(57)【要約】【課題】高減衰で、かつ、減衰性の温度依存性および剛性の温度依存性に優れた建築用制振・免震エラストマー製品を提供する。【解決手段】下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含有し、かつ、架橋剤を含有しない高減衰エラストマー組成物を、架橋を伴わない溶融成形してなる建築用制振・免震エラストマー製品である。（Ａ）スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体。（Ｂ）エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含有し、かつ、架橋剤を含有しない高減衰エラストマー組成物を、架橋を伴わない溶融成形してなる建築用制振・免震エラストマー製品。
（Ａ）スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体。
（Ｂ）エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体。
【請求項２】
上記（Ｂ）成分の配合割合が、上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００重量部に対して２５〜７５重量部の範囲に設定されている請求項１記載の建築用制振・免震エラストマー製品。
【請求項３】
上記（Ａ）成分および（Ｂ）成分に加えて、粘着付与剤を含有する請求項１または２記載の建築用制振・免震エラストマー製品。
【請求項４】
上記（Ａ）成分および（Ｂ）成分に加えて、可塑剤を含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の建築用制振・免震エラストマー製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動吸収材料、衝撃吸収材料等の用途に適した建築用制振・免震エラストマー製品に関するものであり、詳しくは建築分野における制震、免震等の用途に好適な建築用制振・免震エラストマー製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築分野における制震装置や免震装置は、地震や風等による振動、大型車の走行等による交通振動等から建物の振動を抑制する目的で使用され、そのため、制震装置や免震装置等の用途に使用される減衰材料には、建物の剛性にあわせて小振幅から大振幅までの振動吸収能が求められる。加えて、建築分野において安定した減衰性能を発揮するためには、建物の外気雰囲気において安定した減衰性能が求められることになり、０〜４０℃の温度範囲において減衰性の温度依存性および剛性の温度依存性が小さいことが望まれる。このような用途に用いられる減衰材料としては、ゴム成分を主成分とし、これにガラス転移温度（Ｔｇ）の高いポリマーや軟化点の高い樹脂、あるいはカーボンブラック、炭酸カルシウム、マイカ等の充填剤を配合したゴム組成物が用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のゴム組成物は、減衰性を上げようとすると、剛性の温度依存性が悪くなる。すなわち、低温ではゴムが固くなって剛性が高くなりすぎる一方、高温ではゴムが軟らかくなって剛性が低くなりすぎるため、剛性の温度依存性に劣るという難点がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、高減衰で、かつ、減衰性の温度依存性および剛性の温度依存性に優れた建築用制振・免震エラストマー製品の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明の建築用制振・免震エラストマー製品は、下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含有し、かつ、架橋剤を含有しない高減衰エラストマー組成物を、架橋を伴わない溶融成形してなるという構成をとる。
（Ａ）スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体。
（Ｂ）エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体。
【０００６】
従来より、減衰性を上げる方法としては、マトリックス材料のガラス転移点における構造変化を用いる方法が一般的である。すなわち、マトリックス材料のガラス転移点を、減衰性を必要とする所定温度範囲に設計する方法がとられている。しかしながら、この方法では、高い減衰性は得られるものの、マトリックス材料のガラス状態からゴム状態へ変化する温度域を使用するため、その減衰特性および剛性等の力学特性の温度変化が著しく大きくなるという難点がある。そこで、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、上記ガラス転移点における構造変化を用いる方法は、目的とする温度依存性の温度範囲内での減衰効果にとどめ、主な減衰効果として、従来の方法によらない部分相溶系ブレンドにおけるマトリックスドメイン間の界面相互作用を用いる方法を突き止めた。そして、部分相溶となる系についてさらに研究開発を重ねた結果、スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）と、エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）とが部分相溶状態となり、所期の目的を達成できることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明に用いる高減衰エラストマー組成物は、スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）と、エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）とが、両者の配合比に応じて海−島構造を形成し、海と島の界面では部分相溶状態となり、相互の成分の混合が一部生じている。そのため、外部より周期的な力が加わると、海と島の界面において混合−分離（マクロ的には界面における互いの成分の吸着と脱着）が生じ、その際にエネルギーが消費され、高い減衰性を発現する。また、部分相溶系であるため、大きな相構造変化がなく、減衰特性に対する温度依存性を小さくすることができる。
