(57)【要約】【課題】粘弾性体の生産性を向上しながら、なおかつ現状よりも減衰性能に優れる上、地震等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にくい粘弾性体を形成できる高減衰ゴム組成物と、当該高減衰ゴム組成物からなる粘弾性体を備えるため、製品としての設計が複雑化するおそれのない、建築物等の粘弾性ダンパを提供する。【解決手段】高減衰ゴム組成物は、ポリイソプレン系ゴムとＢＲの２種のゴム、シリカ、およびシラン化合物を含む高減衰組成物に、架橋成分として、架橋剤と、ゴムの総量１００質量部あたり０．４質量部以上、１．０質量部以下のグアニジン系促進剤を含む２種以上の架橋促進剤とを配合した。粘弾性ダンパは、上記高減衰ゴム組成物からなる粘弾性体を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム、シリカ、シラン化合物、および前記ゴムを架橋させるための架橋成分を含み、
前記ゴムは、ポリイソプレン系ゴム、およびポリブタジエンゴムの２種であり、
前記架橋成分は、架橋剤と、前記ゴムの総量１００質量部あたり０．４質量部以上、１．０質量部以下のグアニジン系促進剤を含む２種以上の架橋促進剤とを含む高減衰ゴム組成物。
【請求項２】
前記ブタジエンゴムの割合は、前記ゴムの総量１００質量部中の３０質量部以上、７０質量部以下である請求項１に記載の高減衰ゴム組成物。
【請求項３】
前記シリカの割合は、前記ゴムの総量１００質量部あたり１００質量部以上、１６０質量部以下である請求項１または２に記載の高減衰ゴム組成物。
【請求項４】
前記シラン化合物の割合は、前記ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以上、４０質量部以下である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の高減衰ゴム組成物。
【請求項５】
前記架橋促進剤は、前記グアニジン系促進剤と、スルフェンアミド系促進剤、およびチウラム系促進剤の３種である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の高減衰ゴム組成物。
【請求項６】
前記請求項１ないし５のいずれか１項に記載の高減衰ゴム組成物からなる粘弾性体を備える粘弾性ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高減衰ゴム組成物、および当該高減衰ゴム組成物からなる粘弾性体を備えた粘弾性ダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、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、粘弾性体が用いられる。
粘弾性体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して、免震、制震、制振、防振等をすることができる。
【０００３】
粘弾性体は、主に天然ゴム等のゴムを含む高減衰ゴム組成物によって形成される。
高減衰ゴム組成物には、カーボンブラック、シリカ等の無機充填剤、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（たとえば、特許文献１〜３等参照）。
これらの成分を配合することで、高減衰ゴム組成物からなる粘弾性体に振動が加えられた際のヒステリシスロスを大きくして、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ことができる。
【０００４】
粘弾性体の減衰性能を現状より高めるためには、無機充填剤や粘着性付与剤等の割合を増加させることが考えられる。
しかし、多量の無機充填剤を配合した高減衰ゴム組成物は、ムーニー粘度が上昇して混練が難しくなり、また、多量の粘着性付与剤を配合した高減衰ゴム組成物は、混練時の粘着性が高くなりすぎる。
【０００５】
そのため、いずれの場合も加工性が低下して、所望の立体形状を有する粘弾性体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くなるという課題がある。
とくに、工場レベルで粘弾性体を量産する場合、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。
【０００６】
特許文献４では、天然ゴム等の、主鎖中に二重結合を有し、かつ極性側鎖を有しないゴムに、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して、粘弾性体の減衰性能を向上することが検討されている。
ところが、現状より減衰性能を高めるために、上記特定の粘着性付与剤の割合を増加させた場合には、当該粘着性付与剤が粘弾性体の表面にブルームしやすくなる。
【０００７】
粘着性付与剤が粘弾性体の表面にブルームすると、当該粘弾性体を、たとえば、金属部品等と接着して粘弾性ダンパ等を形成する際に、両者間で接着不良などを生じることなどが懸念される。
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て、粘弾性体の減衰性能を向上することが検討されている。
【０００８】
しかし、現状より減衰性能を高めるために、ロジン誘導体の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、そして粘弾性体の生産性が低下するという課題がある。
