JPH04130145A - 振動減衰材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、建築物や一般機器等に適用される振動減衰材
料の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、建物や道路橋等の建築物の基礎あるいは一般
機器における大地震時の免震を目的とする基礎免震シス
テムとしては、ゴムと金属板とを積層した積層ゴムと、
鋼材ダンパーの双方を併用することが一般に行われてい
る。この鋼材ダンパーは施工作業やメンテナンスの手間
と費用がかかるとともに、建築物等の地下空間を狭くし
てその有効利用を妨げるという欠点を有しており、これ
を併用せずに、減衰ゴム材料の減衰性能を向上させるこ
とでＷｔＲゴムのみで免震を行うことが最近強く要求さ
れている。

このような高減衰の減衰ゴム材料に要求される特性は、
従来の減衰ゴムと同様のクリープ特性を保持しながら、
積層ゴムの水平方向の大変位に追従できるよう６００％
以上の伸びを有し、さらに減衰性能を大幅に向上させる
ことなどがある。

これに対して積層ゴムにおける従来の減衰ゴム材料とし
ては、スチレンブタジェンゴム（ＳＢＲ）、ブタジェン
ゴム（ＢＲ）　、天然ゴム、インプレンゴムなどのゴム
に、充填剤としてカーボンブラックやグラフディトおよ
び可塑剤を適宜配合して加硫したもの（例えば特公昭５
５−５５４０号公報）などが多用されているが、上述の
護持性を充分満足するものは未だ得られていないのが実
状であった。

また、減衰性能を大幅に向上させるために組成物の粘弾
性挙動と変えて、具体的な特性としては等価減衰定数を
使用温度（約−１０〜４０°Ｃ）範囲において０，１５
以上とすること、かつ弾性率の温度依存性（ｍ度による
弾性率の変化）をできるだけ小さくして使用温度範囲内
での減衰特性を一定に保つことが必要とされる。これに
対処して天然ゴムに、これと相溶性の良いＳＢＲやＢ　
Ｒ，をブレンドすることか試みられているが、未だ充分
な特性は得られていなかった。

（発明が解決しようとする課題） 以上の点に鑑みて、本発明は約−１０〜４０°Ｃの温度
範囲において、減衰性能と伸びを従来より大幅に向上さ
せた高減衰の振動減衰材料を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段） 本発明は即ち、（イ）天然ゴムまたはクロロプレンゴム
４０〜９０重量％と、（ロ）天然ゴムがグラフト結合さ
れているナイロン繊維５〜３０重量％と、（ハ）カルボ
キシ変性アクリロニトリル−ブタジエンゴム５〜３０重
量％とからなる混合物に充填剤を配合した組成物を加硫
させてなることを特徴とする振動減衰Ｎ料に関する。

本発明者等は、積層ゴムのゴム材料としてクリープ特性
の良好な（イ）天然ゴムまたはクロロプレンゴムをベー
ス樹脂とした組成物における前述の課題を解決すべく、
天然ゴムと相溶性の良いゴム（ＳＢＲ，ＢＲ、ブチルゴ
ム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴムなど）との
各種配合を検討した結果、上述のごとく（ハ）カルボキ
シ変性アクリロニトリル−ブタジエンゴムとく口）天然
ゴムかグラフト結合されているナイロン繊維とを添加し
た基本配合物を加硫すれば、減衰性能を大幅に向上させ
ながら組成物の伸びを６００％以上にできることを見い
出し本発明に至ったものである。

本発明における（口）天然ゴムがグラフト結合されてい
るナイロン繊維としては、表面に天然ゴムが化学的にグ
ラフト結合しているナイロン短繊維があり、例えばナイ
ロン繊維と天然ゴムが１：２の比率（重量）で平均径的
０．２μｍ以上、長さ１■程度のもの等が使用できる。

具体的には、宇部興産社製の商品名ＦＲＲなどがある。

本発明における（ハ）カルボキシ変性アクリロニトリル
−ブタジエンゴムとしては、低分子量の分子鎖の末端に
カルボキシル基が付加した粘度約１０００〜６０万ｃＰ
の液状カルボキシ変性アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ムおよび、アクリロニトリル−ブタジエンゴムにメタク
リル酸などのアクリルモノマーを共重合させて分子鎖の
途中にカルボキシル基を付加させた分子量２万〜１００
万程度の固形ゴムのいずれも使用できる。ただし、（イ
）成分との相溶性などから液状ゴムが特に好ましい。