【０００７】
そして、上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）と、エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）の配合割合を特定の範囲に設定することにより、Ａ成分とＢ成分との部分相溶化が促進され、減衰特性がさらに向上する。
【０００８】
また、上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）およびエチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）に加えて粘着付与剤を用いると、この粘着付与剤がＡ成分とＢ成分を部分相溶させるための相構造調製剤として作用し、Ａ成分とＢ成分の部分相溶化がさらに容易となる。
【０００９】
さらに、上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）およびエチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）に加えて可塑剤を用いると、ガラス転移温度（Ｔｇ）の位置を調整できるため、硬度と温度依存性の調整が容易となる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の建築用制振・免震エラストマー製品に用いる高減衰エラストマー組成物は、スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）と、エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）とが、両者の配合比に応じて海−島構造を形成し、海と島の界面では部分相溶状態となり、相互の成分の混合が一部生じている。そのため、外部より周期的な力が加わると、海と島の界面において混合−分離（マクロ的には界面における互いの成分の吸着と脱着）が生じ、その際にエネルギーが消費され、高い減衰性を発現する。また、部分相溶系であるため、大きな相構造変化がなく、減衰性の温度依存性および剛性の温度依存性に優れている。
【００１１】
そして、上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）と、エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）の配合割合を特定の範囲に設定することにより、Ａ成分とＢ成分との部分相溶化が促進され、減衰特性がさらに向上する。
【００１２】
また、上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）およびエチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）に加えて粘着付与剤を用いると、この粘着付与剤がＡ成分とＢ成分を部分相溶させるための相構造調製剤として作用し、Ａ成分とＢ成分の部分相溶化がさらに容易となる。
【００１３】
さらに、上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）およびエチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）に加えて可塑剤を用いると、ガラス転移温度（Ｔｇ）の位置を調整できるため、硬度と温度依存性の調整が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
本発明に用いる高減衰エラストマー組成物は、スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）と、エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）とを用いて得ることができる。
【００１６】
上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）は、ハードセグメントにスチレンを、ソフトセグメントに１，４−イソプレンを使用したトリブロック共重合体である。
【００１７】
上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）における、スチレンと１，４−イソプレンの共重合比は、重量比で、スチレン／１，４−イソプレン＝１０／９０〜６０／４０の範囲が好ましい。
【００１８】
また、上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）の数平均分子量は１０万〜３０万の範囲が好ましく、特に好ましくは１５万〜２０万である。
【００１９】