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とを配合して、粘弾性体の減衰性能を向上することが検討されている。
【０００９】
また特許文献７では、主鎖中に二重結合を有するゴムに、シリカおよびシラン化合物と、特定の反応性成分とを配合して、粘弾性体の剛性や減衰性能、高減衰ゴム組成物の加工性や、それにともなう粘弾性体の生産性等を向上することが検討されている。
しかし、これらの構成でも、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。
【００１０】
その上、特許文献１〜７に記載のもの等の、従来の高減衰ゴム組成物を用いて形成した粘弾性体は、とくに、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しやすいという課題がある。
そして、かかる減衰性能の低下を織り込んだ上で所期の性能を確保しようとすると、粘弾性ダンパ等の、製品としての設計が複雑化する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−００３０１４号公報
【特許文献２】特開２００７−６３４２５号公報
【特許文献３】特開平０７−０４１６０３号公報
【特許文献４】特開２００９−１３８０５３号公報
【特許文献５】特開２０１０−１８９６０４号公報
【特許文献６】特開２０１１−１１６９３１号公報
【特許文献７】特開２０１３−５３２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、粘弾性体の生産性を向上しながら、なおかつ現状よりも減衰性能に優れる上、地震等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にくい粘弾性体を形成できる、新規な高減衰ゴム組成物を提供することにある。
また、本発明の目的は、上記高減衰ゴム組成物からなる粘弾性体を備えるため、製品としての設計が複雑化するおそれのない、建築物等の粘弾性ダンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ゴム、シリカ、シラン化合物、および前記ゴムを架橋させるための架橋成分を含み、前記ゴムは、ポリイソプレン系ゴム、およびポリブタジエンゴム（ＢＲ）の２種であり、前記架橋成分は、架橋剤と、前記ゴムの総量１００質量部あたり０．４質量部以上、１．０質量部以下のグアニジン系促進剤を含む２種以上の架橋促進剤とを含む高減衰ゴム組成物である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、粘弾性体の生産性を向上しながら、なおかつ現状よりも減衰性能に優れる上、地震等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にくい粘弾性体を形成できる、新規な高減衰ゴム組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、上記高減衰ゴム組成物からなる粘弾性体を備えるため、製品としての設計が複雑化するおそれのない、建築物等の粘弾性ダンパを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例、比較例の高減衰ゴム組成物からなる粘弾性体の減衰性能を評価するために作製する、上記粘弾性体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。
【図２】同図(a)(b)は、上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。
【図３】上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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
《高減衰ゴム組成物》
前述したように、本発明の高減衰ゴム組成物は、ゴム、シリカ、シラン化合物、および前記ゴムを架橋させるための架橋成分を含み、
前記ゴムは、ポリイソプレン系ゴム、およびポリブタジエンゴム（ＢＲ）の２種であり、
前記架橋成分は、架橋剤と、前記ゴムの総量１００質量部あたり０．４質量部以上、１．０質量部以下のグアニジン系促進剤を含む２種以上の架橋促進剤とを含むことを特徴とするものである。
【００１７】
発明者の検討によると、天然ゴムにシリカを配合した従来の高減衰ゴム組成物からなる粘弾性体に繰り返し大変形が加えられた際に、当該粘弾性体の減衰性能が大きく低下する主な原因は、変形時の発熱によって粘弾性体の弾性率が大きく低下することにある。
またこの問題は、天然ゴムのみに留まらず、当該天然ゴムを含むポリイソプレン系ゴムの全般に発生する。
【００１８】
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、とくに弾性率の変化が小さいＢＲを併用すると、発熱による弾性率の低下を抑えて、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ことができる。
しかし、ゴムとしてＢＲを併用すると混練が難しくなって、高減衰ゴム組成物の加工性が低下する傾向がある。
【００１９】
