠마론수지: 연화점 90℃, 닛토 카가꾸 가부시키가이샤에서 제조한 에스크론(등록상표) G-90

벤즈이미다졸계 노화방지제: 2-머캅토벤즈이미다졸, 오우치 신코 카가꾸 고교 가부시키가이샤에서 제조한 노크랙 MB

퀴논계 노화방지제: 마루이시 카가꾸힝 가부시키가이샤에서 제조한 안티겐 FR

5% 오일 처리 분말 유황: 가황제, 쯔루미 카가꾸 고교 가부시키가이샤에서 제조

술펜아미드계 가황촉진제: N-tert-부틸-2-벤조티아졸릴술펜아미드, 오우치 신코 카가꾸 고교 가부시키가이샤에서 제조한 녹세라(등록상표) NS

티우람계 가황촉진제: 오우치 신코 카가꾸 고교 가부시키가이샤에서 제조한 녹세라-TBT-N

산화아연 2종: 미쓰이 킨조꾸 고교 가부시키가이샤 제조

스테아르산: 니찌유 가부시키가이샤에서 제조한 「츠바키」

카본블랙: 미쓰비시 카가꾸 가부시키가이샤에서 제조한 다이아블랙(등록상표) G

액상 폴리이소프렌고무: 연화제, 가부시키가이샤 쿠라레에서 제조한 LIR50

혼련의 절차는, 우선 베이스 폴리머로서의 천연 고무를, 밀폐식 혼련기를 이용하여 1∼2분간 정도 소련하고, 이어서 소련을 계속하면서 상기 천연 고무를 제외한 다른 각 성분을 수회에 나누어 투입한 후 10∼40분간 정도 더 혼련하여 고감쇠 조성물을 얻었다.

<실시예 2 내지 실시예 4>

베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부에 대한 실리카의 함유 비율을 100 질량부(실시예 2), 135 질량부(실시예 3), 180 질량부(실시예 4)로 하고, 또한 실리카에 대한 페닐트리에톡시실란의 함유 비율이 실시예 1과 동일(실리카:페닐트리에톡시실란=150:25)하게 되도록, 상기 베이스 폴리머 100 질량부에 대한 페닐트리에톡시실란의 함유 비율을 16.7 질량부(실시예 2), 22.5 질량부(실시예 3), 30 질량부(실시예 4)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고감쇠 조성물을 조제하였다.

<비교예 1>

이미다졸계 화합물과 힌더드 페놀계 화합물을 모두 함유시키지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고감쇠 조성물을 조제하였다.

<비교예 2, 비교예 3>

베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부에 대한 실리카의 함유 비율을 80 질량부(비교예 2), 190 질량부(비교예 3)로 하고, 또한 실리카에 대한 페닐트리에톡시실란의 함유 비율이 실시예 1과 동일(실리카:페닐트리에톡시실란=150:25)하게 되도록, 상기 베이스 폴리머 100 질량부에 대한 페닐트리에톡시실란의 함유 비율을 13.3 질량부(비교예 2), 31.7 질량부(비교예 3)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고감쇠 조성물을 조제하였다.

<감쇠 특성 평가>

(시험체의 제작)

실시예, 비교예에서 조제한 고감쇠 조성물을 시트 형상으로 압출 성형한 후 펀칭하여 도 1에 도시된 바와 같이 원판(1)(두께 5 ㎜×직경 25 ㎜)을 제작하여 상기 원판(1)의 표리 양면에 각각 가황 접착제를 통해 두께 6 ㎜×세로 44 ㎜×가로 44 ㎜의 직사각형 평판 형상의 강판(2)을 겹쳐 적층 방향으로 가압하면서 150℃로 가열하여 원판(1)을 형성하는 고감쇠 조성물을 가황시키고, 상기 원판(1)을 2장의 강판(2)과 가황 접착시켜 고감쇠 부재의 모델로서의 감쇠 특성 평가용 시험체(3)를 제작하였다.

(변위 시험)

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 시험체(3)를 2개 준비하고, 상기 2개의 시험체(3)를, 한쪽 강판(2)을 통해 1장의 중앙 고정 지그(4)에 볼트로 고정시키며, 각각의 시험체(3)의 다른쪽 강판(2)에 1장씩의 좌우 고정 지그(5)를 볼트로 고정시켰다. 그리고, 중앙 고정 지그(4)를, 도시하지 않은 시험기 상측의 고정 아암(6)에 조인트(7)를 통해 볼트로 고정시키고, 또한, 2장의 좌우 고정 지그(5)를, 상기 시험기의 아래쪽의 가동판(8)에 조인트(9)를 통해 볼트로 고정시켰다.