本発明においては、カルボキシル基を有するアクリロニ
トリル−ブタジエンゴムを使用するので、（イ）天然ゴ
ムまたはクロロプレンゴムとの相溶性が良好であり、し
かも減衰性能を大幅に向上させることができる。

また、（ハ）カルボキシ変性アクリロニトリル−ブタジ
エンゴムは、分子中のアクリロニトリル含有量が１０〜
３０重量％のものを用いれば、（イ）成分との相溶性と
弾性率の温度依存性、機械的特性などがさらに向上する
。

本発明においては、上述の各成分を（イ）成分４０〜９
０重量％と、（ロ）成分５〜３０重量％と、（ハ）成分
５〜３０重量％の割合で配合する。

（ロ）、１！たは（ハ）成分がこれより少ないと減衰性
能か不充分となり、逆にこれより多いとクリープ特性な
どの機械特性の低下が著しい。

本発明の振動減衰材料は、これらの（イ）乃至（ハ）成
分と所定割合で混合したものにさらにフェライト粉末、
カーンブラックなどの充填剤を添加し、加硫させて製造
される。積層ゴムに使用する場合には加硫後の最終硬度
がＪ　Ｉ　Ｓ−Ａ硬度で４０〜７０度となるようにすれ
ば必要充分な機械特性が得られる。なお、この基本配合
に加えて可塑剤やプロセスオイル、その他の添加剤を本
発明の効果を損なわない範囲で添加することができる。

（作用） 本発明においては、クリープ特性の良好な（イ〉天然ゴ
ムまたはクロロブレンゴムをベースとして、これに（ロ
）天然ゴムかグラフト結合されているナイロン繊維と、
（ハ）カルボキシ変性アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ムとを所定量配合し充填剤と加えたものを加硫している
ので、約−１０〜４０″Ｃｃｉ′）温度範囲において、
減衰性能と伸びを従来より大幅に向上させることができ
る。また、（ハ）成分としてカルボキシ変性されたもの
と使用するので、カルボキシ変性されないアクリロニト
リル−ブタジエンゴムに比べてヤング率の温度変化が極
めて小さくなり、減衰性能は大きく向上する。

また、このようにして得られた振動減衰材料を積層ゴム
に使用すれば、基礎免震システムにおいて鋼材ダンパー
を併用する必要がない。

（実施例） 本発明の実施例について説明する。

実施例１〜３ 表に示す配合で、各成分を配合し加硫して振動減衰材料
を製造した。これを用いて硬さ（Ｈｓ）、引張り強さ、
伸ひ、ビステリシスロス（２５°Ｃ）、１０°Ｃおよび
４０°Ｃにおけるヤング率の変化率（−１０°Ｃにおけ
る値／４０°Ｃにおける値）、等価減衰定数（２５°Ｃ
，振動０．５Ｈｚのサイン波、剪断歪１００％）牙それ
ぞれ測定した。なお、ヒステリシスロスは減衰性能を表
し、試料を２００ｍ／分で１００％引張り変形させたと
きのヒステリシス比を示す。これらの結果を表に示す。

比較例１〜４ 比較として、（ハ）成分を欠如するもの（比較Ｍｌ）、
（ロ）成分を欠如するもの（比較例２）、カルボキシル
基を含有しないアクリロニトリル−ブタジエンゴムを使
用したもの（比較例３）、（ロ）および（ハ）成分を欠
如するもの（比較例４）について、それぞれ表に示す配
合で各成分を配合して加硫し、実施例１と同様に試験し
た。結果を表に示す。

（発明の効果） 以上の実施例からも明らかなように、本発明の振動減衰
材料は、−１０〜４０°Ｃの幅広い温度範囲に亘ってヤ
ング率の温度変化が小さく、また減衰特性が極めて良好
で、しかも大きな伸びを有しており、これらの護持性を
同時に充分に満たすものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（イ）天然ゴムまたはクロロプレンゴム４０〜９
   ０重量％と、（ロ）天然ゴムがグラフト結合されている
   ナイロン繊維５〜３０重量％と、（ハ）カルボキシ変性
   アクリロニトリル−ブタジエンゴム５〜３０重量％とか
   らなる混合物に充填剤を配合した組成物を加硫させてな
   ることを特徴とする振動減衰材料。