これに対し、ゴムとしてポリイソプレン系ゴムとＢＲとを併用するとともに、シリカを配合した系に、さらにシラン化合物を配合すると、高減衰ゴム組成物の加工性が低下するのを抑えることができる。
また、ゴムとしてＢＲを用いると、高減衰ゴム組成物の架橋速度が低下する傾向がある。
【００２０】
そして、高減衰ゴム組成物の架橋速度が低下すると、架橋に要する時間が長くなって、とくに、工場レベルで粘弾性体を量産する場合に、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。
そのため架橋速度の低下を抑えることも、加工性の改善とともに、粘弾性体の生産性を高める上で重要である。
【００２１】
そこで本発明では、ゴムを架橋させるための架橋成分として、架橋剤とともに、上述した所定量のグアニジン系促進剤を含む２種以上の架橋促進剤を併用している。
これにより、後述する実施例、比較例の結果からも明らかなように、高減衰ゴム組成物の架橋速度が低下するのを抑えることができる。
したがって、上記各成分を併用することの相乗効果によって、本発明によれば、高減衰ゴム組成物の加工性や架橋速度を現状よりも向上して粘弾性体の生産性を向上しながら、なおかつ現状よりも減衰性能に優れる上、地震等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にくい粘弾性体を形成することができる。
【００２２】
しかも、ポリイソプレン系ゴムとＢＲは、ともにガラス転移温度が室温（２〜３５℃）付近に存在しないため、本発明の高減衰ゴム組成物によれば、最も一般的な使用温度域である室温付近での、粘弾性体の減衰性能や物性の温度依存性を小さくすることもできる。
そのため、広い温度範囲で安定した減衰性能や物性を示す粘弾性体を形成することもできる。
【００２３】
〈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（ＩＲ）を用いることができる。
またＩＲとしては、天然ゴムの構造を人工的に再現したポリイソプレン構造を備え、かつ架橋性を有する上、架橋前に室温で固形状を呈する種々のＩＲがいずれも使用可能である。
【００２４】
ただしポリイソプレン系ゴムとしては、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粘弾性体を形成できる上、入手がしやすく、高減衰ゴム組成物をコスト安価に製造できる点で天然ゴムが好ましい。
天然ゴムとしては、たとえば、ＳＭＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍａｌａｙｓｉａｎ  Ｒｕｂｂｅｒ）−ＣＶ６０等の各種グレードの天然ゴムや、あるいは各種の脱蛋白天然ゴム等の１種または２種以上を用いることができる。
【００２５】
〈ＢＲ〉
ＢＲとしては、分子中にポリブタジエン構造を備え、架橋性を有する種々のＢＲがいずれも使用可能である。
とくに、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え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結合の含量が９５％以上である高シスＢＲが好ましい。
【００２６】
またＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、いずれのタイプのＢＲも使用可能である。
非油展タイプの高シスＢＲの具体例としては、たとえば、下記の各種ＢＲの１種または２種以上を用いることができる。
宇部興産(株)製のＵＢＥＰＯＬ（登録商標）ＢＲ１５０〔シス−１，４結合含量：９８質量％〕、ＢＲ１５０Ｂ〔シス−１，４結合含量：９７質量％〕、ＢＲ１３０Ｂ〔シス−１，４結合含量：９６質量％〕、ＢＲ１５０Ｌ〔シス−１，４結合含量：９８質量％〕、ＢＲ３６０Ｌ〔シス−１，４結合含量：９８質量％〕、ＢＲ２３０〔シス−１，４結合含量：９８質量％〕、ＢＲ７１０〔シス−１，４結合含量：９８質量％〕、ＢＲ１３３Ｐ〔シス−１，４結合含量：９８質量％〕。
【００２７】
〈ゴムの割合〉
ＢＲの割合は、ゴムの総量１００質量部中の３０質量部以上であるのが好ましく、７０質量部以下であるのが好ましい。
ＢＲの割合がこの範囲未満では、当該ＢＲ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えて、粘弾性体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場合がある。
【００２８】
一方、ＢＲの割合が上記の範囲を超える場合には、高減衰ゴム組成物の加工性が低下する場合がある。
これに対し、ＢＲの割合を上記の範囲とすることによって、高減衰ゴム組成物の加工性が低下するのを抑えながら、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できる。
【００２９】
なおＢＲとして油展タイプのものを使用する場合、上記の割合は、当該油展タイプのＢＲ中に含まれる伸展油を除外した、固形分としてのＢＲ自体の割合とする。
ポリイソプレン系ゴムの割合は、ＢＲの残量である。
すなわち、ＢＲの割合を上記範囲内の所定値に設定した際にゴムの総量が１００質量部となるように、ポリイソプレン系ゴムの割合を設定すればよい。
【００３０】
〈シリカ〉
シリカは、シラン化合物の機能によってゴム中に分散されることで、粘弾性体の剛性および減衰性能を向上するために機能する。