다음에, 이 상태에서 가동판(8)을 도면 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 고정 아암(6)의 방향으로 밀어 올리도록 변위시켜 시험체(3) 중 원판(1)을 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 시험체(3)의 적층 방향과 직교 방향으로 왜곡 변형시킨 상태로 하고, 계속해서 이 상태로부터, 가동판(8)을 도면 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 고정 아암(6)의 방향과 반대 방향으로 내리도록 변위시켜 상기 도 2의 (a)에 도시된 상태로 되돌리는 조작을 1사이클로 하여 상기 시험체(3) 중 원판(1)을 반복하여 왜곡 변형, 즉 진동시켰을 때의, 상기 시험체(3)의 적층 방향과 직교 방향으로의 원판(1)의 변위량(㎜)과 하중(N)과의 관계를 나타내는 히스테리시스 루프(H)(도 3 참조)를 구하였다.

측정은, 상기 조작을 3사이클 행하여 3회 째의 값을 구하였다. 또한, 최대 변위량은, 원판(1)을 사이에 둔 2장의 강판(2)의, 상기 적층 방향과 직교 방향의 편차량이, 상기 원판(1)의 두께의 100% 또는 300%가 되도록 설정하였다.

계속해서, 상기 측정에 의해 구한 도 3에 도시된 히스테리시스 루프(H) 중 최대 변위점과 최소 변위점을 연결하는, 도면 중에 굵은 실선으로 나타내는 직선 L1의 기울기 Keq(N/mm)를 구하고, 상기 기울기 Keq(N/mm)와, 원판(1)의 두께 T(㎜)와, 원판(1)의 단면적 A(㎟)로부터, 하기 수학식 1에 의해 등가 전단 탄성률 Geq(N/㎟)을 구하였다. 또한, 등가 전단 탄성률 Geq(N/㎟)은, 상기 편차량이 100%일 때의 등가 전단 탄성률 Geq100(N/㎟)과, 편차량이 300%일 때의 등가 전단 탄성률 Geq300(N/㎟)을 구하였다.

[수학식 1]

또한, 도 3 중에 사선을 그어 나타낸 히스테리시스 루프(H)의 전표면적으로 표시되는 흡수 에너지량(ΔW)과, 이 도면 중에 그물선을 그어 나타낸 상기 직선(L1)과, 그래프의 횡축과, 직선(L1)과 히스테리시스 루프(H)와의 교점으로부터 상기 횡축으로 내린 수선(L2)으로 둘러싸인 영역의 표면적으로 표시되는 탄성 왜곡 에너지(W)로부터 하기 수학식 2에 의해 등가 감쇠 정수 Heq를 구하였다. 또한, 등가 감쇠 정수 Heq는, 상기 편차량이 100%일 때의 등가 감쇠 정수 Heq100과, 편차량이 300%일 때의 등가 감쇠 정수 Heq300을 구하였다. 이 중 등가 감쇠 정수 Heq100이 클수록 시험체(3)는 감쇠 성능이 우수하다고 판정된다. 실시예, 비교예의 경우는 등가 감쇠 정수 Heq가 0.38 이상인 것을 감쇠 성능 양호, 0.38 미만인 것을 감쇠 성능 불량으로서 평가하였다.

[수학식 2]

이상의 결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2]

표 2의 비교예 1과 실시예 1 내지 실시예 4의 결과를 비교하면, 이미다졸계 화합물도 힌더드 페놀계 화합물도 함유시키지 않은 비교예 1의 고감쇠 조성물을 이용하여 형성한 고감쇠 부재는, 등가 감쇠 정수 Heq100이 0.38 미만으로서 감쇠 성능이 불충분한 데 반하여, 본 발명의 구성인 실시예 1 내지 실시예 4의 고감쇠 조성물을 이용하여 형성한 고감쇠 부재는, 모두 상기 등가 감쇠 정수 Heq100이 0.38 이상으로서 감쇠 성능이 우수하다는 것을 알 수 있었다.

그리고, 이것으로부터 베이스 폴리머에 실리카, 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물을 각각 소정의 함유 비율로 함유시킴으로써 감쇠 성능이 우수한 고감쇠 부재를 형성할 수 있는 고감쇠 조성물을 얻을 수 있는 것이 확인되었다.