上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）とともに用いられるエチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）は、エチレン（Ｅ）と、メチルメタクリル酸（ＭＭＡ）とをランダム重合したものである。
【００２０】
上記エチレン（Ｅ）と、メチルメタクリル酸（ＭＭＡ）との共重合比（重量比）は、Ｅ／ＭＭＡ＝９５／５〜６０／４０の範囲が好ましく、特に好ましくはＥ／ＭＭＡ＝９０／１０〜７０／３０である。すなわち、エチレン（Ｅ）の共重合比が９５を超える（ＭＭＡの共重合比が５未満である）と、部分相溶系を形成しにくくなり、逆にエチレン（Ｅ）の共重合比が６０未満である（ＭＭＡの共重合比が４０を超える）と、極性が大きくなりすぎ、非相溶系となってしまうからである。
【００２１】
上記エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）の数平均分子量は、５０００〜５万の範囲が好ましく、特に好ましくは２万〜４万である。
【００２２】
上記エチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）の配合割合は、上記Ａ成分とＢ成分の合計１００重量部（以下「部」と略す）に対して１０〜６０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは２０〜４０部である。すなわち、Ｂ成分の配合割合が上記範囲から外れると、Ａ成分とＢ成分とが部分相溶状態となりにくくなり、減衰特性が劣る傾向がみられるからである。
【００２３】
なお、本発明に用いる高減衰エラストマー組成物には、上記スチレン−１，４−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（Ａ成分）およびエチレン−メチルメタクリル酸ランダム共重合体（Ｂ成分）とともに、粘着付与剤や可塑剤を配合することが好ましい。
【００２４】
上記粘着付与剤としては、特に限定はなく、例えば、石油系炭化水素樹脂、クマロン樹脂、ロジン、ロジンエステル、フェノール樹脂、ケトン樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等が好適に用いられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２５】
上記粘着付与剤の配合割合は、上記Ａ成分とＢ成分の合計１００部に対して５〜７０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは２０〜６０部である。
【００２６】
また、上記可塑剤としては、例えば、アロマオイル、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、パラフィン系オイル等があげられる。
【００２７】
上記可塑剤の配合割合は、上記Ａ成分とＢ成分の合計１００部に対して５〜６０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは２０〜５０部である。
【００２８】
さらに、本発明に用いる高減衰エラストマー組成物には、上記各成分とともに補強剤、充填剤、酸化防止剤（老化防止剤）等を適宜配合することができる。
【００２９】
上記補強剤としては、例えば、カーボンブラック、シリカ等があげられる。上記充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、マイカ、グラファイト、酸化マグネシウム等があげられる。
【００３０】
上記酸化防止剤（老化防止剤）としては、例えば、Ｚｉｎｃジブチルジチオカルバメート等のジチオカルバメート系酸化防止剤やフェノール系酸化防止剤等があげられる。
【００３１】
本発明に用いる高減衰エラストマー組成物は、例えば、上記各成分をニーダー、プラネタリーミキサー、混合ロール等の混練装置を用いて混練することにより得ることができる。そして、この高減衰エラストマー組成物は、溶融温度以上に加熱して溶融させ、これを型枠内に流し込み、放冷して所定形状に成形することにより製品として用いることができる。
【００３２】
本発明の建築用制振・免震エラストマー製品は、例えば、建築分野における建築用制震壁，制震ダンパー等の制震装置および免震装置に好適に用いられる。
【００３３】
本発明に用いる高減衰エラストマー組成物は、損失正接（ｔａｎδ）が０．５以上であることが好ましく、特に好ましくは１．０以上である。そして、上記損失正接（ｔａｎδ）は、損失正接（ｔａｎδ）＝損失弾性率（Ｅ″）／貯蔵弾性率（Ｅ′）で表され、ｔａｎδが高いほど力学的エネルギーを電気あるいは熱エネルギーとして吸収、放出して、優れた吸音性や制振性等の機械特性を示すことが知られている。
【００３４】
また、本発明に用いる高減衰エラストマー組成物は、ｔａｎδ＞０．５の温度範囲が０〜４０℃であることが好ましい。このようにｔａｎδ＞０．５の温度範囲が０〜４０℃と広範囲であると、低温（０℃）から高温（４０℃）まで安定した減衰性能を発揮することができる。
【００３５】
さらに、本発明に用いる高減衰エラストマー組成物は、１０℃での貯蔵弾性率（Ｅ′１０）と、３０℃での貯蔵弾性率（Ｅ′３０）との比（Ｅ′１０／Ｅ′３０）が２．５以下であることが好ましく、特に好ましくは２．０以下である。そして、上記Ｅ′１０／Ｅ′３０は、剛性の温度依存性を示す指標であり、この値が１に近いほど剛性の温度依存性に優れていることを示している。
【実施例】
【００３６】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００３７】
まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。
【００３８】
〔ＳＩＳ（Ａ成分）〕
ポリスチレン／１，４−ポリイソプレン＝１５／８５（重量比）、数平均分子量１５万（ＪＳＲ社製、ＳＩＳ５４０５）
【００３９】
〔ＥＭＭＡ（Ｂ成分）〕
Ｅ／ＭＭＡ＝７５／２５（重量比）、数平均分子量３万（住友化学社製、アクリフトＷＨ５０１）
【００４０】
〔粘着付与剤〕
石油系炭化水素樹脂−１（荒川化学社製、アルコンＰ９０）
【００４１】
〔粘着付与剤〕
ロジンエステル（荒川化学社製、スーパーエステルＡ１００）
【００４２】
〔粘着付与剤〕
石油系炭化水素樹脂−２（住友化学社製、タッキロール１０１）
【００４３】
〔粘着付与剤〕
テルペン樹脂（ヤスハラケミカル社製、ＹＳレジンＴＯ８５）
【００４４】
〔可塑剤〕
アロマオイル（出光石油化学社製、ダイアナプロセスＮＭ３００）
【００４５】
〔酸化防止剤〕
下記の式で表されるＺｉｎｃジブチルジチオカルバメート（大内新興化学社製、ノクセラーＢＺ−ｐ）
【００４６】
【化１】
2007246911.tif 000002
【００４７】
〔実施例１〜１２、比較例１，２〕
下記の表１〜表３に示す各成分を同表に示す割合で配合してなる高減衰エラストマー組成物を、１００℃×５分の条件で加熱プレスして、シート（大きさ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み２ｍｍ）を作製した。そして、このシートを用いて、剪断歪み５０％、周波数０．５Ｈｚ、測定温度０〜４０℃の条件で、粘弾性スペクトロメーター（テキサスインスツールメント社製）により損失正接（ｔａｎδ）を測定した。その結果を、下記の表１〜表３に示した。なお、ｔａｎδピーク値が０．５以上であれば、減衰性に優れていることを示す。
【００４８】
また、１０℃における貯蔵弾性率（Ｅ′１０）と、３０℃における貯蔵弾性率（Ｅ′３０）を求め、その比（Ｅ′１０／Ｅ′３０）から剛性の温度依存性を評価した。その結果を、下記の表１〜表３に示した。なお、Ｅ′１０／Ｅ′３０の値が２．０以下であれば、剛性の温度依存性に優れていることを示す。
【００４９】
【表１】
2007246911.tif 000003
【００５０】
【表２】
2007246911.tif 000004
【００５１】
【表３】
2007246911.tif 000005
【００５２】
上記表１〜表３の結果から、実施例品は、いずれもｔａｎδピーク値が０．５以上であり、高減衰であることがわかる。しかも、ｔａｎδ＞０．５の温度範囲がいずれも０〜４０℃と広範囲であるため、減衰性の温度依存性に優れていることがわかる。さらに、Ｅ′１０／Ｅ′３０がいずれも２．０以下であることから、剛性の温度依存性にも優れていることがわかる。
【００５３】
これに対して、比較例１品は、ＥＭＭＡを併用していないため、ｔａｎδピーク値が０．５未満と小さく、減衰性に著しく劣ることがわかる。また、比較例２品は、ＳＩＳと天然ゴムを併用しているが、ＥＭＭＡを使用していないため、ｔａｎδ＞０．５の温度範囲が極めて小さく、減衰性の温度依存性に著しく劣ることがわかる。
【００５４】
また、上記実施例９の高減衰エラストマー組成物について、その部分相溶状態を走査型電子顕微鏡を用いて観察した。図１に示すとおり、ＳＩＳ（Ａ成分）が海で、ＥＭＭＡ（Ｂ成分）が島の海−島構造を形成し、海と島の界面では部分相溶状態となっていることがわかる。
【００５５】
つぎに、上記実施例７の高減衰エラストマー組成物を用いて、下記の基準に従い、加振試験による減衰特性を評価した。この加振試験は、建築材料として要求される減衰特性を評価するためのものである。その結果を、下記の表４に示した。
【００５６】
〔加振試験による減衰特性〕
２枚の鋼板の間に、シリコーン製のコの字枠をねじ止めした後、その枠内に、上記実施例７の割合で配合してなる高減衰エラストマー組成物を挿入した。ついで、上記高減衰エラストマー組成物を溶融温度以上に加熱して溶融し、この溶融物（大きさ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み６ｍｍ）を上記鋼板内面に接着させ、評価用試料を作製した。そして、この評価用試料について、加振機（鷲宮製作所社製）と、入力信号発振機（横河電気社製、シンセサイズドファンクションゼネレータＦＧ３２０）と、出力信号処理機（小野測器社製、ポータブルＦＦＴアナライザー）を用いて、所定の条件における、加振の時間に対する歪み値と、荷重値の解析から、下記の数式（１）〜（３）に従い、減衰特性の評価を行った。
【００５７】
等価剛性（ｋＮ／ｍ）：Ｋｅ＝Ｑｄ／δ                    …（１）
等価減衰係数（ｋＮ・ｓｅｃ／ｍ）：Ｃｅ＝△Ｗ／πωδ2   …（２）
減衰定数：ｈｅ＝△Ｗ／４πＷ                            …（３）
〔上記数式において、ω＝２πｆ、ｆ：周波数（Ｈｚ）、△Ｗ：荷重−歪みループ面積、Ｗ＝Ｋｅδ2 ／２を示す。〕
【００５８】
【表４】
2007246911.tif 000006
【００５９】
上記表４の結果から、実施例７の高減衰エラストマー組成物は、建築材料に要求される減衰特性を備えていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に用いる高減衰エラストマー組成物の部分相溶状態の一例を示す走査型電子顕微鏡写真（倍率５０００倍）である。
【図１】
2007246911.tif 000007