シリカとしては、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。
【００３１】
ただし、粘弾性体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、シリカとしては、ＢＥＴ比表面積が１００〜４００ｍ２／ｇ、とくに、２００〜２８０ｍ２／ｇであるものを用いるのが好ましい。
ＢＥＴ比表面積は、たとえば、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。
【００３２】
シリカの具体例としては、たとえば、東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐＳｉｌ（登録商標）ＫＱ〔湿式法シリカ、ＢＥＴ比表面積：２４０ｍ２／ｇ〕等を用いることができる。
シリカの割合は、ゴムの総量１００質量部あたり１００質量部以上であるのが好ましく、１６０質量部以下であるのが好ましい。
シリカの割合がこの範囲未満では、粘弾性体に良好な減衰性能を付与できない場合がある。
【００３３】
また、シリカの割合が上記の範囲を超える場合には、高減衰ゴム組成物の加工性が低下したり、粘弾性体に、地震等によって繰り返し大変形が加えられた際の耐久性が低下して、当該粘弾性体が破損しやすくなったりする場合がある。
これに対し、シリカの割合を上記の範囲とすることにより、高減衰ゴム組成物の加工性が低下したり、地震等によって繰り返し大変形が加えられた際の粘弾性体の耐久性が低下したりするのを抑制しながら、当該粘弾性体に、できるだけ高い剛性と良好な減衰性能とを付与することができる。
【００３４】
〈シラン化合物〉
シラン化合物としては、いわゆるシリル化剤やシランカップリング剤等として機能する、種々のシラン化合物を用いることができる。
シラン化合物は、シリカと反応してその表面を改質して、当該シリカの、ゴムに対する親和性、分散性を向上し、ゴム中に良好に分散させる働きをする。
【００３５】
シラン化合物としては、式(１)：
Ｒ１ｎＳｉ(ＯＲ２)４−ｎ      (１)
〔式中、Ｒ１はフェニル基、または炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜３のアルキル基を示す。ｎは１〜３の数を示す。〕
で表されるアルコキシシラン化合物が好ましい。
【００３６】
アルコキシシラン化合物としては、たとえば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等の１種または２種以上を用いることができる。
【００３７】
とくに、粘弾性体に高い剛性と良好な減衰性能とを付与することを考慮すると、シラン化合物としては、上記の中でも、式(１)中のＲ１がフェニル基、Ｒ２がメチル基で、かつｎが１であるフェニルトリメトキシシランや、式(１)中のＲ１がフェニル基、Ｒ２がエチル基で、かつｎが１であるフェニルトリエトキシシランが好ましい。
シラン化合物の割合は、ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下であるのが好ましい。
【００３８】
シラン化合物の割合がこの範囲未満では、上述した、シリカの表面を改質してゴムに対する親和性、分散性を向上する効果が十分に得られないため、高減衰ゴム組成物の加工性が低下する場合がある。
また、粘弾性体に高い剛性と良好な減衰性能とを付与できない場合もある。
一方、シラン化合物の割合が上記の範囲を超える場合には、却って、高減衰ゴム組成物の加工性が低下したり、粘弾性体の剛性や減衰性能が低下したりする場合がある。
【００３９】
これに対し、シラン化合物の割合を上記の範囲とすることにより、高減衰ゴム組成物の加工性を向上しながら、粘弾性体に、できるだけ高い剛性と良好な減衰性能とを付与することができる。
【００４０】
〈架橋成分〉
架橋成分としては、前述したように、架橋剤と架橋促進剤とを併用する。
（架橋剤）
架橋剤としては、とくに硫黄系架橋剤が好ましい。
また硫黄系架橋剤としては、たとえば、粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等の硫黄や、あるいは、テトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等の有機含硫黄化合物などを用いることができ、とくに硫黄が好ましい。
【００４１】
硫黄の割合は、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。
なお、たとえば、硫黄としてオイル処理粉末硫黄、分散性硫黄等を使用する場合、上記の割合は、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄自体の割合とする。
【００４２】
（架橋促進剤）
架橋促進剤としては、前述したように、グアニジン系促進剤を含む２種以上を併用する。
・  グアニジン系促進剤
グアニジン系促進剤としては、たとえば、１,３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド等の１種または２種以上を用いることができ、とくに１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジンが好ましい。
【００４３】
グアニジン系促進剤の割合は、前述したように、ゴムの総量１００質量部あたり０．４質量部以上、１．０質量部以下に限定される。