또한, 비교예 2와 실시예 1 내지 실시예 4의 결과를 비교하면, 실리카를, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 100 질량부 미만의 범위에서 함유시킨 비교예 2의 고감쇠 조성물을 이용하여 형성한 고감쇠 부재는, 등가 감쇠 정수 Heq100이 0.38 미만으로서 감쇠 성능이 불충분하다는 것을 알 수 있었다. 그리고, 이것으로부터 실리카의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 100 질량부 이상일 필요가 있는 것이 확인되었다.

또한, 비교예 3과 실시예 1 내지 실시예 4의 결과를 비교하면, 실리카를, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 180 질량부를 초과하여 함유시킨 비교예 3의 고감쇠 조성물을 이용하여 형성한 고감쇠 부재는, 편차량이 300%인 대변형시에 파괴되어 버리는 것을 알 수 있었다. 그리고, 이것으로부터 실리카의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 180 질량부 이하일 필요가 있는 것이 확인되었다.

또한, 실시예 1 내지 실시예 4의 결과를 비교하면, 실리카의 함유 비율은, 상기 범위 내라도 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 135 질량부 이상인 것이 바람직한 것이 확인되었다.

<실시예 5 내지 실시예 8, 비교예 4>

베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부에 대한 로진 유도체의 함유 비율을 2 질량부(비교예 4), 3 질량부(실시예 5), 20 질량부(실시예 6), 30 질량부(실시예 7), 50 질량부(실시예 8)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고감쇠 조성물을 조제하였다.

(비교예 5)

베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부에 대한 로진 유도체의 함유 비율을 55 질량부로 한 결과, 점착성이 너무 강해서 각 성분의 혼합물을 혼련하여 고감쇠 조성물을 조제할 수 없었다.

그래서, 비교예 5를 제외한 각 실시예, 비교예의 고감쇠 조성물에 대해서 앞서 설명한 각 시험을 행하여 특성을 평가하였다. 결과를, 실시예 1의 결과와 함께 표 3에 나타낸다.

[표 3]

표 3의 비교예 4와 실시예 1, 실시예 5 내지 실시예 8의 결과를 비교하면, 로진 유도체를, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 3 질량부 미만의 범위에서 함유시킨 비교예 4의 고감쇠 조성물을 이용하여 형성한 고감쇠 부재는, 등가 감쇠 정수 Heq100이 0.38 미만으로서 감쇠 성능이 불충분하다는 것을 알 수 있었다. 그리고, 이것으로부터, 로진 유도체의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 3 질량부 이상일 필요가 있는 것이 확인되었다.

또한, 비교예 5와 실시예 1, 실시예 5 내지 실시예 8의 결과를 비교하면, 로진 유도체를, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 50 질량부를 초과하여 함유시킨 비교예 5는, 앞서 설명한 바와 같이 점착성이 너무 높아 고감쇠 조성물을 조제할 수 없었다. 그리고, 이것으로부터, 로진 유도체의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 50 질량부 이하일 필요가 있다는 것이 확인되었다.

또한, 실시예 1, 실시예 5 내지 실시예 8의 결과를 비교하면, 로진 유도체의 함유 비율은, 상기 범위 내라도 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 10 질량부 이상인 것이 바람직한 것이 확인되었다.

<실시예 9∼12, 비교예 6>

베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부에 대한 이미다졸계 화합물의 함유 비율을 0.05 질량부(비교예 6), 0.3질량부(실시예 9), 1 질량부(실시예 10), 5 질량부(실시예 11), 10 질량부(실시예 12)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고감쇠 조성물을 조제하였다.

<비교예 7>

베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부에 대한 이미다졸계 화합물의 함유 비율을 13 질량부로 한 결과, 각 성분의 혼합물의 혼련시에 버닝이 발생하였기 때문에 고감쇠 조성물의 조제를 단념하였다.

그래서, 비교예 7을 제외한 각 실시예, 비교예의 고감쇠 조성물에 대해서 앞서 설명한 각 시험을 행하여 특성을 평가하였다. 결과를, 실시예 1의 결과와 함께 표 4에 나타낸다.

[표 4]

표 4의 비교예 6과 실시예 1, 실시예 9 내지 실시예 12의 결과를 비교하면, 이미다졸계 화합물을, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 0.1 질량부 미만의 범위에서 함유시킨 비교예 6의 고감쇠 조성물을 이용하여 형성한 고감쇠 부재는, 등가 감쇠 정수 Heq100이 0.38 미만으로서 감쇠 성능이 불충분하다는 것을 알 수 있었다. 그리고, 이것으로부터 이미다졸계 화합물의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 0.1 질량부 이상일 필요가 있는 것이 확인되었다.

