JPH04216836A - 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】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】従来より、建築物の基礎や床、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
ることで積層ゴムのみで免震を行うことが最近強く要求
されている。

【０００３】このような高減衰の減衰ゴム材料に要求さ
れる特性は、積層ゴムとして必要な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
向上させることである。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を変えて、具体的な特性
としては等価減衰定数を使用温度（約−１０〜４０℃）
範囲においてなるべく大きく、かつ弾性率の温度依存性
（温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も必要とさ
れる。

【０００４】これに対して、積層ゴムにおける従来の減
衰ゴム材料は、クリープ特性やその他の機械的特性の良
好な天然ゴムをベースとして、これにスチレンブタジエ
ンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレ
ンゴムなどのゴムを適宜ブレンドしたものに、減衰性能
向上のための充填剤としてカーボンブラックやグラファ
イトを添加し、適宜可塑剤などを配合して加硫したもの
が多用されている。即ち、クリープ特性やその他の機械
的特性の点から天然ゴム以外のゴムをベースゴムとする
のは殆ど不可能であるが、天然ゴム自体は減衰性能が極
めて低いので、これに他のポリマーや添加剤を配合する
ことで減衰性能を向上させることが検討されている。し
かしながら、天然ゴムのクリープ特性や機械特性を良好
に保持しながら上記のような各種減衰性能を充分に満足
する特性は未だ得られていないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の点に鑑みて、本
発明は天然ゴムの有する良好な機械的諸特性を保持しつ
つ、約−１０〜４０℃の温度範囲において、減衰性能を
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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は即ち、天然ゴム
１００重量部に、充填剤として平均粒径２〜１０μｍの
ケイ酸マグネシウム５〜１００重量部を配合した組成物
を加硫させてなることを特徴とする振動減衰材料に関す
る。

【０００７】本発明者等は、積層ゴムのゴム材料として
クリープ特性を初めとする機械的特性の良好な天然ゴム
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、天然ゴムと各種添加剤との配合を検討した結果、
少なくとも充填剤として平均粒径２〜１０μｍのケイ酸
マグネシウムを所定量配合して加硫すれば、天然ゴム自
体の持つ良好な伸び特性（６００％以上）や引張り強さ
などの機械特性を殆ど損なうこと無く、しかも減衰性能
を大きく向上させ、また−１０〜４０℃の使用温度範囲
において安定した性能を発揮することを見い出し本発明
に至ったものである。

【０００８】本発明においては、ベースゴムとしてクリ
ープ特性など機械特性の良好な天然ゴムを使用し、これ
に他のゴムや樹脂を適宜併用しても良い。併用する場合
は、機械特性の比較的良好なクロロプレンゴムや、減衰
性能の向上するアクリロニトリルーブタジエンゴム（Ｎ
ＢＲ）が好ましい。ＮＢＲのうちアクリロニトリル含有
量を１０〜３０％のものや、カルボキシ変性されたもの
は天然ゴムとの相溶性に極めて優れ、減衰性能の大きな
向上もみられるので好ましい。

【０００９】本発明においては、このベースゴムに、充
填剤として少なくともケイ酸マグネシウムを配合する。 ケイ酸マグネシウムの平均粒径は２〜１０μｍの範囲に
あるものを使用する。平均粒径が２μｍよりも小さいと
、組成物に対する補強効果が高すぎて伸びが低下したり
、組成物の応力ー歪曲線の線形領域が短くなるなどの欠
点を生じ、また１０μｍよりも大きいと減衰性能の向上
が少ない。また、配合量は天然ゴム１００重量部に対し
て、５〜１００重量部の範囲であり、これより少ないと
減衰性能の向上が小さく、これより多いと伸びの低下を
生ずるなど天然ゴムの良好な機械特性を損なうことがあ
る。

【００１０】本発明の振動減衰材料は、これらの各成分
を所定割合で６０〜７０℃の温度で充分混合し常法によ
り加硫させて製造される。混合段階でさらにカーンブラ
ックなどの補強用充填剤やプロセスオイル、あるいはフ
ェライト粉末、天然ゴムがグラフト結合されているナイ
ロン繊維などの減衰性能を向上させるための充填剤を本
発明の効果を損なわない範囲で適宜添加することができ
る。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）で平均径約０．２μｍ以上、
長さ１ｍｍ程度の商品名ＦＲＲ（宇部興産社製）などが
あり、これを（イ）天然ゴム１００重量部に対して５〜
３０重量部の割合で配合すると減衰性能がさらに向上す
るので好ましい。なお、本発明の振動減衰材料を積層ゴ
ムに使用する場合に必要な硬度は、加硫後の最終硬度が
ＪＩＳ−Ａ硬度で４０〜７０度である。

【００１１】以上述べたように、本発明においては、ク
リープ特性などの機械特性の良好な天然ゴムをベースと
して、これに平均粒径２〜１０μｍのケイ酸マグネシウ
ムを所定量配合するので、天然ゴムの機械特性を良好に
保持したまま、ｔａｎ　δ値を大きくし且つ弾性率の温
度依存性を小さくするという減衰性能の大幅な向上を計
ることができる。これによって、伸び６００％以上で積
層ゴムの大変位にも追従でき、その他の機械特性や諸減
衰性能の良好であるという高減衰の積層ゴムに要求され
る諸特性を同時に充分満足することができる。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。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例について説明する。

【００１３】実施例１〜３表に示す配合で、各成分を配
合し常法により加硫して振動減衰材料を製造した。これ
を用いて硬さ（ＪＩＳーＡ）、引張り強さ、伸び、ｔａ
ｎ　δ値（２３℃、０．３Ｈｚ、ＤＭＴＡにより測定）
、−１０℃および４０℃における弾性率の変化率（−１
０℃における値／４０℃における値）、等価減衰定数（
２５℃、振動０．５Ｈｚのサイン波、剪断歪１００％）
をそれぞれ測定した。これらの結果を表に示す。

【００１４】比較例１〜５ 比較として、ケイ酸マグネシウムを欠如するもの（比較
例１）、ケイ酸マグネシウムを過剰に配合するもの（比
較例２）、ケイ酸マグネシウムの粒径が規定範囲より大
きい２０μｍのものを使用するもの（比較例３）、逆に
この粒径が規定範囲より小さい１μｍのものを使用する
もの（比較例４）、ケイ酸マグネシウムの代りにグラフ
ァイトを配合するもの（比較例５）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。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【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、天然ゴムの有する良好な機械的
諸特性を損なうこと無く諸減衰性能を大幅に向上させて
おり、高減衰の積層ゴムに必要とされる諸特性を同時に
満足させるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】天然ゴム１００重量部に、充填剤として平
   均粒径２〜１０μｍのケイ酸マグネシウム５〜１００重
   量部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。