グアニジン系促進剤の割合がこの範囲未満では、当該グアニジン系促進剤を配合することによる、ゴムとしてＢＲを併用することで発生する高減衰ゴム組成物の架橋速度の低下を抑制する効果が得られない。
【００４４】
一方、グアニジン系促進剤の割合がこの範囲を超える場合には、過剰のグアニジン系促進剤が粘弾性体の表面にブルームして、たとえば、金属部品等と接着して粘弾性ダンパ等を形成する際に、両者間で接着不良などを生じる場合がある。
これに対し、グアニジン系促進剤の割合を上記の範囲とすることにより、過剰のグアニジン系促進剤が粘弾性体の表面にブルームしたりするのを抑えしながら、高減衰ゴム組成物の架橋速度の低下を抑制することができる。
【００４５】
グアニジン系促進剤と併用する他の架橋促進剤としては、たとえば、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。
架橋促進剤は、種類によって架橋促進のメカニズムが異なるため、他の架橋促進剤としては、上記スルフェンアミド系促進剤と、チウラム系促進剤とを併用するのが好ましい。
・  スルフェンアミド系促進剤
スルフェンアミド系促進剤としては、たとえば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等の１種または２種以上を用いることができ、とくにＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドが好ましい。
【００４６】
スルフェンアミド系促進剤の割合は、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。
・  チウラム系促進剤
チウラム系促進剤としては、たとえば、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラキス（２-エチルヘキシル）チウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等の１種または２種以上を用いることができ、とくにテトラブチルチウラムジスルフィドが好ましい。
【００４７】
チウラム系促進剤の割合は、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。
〈その他の成分〉
本発明の高減衰ゴム組成物には、上記の各成分に加えて、さらにシリカ以外の他の無機充填剤、架橋助剤、軟化剤、粘着性付与剤、老化防止剤等を適宜の割合で配合してもよい。
【００４８】
（無機充填剤）
シリカ以外の他の無機充填剤としては、たとえば、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、充填剤として機能しうるカーボンブラックの１種または２種以上を用いることができる。
【００４９】
カーボンブラックの割合は、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。
【００５０】
（架橋助剤）
架橋助剤としては、たとえば、酸化亜鉛等の金属化合物；ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸その他、従来公知の架橋助剤の１種または２種以上を用いることができ、とくに酸化亜鉛とステアリン酸とを併用するのが好ましい。
このうち、酸化亜鉛の割合は、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く、ステアリン酸の割合は、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。
【００５１】
（軟化剤）
軟化剤は、高減衰ゴム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、たとえば、室温で液状を呈し、かつ架橋性を有する各種の液状ゴムが挙げられる。
また液状ゴムとしては、たとえば、液状ポリイソプレンゴム（ＬＩＲ）、液状ニトリルゴム（ＬＮＢＲ）、液状スチレンブタジエンゴム（ＬＳＢＲ）等の１種または２種以上を用いることができる。
このうち、ＬＩＲが好ましい。
ＬＩＲの具体例としては、たとえば、(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）等の少なくとも１種を用いることができる。
【００５２】
なお液状ゴムは、高減衰ゴム組成物の主体を構成し、架橋前に室温で固形状を呈する前述したポリイソプレン系ゴムやＢＲの架橋時に、これらのゴムとともに架橋反応する成分ではあるが、特性上はあくまでも軟化剤であるため、ゴムの総量には加えないこととする。
液状ゴムの割合は、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。
【００５３】
また他の軟化剤としては、たとえば、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・インデン樹脂が使用可能である。
クマロン・インデン樹脂の具体例としては、たとえば、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種以上を用いることができる。
【００５４】
クマロン・インデン樹脂の割合は、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。