또한, 비교예 7과 실시예 1, 실시예 9 내지 실시예 12의 결과를 비교하면, 이미다졸계 화합물을, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 10 질량부를 초과하여 함유시키려고 한 비교예 7은, 앞서 설명한 바와 같이 버닝을 일으키기 쉬워 고감쇠 조성물을 조제할 수 없었다. 그리고, 이것으로부터, 이미다졸계 화합물의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 10 질량부 이하일 필요가 있는 것이 확인되었다.

실시예 1, 실시예 5 내지 실시예 8의 결과를 더 비교하면, 이미다졸계 화합물의 함유 비율은, 상기 범위 내라도 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 1 질량부 이상인 것이 바람직하고, 5 질량부 이하인 것이 바람직한 것이 확인되었다.

<실시예 13 내지 실시예 16, 비교예 8>

베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부에 대한 힌더드 페놀계 화합물의 함유 비율을 0.05 질량부(비교예 8), 0.3 질량부(실시예 13), 1 질량부(실시예 14), 10 질량부(실시예 15), 20 질량부(실시예 16)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고감쇠 조성물을 조제하였다.

<비교예 9>

베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부에 대한 힌더드 페놀계 화합물의 함유 비율을 23 질량부로 한 결과, 고감쇠 부재의 표면에서 백화가 발생하였다.

상기 각 실시예, 비교예의 고감쇠 조성물에 대해서 앞서 설명한 각 시험을 행하여 특성을 평가하였다. 결과를, 실시예 1의 결과와 함께 표 5에 나타낸다.

[표 5]

표 5의 비교예 8과 실시예 1, 실시예 13 내지 실시예 16의 결과를 비교하면, 힌더드 페놀계 화합물을, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 0.1 질량부 미만의 범위에서 함유시킨 비교예 8의 고감쇠 조성물을 이용하여 형성한 고감쇠 부재는, 등가 감쇠 정수 Heq100이 0.38 미만으로서 감쇠 성능이 불충분하다는 것을 알 수 있었다. 그리고, 이것으로부터 힌더드 페놀계 화합물의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 0.1 질량부 이상일 필요가 있는 것이 확인되었다.

또한, 비교예 9와 실시예 1, 실시예 13 내지 실시예 16의 결과를 비교하면, 힌더드 페놀계 화합물을, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 20 질량부를 초과하여 함유시킨 비교예 9는, 앞서 설명한 바와 같이 백화를 일으켰다. 그리고, 이것으로부터, 힌더드 페놀계 화합물의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 20 중량부 이하일 필요가 있는 것이 확인되었다.

<실시예 17>

이미다졸계 화합물로서, 1,2-디메틸이미다졸 대신에 이미다졸[니혼 카세이 카가꾸 고교 가부시키가이샤 제조]을 동량 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고감쇠 조성물을 조제하였다.

<실시예 18>

아세트산마그네슘·4수염[키시다 카가꾸 가부시키가이샤 제조] 2.5 질량부 및 아민계 노화방지제로서의 N-페닐-N'-(1,3-디메틸부틸)-p-페닐렌디아민[오우치 신코 카가꾸 고교 가부시키가이샤에서 제조한 노크랙 6C] 5 질량부를 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고감쇠 조성물을 조제하였다.

<실시예 19>

실시예 1에서 이용한 것과 동일한 각 성분을 동일한 비율로 이용하여 하기의 절차에 의해 고감쇠 조성물을 조제하였다.

즉, 베이스 폴리머로서의 천연 고무를, 밀폐식 혼련기를 이용하여 1∼2분간 정도 소련하고, 이어서 소련을 계속하면서 로진 유도체, 이미다졸계 화합물, 힌더드 페놀계 화합물 및 실리카의 일부(천연 고무 100 질량부에 대해 10 질량부)를 투입하여 1∼2분간 정도 더 혼련한 후, 혼련물을 일단 혼련기 밖으로 꺼내었다.

다음에, 상기 혼련물의 소정량을 계량하여 다시 밀폐식 혼련기를 이용하여 1∼2분간 정도 소련하고, 이어서 소련을 계속하면서 실리카의 나머지 부분(천연 고무 100 질량부에 대해 140 질량부)과 표 1에 나타내는 각 성분을 수회에 나누어 투입한 후 10∼40분간 정도 더 혼련하여 고감쇠 조성물을 얻었다.