【００５５】
（粘着性付与剤）
粘着性付与剤としては、たとえば、石油樹脂等が挙げられる。
また、石油樹脂の具体例としては、たとえば、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℃〕等を用いることができる。
石油樹脂の割合は、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。
【００５６】
（老化防止剤）
老化防止剤としては、たとえば、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種以上を用いることができ、とく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、たとえば、２−メルカプトベンズイミダゾール等が挙げられる。
ベンズイミダゾール系老化防止剤の割合は、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の具体例としては、たとえば、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〕等を用いることができる。
【００５７】
キノン系老化防止剤の割合は、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。
〈高減衰ゴム組成物〉
上記各成分を含む本発明の高減衰ゴム組成物によれば、たとえば、ビル等の建築物の基礎に組み込まれる免震用の粘弾性支承や、あるいは建築物の構造中に組み込まれる制震（制振）用の粘弾性ダンパを構成する粘弾性体を形成することができる。
【００５８】
また、本発明の高減衰ゴム組成物によれば、たとえば、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として使用される各種の粘弾性体を形成することもできる。
しかも本発明によれば、ポリイソプレン系ゴムやＢＲ、シリカ、シラン化合物、架橋成分その他、各種成分の種類、組み合わせ、および割合を調整することにより、それぞれの粘弾性体を、それぞれの用途に適した優れた減衰性能を有するものとすることができる。
【００５９】
《粘弾性ダンパ》
とくに、本発明の高減衰ゴム組成物を形成材料として用いて、建築物の構造中に組み込まれる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ことから、かかる粘弾性体を含む個々の粘弾性ダンパの減衰性能を向上できる。
そのため、粘弾性ダンパ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の制震性能を確保することができる。
【００６０】
また、地震等の発生によっ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、当該減衰性能の低下を織り込んだ上で所期の性能を確保する必要がなくなるため、上記粘弾性ダンパの、製品としての設計が複雑化するのを抑制することもできる。
その上、ポリイソプレン系ゴムやＢＲは、先に説明したように、粘弾性体の減衰性能や物性等の温度依存性を小さくできるため、たとえば、温度差の大きい建築物の外壁付近にも粘弾性ダンパを設置することが可能となる。
【００６１】
そのため、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が可能となる。
【実施例】
【００６２】
以下に本発明を、実施例、比較例に基づいてさらに説明するが、本発明の構成は、必ずしもこれらの例に限定されるものではない。
〈実施例１〉
ゴムとしては、天然ゴム〔ＳＭＲ−ＣＶ６０〕７０質量部、およびＢＲ〔宇部興産(株)製のＵＢＥＰＯＬ  ＢＲ１５０Ｌ、シス−１，４結合含量：９８質量％〕３０質量部を用いた。
【００６３】
上記両ゴムの総量１００質量部に、下記表１に示す各成分を配合し、密閉式混練機を用いて混練した。
【００６４】
【表１】
2020169233.tif 000003
【００６５】
表中の各成分は下記のとおり。また、表中の質量部は、それぞれゴムの総量１００質量部あたりの質量部である。
シリカ：東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐＳｉｌ  ＫＱ
シラン化合物：フェニルトリエトキシシラン、信越化学工業(株)製のＫＢＥ−１０３
ＬＩＲ：(株)クラレ製のクラプレンＬＩＲ−５０、数平均分子量：５４０００
カーボンブラック：ＦＥＦ、東海カーボン(株)製のシースト（登録商標）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（登録商標）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・インデン樹脂：軟化点９０℃、日塗化学(株)製のニットレジン  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Ｍ８９０Ａ
次いで、下記表２に示す架橋成分を加えてさらに混練して、高減衰ゴム組成物を調製した。
【００６６】
【表２】
2020169233.tif 000004
【００６７】
表中の各成分は下記のとおり。また、表中の質量部は、それぞれゴムの総量１００質量部あたりの質量部である。
５％オイル処理粉末硫黄：加硫剤、鶴見化学工業(株)製、硫黄自体の割合は１．５質量部
グアニジン系促進剤：１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＤＴ
スルフェンアミド系促進剤：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ＮＳ
チウラム系促進剤：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−ｐ
〈実施例２〉
天然ゴムの量を５０質量部、ＢＲの量を５０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして、高減衰ゴム組成物を調製した。
【００６８】
〈実施例３〉
天然ゴムの量を３０質量部、ＢＲの量を７０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして高減衰ゴム組成物を調製した。
〈比較例１〉
天然ゴムの量を１００質量部として、ＢＲとグアニジン系促進剤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ゴム組成物を調製した。
【００６９】
〈実施例４、５〉
シリカの量を、ゴムの総量１００質量部あたり１００質量部（実施例４）、１６０質量部（実施例５）としたこと以外は実施例２と同様にして高減衰ゴム組成物を調製した。
〈実施例６、７〉
シラン化合物の量を、ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部（実施例６）、４０質量部（実施例７）としたこと以外は実施例２と同様にして高減衰ゴム組成物を調製した。
【００７０】
〈比較例２〉
グアニジン系促進剤を配合しなかったこと以外は実施例２と同様にして高減衰ゴム組成物を調製した。
〈実施例８、９、比較例３〉
グアニジン系促進剤の量を、ゴムの総量１００質量部あたり０．４質量部（実施例８）、１．０質量部（実施例９）、１．５質量部（比較例３）としたこと以外は実施例２と同様にして高減衰ゴム組成物を調製した。
【００７１】
〈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ゴム組成物を、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、平面形状が矩形の平板１（厚み５ｍｍ×縦２５ｍｍ×横２５ｍｍ）を形成した。
【００７２】
次いで、この平板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を重ねて積層体とした。
そして、上記の積層体を積層方向に加圧しながら１５０℃に加熱して、平板１を形成する高減衰ゴム組成物を架橋させるとともに、当該平板１を２枚の鋼板２と加硫接着させて、粘弾性体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。
【００７３】
（変位試験）
上記試験体３を、図２(a)に示すように２個用意し、この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に固定するとともに、両試験体３の、他方の鋼板２に、それぞれ１枚ずつの左右固定治具５を固定した。
次いで、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を介して固定し、かつ２枚の左右固定治具５を、上記試験機の下側の可動盤８に、ジョイント９を介して固定した。
【００７４】
なお両試験体３は、それぞれ、平板１の互いに平行な２辺を下記の変位方向と平行に揃えた状態で、上記のように固定した。
次いで、下記(Ｉ)(II)の操作を１サイクルとして、平板１を繰り返し歪み変形、すなわち振動させた際の、平板１の厚み方向と直交方向の変位量（ｍｍ）と、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。
【００７５】
(Ｉ)：可動盤８を、図２(a)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、平板１を、図２(b)に示すように厚み方向と直交方向に歪み変形させた状態とする。
(II)：上記の状態から、可動盤８を、今度は図２(b)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、図２(a)に示す状態に戻す。
【００７６】
測定は、温度２０℃の環境下、上記(Ｉ)(II)の操作を６サイクル実施して６サイクル目の値を求めた。
各サイクルにおける最大変位量は、いずれも平板１を挟む２枚の鋼板２の、当該平板１の厚み方向と直交方向のずれ量が平板１の厚みの１００％となるように設定した。
測定によって求めた図３のヒステリシスループＨから、式(ａ)：
【００７７】
【数１】
2020169233.tif 000005
【００７８】
によって等価せん断弾性率Ｇｅｑ（Ｎ／ｍｍ２）を求めた。
式中、Ｋｅｑ（Ｎ／ｍｍ）は、ヒステリシスループＨの最大変位点と最小変位点とを結ぶ、図３中に太線の実線で示す直線Ｌ１の傾き、Ｔ（ｍｍ）は平板１の厚み、Ａ（ｍｍ２）は平板１の断面積である。
そして、比較例１における等価せん断弾性率Ｇｅｑ（Ｎ／ｍｍ２）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／ｍｍ２）の相対値を求め、かかる相対値が９５以上のものを良好（○）、９５未満のものを不良（×）と評価した。