상기 각 실시예의 고감쇠 조성물에 대해서 앞서 설명한 각 시험을 행하여 특성을 평가하였다. 결과를, 실시예 1의 결과와 함께 표 6에 나타낸다.

[표 6]

표 6의 실시예 1, 실시예 17의 결과로부터, 이미다졸계 화합물로서 이미다졸을 이용함으로써, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1, 실시예 18의 결과로부터, 고감쇠 조성물에 아세트산마그네슘 및 아민계 노화방지제를 더 함유시킴으로써, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1, 실시예 19의 결과로부터, 베이스 폴리머에 앞서 로진 유도체 등을 첨가하여 혼련한 후에 실리카 등을 첨가하여 혼련함으로써, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.

<실시예 20 내지 실시예 23, 비교예 10>

베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부에 대한 이미다졸의 함유 비율을 0.05 질량부(비교예 10), 0.3 질량부(실시예 20), 1 질량부(실시예 21), 5 질량부(실시예 22), 10 질량부(실시예 23)로 한 것 이외에는 실시예 17과 동일하게 하여 고감쇠 조성물을 조제하였다.

<비교예 11>

베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부에 대한 이미다졸의 함유 비율을 13 질량부로 한 결과, 각 성분의 혼합물의 혼련시에 버닝이 발생하였기 때문에 고감쇠 조성물의 조제를 단념하였다.

그래서, 비교예 11을 제외한 각 실시예, 비교예의 고감쇠 조성물에 대해서 앞서 설명한 각 시험을 행하여 특성을 평가하였다. 결과를, 실시예 17의 결과와 함께 표 7에 나타낸다.

[표 7]

표 7의 비교예 10과 실시예 17, 실시예 20 내지 실시예 23의 결과를 앞의 표4의 결과와 비교하면, 전체적으로 등가 감쇠 정수 Heq100이 향상되고 있지만, 이미다졸을, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 0.1 질량부 미만의 범위에서 함유시킨 비교예 10의 고감쇠 조성물을 이용하여 형성한 고감쇠 부재는, 상기 함유 비율을 0.1 질량부 이상으로 한 실시예 17, 실시예 20 내지 실시예 23에 비하여 상기 투과 감쇠 정수 Heq100이 낮아 감쇠 성능이 불충분하다는 것을 알 수 있었다. 그리고, 이것으로부터 이미다졸의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 0.1 질량부 이상일 필요가 있는 것이 확인되었다.

또한, 비교예 11과 실시예 17, 실시예 20 내지 실시예 23의 결과를 비교하면, 이미다졸을, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 10 질량부를 초과하여 함유시키려고 한 비교예 11은, 앞서 설명한 바와 같이 버닝을 일으키기 쉬워 고감쇠 조성물을 조제할 수 없었다. 그리고, 이것으로부터, 이미다졸의 함유 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 10 질량부 이하일 필요가 있는 것이 확인되었다.

Claims (7)

1. 베이스 폴리머와, 상기 베이스 폴리머 100 질량부에 대해 100 질량부 이상 180 질량부 이하의 실리카, 3 질량부 이상 50 질량부 이하의 로진 유도체, 0.1 질량부 이상 10 질량부 이하의 이미다졸계 화합물 및 0.1 질량부 이상 20 질량부 이하의 힌더드 페놀계 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 고감쇠 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 폴리머는 천연 고무, 이소프렌 고무 및 부타디엔 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 고감쇠 조성물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이미다졸계 화합물은 이미다졸인 고감쇠 조성물.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 아세트산마그네슘 및 아민계 노화방지제를 더 함유하고 있는 고감쇠 조성물.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 베이스 폴리머에 먼저 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물을 첨가하여 혼련한 후에 실리카를 첨가하여 혼련하는 공정을 거쳐 조제되는 고감쇠 조성물.
6. 제5항에 있어서, 베이스 폴리머에 먼저 로진 유도체, 이미다졸계 화합물 및 힌더드 페놀계 화합물과 함께 실리카의 일부를 첨가하여 혼련한 후에 실리카의 나머지 부분을 첨가하여 혼련하는 고감쇠 조성물.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 건축물의 제진용 댐퍼의 형성 재료로서 이용하는 고감쇠 조성물.

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