【００７９】
また、図３のヒステリシスループＨから、式(ｂ)：
【００８０】
【数２】
2020169233.tif 000006
【００８１】
によって等価減衰定数Ｈｅｑを求めた。
式中のΔＷは、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である。
またＷは、同図中に網線を付して示した、直線Ｌ１と、グラフの横軸と、直線Ｌ１とヒステリシスループＨとの交点から上記グラフの横軸におろした垂線Ｌ２とで囲まれた三角形の領域の表面積で表される弾性歪みエネルギーである。
【００８２】
そして、比較例１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、かかる相対値が９５以上のものを良好（○）、９５未満のものを不良（×）と評価した。
（繰り返し大変形が加えられた際の減衰性能評価）
最大変位量を３００％として平板１を大変形させたこと以外は、上記変位試験と同条件で、上記平板１を繰り返し変形させた際の、当該平板１の厚み方向と直交方向の変位量（ｍｍ）と、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。
【００８３】
測定は、温度２０℃の環境下、１サイクル目から６サイクル目までの値を求めた。
次いで、それぞれのヒステリシスループＨから、前述した式(ａ)によって、１サイクル目の透過せん断弾性率Ｇｅｑ（１）（Ｎ／ｍｍ２）と、２サイクル目から６サイクル目までの透過せん断弾性率Ｇｅｑの平均値Ｇｅｑ（ａｖｅ）（Ｎ／ｍｍ２）とを求めて、式(ｃ)：
【００８４】
【数３】
2020169233.tif 000007
【００８５】
によって、大変形前後のせん断弾性率の保持率（％）を算出した。
そして、比較例１における保持率（％）を１００としたときの、各実施例、比較例の保持率（％）の相対値を求めて、かかる相対値が１０５以上であるものを良好（○）、１０５未満であるものを不良（×）と評価した。
【００８６】
〈せん断破壊試験〉
温度２０℃の環境下、上記変位試験と同様にして、試験体３がせん断破壊されるまで変位を繰り返した。
そして破壊状態を観察して、ゴム製の平板１内での破壊であれば良好（○）、平板１と鋼板２との間の界面剥離であれば、平板１にブルーム等が生じていたことになるため不良（×）と評価した。
【００８７】
〈架橋速度試験〉
実施例、比較例で調製した高減衰ゴム組成物の、１５０℃での９０％加硫時間ｔｃ(９０)を、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ６３００−２：２００１「未加硫ゴム−物理特性−第２部：振動式加硫試験機による加硫特性の求め方」所載の測定方法に則って測定した。
そして、比較例１における加硫時間ｔｃ(９０)を１００としたときの、各実施例、比較例の加硫時間ｔｃ(９０)の相対値を求めて、かかる相対値が１０７以下であるものを良好（○）、１０７を超えるものを不良（×）と評価した。
以上の結果を表３、表４に示す。
【００８８】
【表３】
2020169233.tif 000008
【００８９】
【表４】
2020169233.tif 000009
【００９０】
表３、表４の実施例１〜９、比較例１、２の結果より、ポリイソプレン系ゴムとＢＲの２種のゴム、シリカ、およびシラン化合物を含む高減衰組成物に、架橋成分として、架橋剤と、グアニジン系促進剤を含む２種以上の架橋促進剤とを配合することにより、高減衰ゴム組成物の加工性や架橋速度を現状よりも向上して、粘弾性体の生産性を向上しながら、なおかつ減衰性能に優れる上、地震等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にくい粘弾性体を形成できることが判った。
【００９１】
ただし、とくに実施例２、８、９、比較例２、３の結果より、過剰のグアニジン系促進剤がブルームするのを抑制しながら上記の効果を得るためには、グアニジン系促進剤の割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．４質量部以上、１．０質量部以下である必要があることが判った。
また実施例１〜３の結果より、上記の効果をより一層向上することを考慮すると、ＢＲの割合は、ゴムの総量１００質量部中の３０質量部以上であるのが好ましく、７０質量部以下であるのが好ましいことが判った。
【００９２】
実施例２、４、５の結果より、上記の効果をより一層向上することを考慮すると、シリカの割合は、ゴムの総量１００質量部あたり１００質量部以上であるのが好ましく、１６０質量部以下であるのが好ましいことが判った。
さらに実施例２、６、７の結果より、上記の効果をより一層向上することを考慮すると、シラン化合物の割合は、ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下であるのが好ましいことが判った。
【符号の説明】
【００９３】
１     平板
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
Ｈ     ヒステリシスループ
Ｌ１   直線
Ｌ２   垂線
Ｗ     弾性歪みエネルギー
ΔＷ   吸収エネルギー量
【図１】
2020169233.tif 000010
【図２】
2020169233.tif 000011
【図３】
2020169233.tif 000012