(57)【要約】【課題】高い減衰性能を有する上、新製時の剛性が低いため出荷前に変形の履歴を加える作業をする必要がない高減衰部材を製造しうる、新規な高減衰組成物を提供する。【解決手段】ベースポリマとして、総窒素含有率が０．３質量％以下の脱蛋白天然ゴムを用い、前記脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり１００質量部以上、１７０質量部以下の割合でシリカを配合した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースポリマに無機充填剤を配合した高減衰組成物であって、前記ベースポリマは、総窒素含有率が０．３質量％以下の脱蛋白天然ゴムであり、前記無機充填剤は少なくともシリカを含んでおり、前記シリカの配合割合は、前記脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり１００質量部以上、１７０質量部以下であることを特徴とする高減衰組成物。
【請求項２】
前記脱蛋白天然ゴムは、総窒素含有率が０．１質量％以下である請求項１に記載の高減衰組成物。
【請求項３】
建築物の制震用ダンパの形成材料として用いる請求項１または２に記載の高減衰組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動エネルギーの伝達を緩和したり吸収したりする高減衰部材のもとになる高減衰組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例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高減衰部材が用いられる。前記高減衰部材を用いることで、振動エネルギーの伝達を緩和したり吸収したりする、すなわち免震、制震、制振、防振等をすることができる。
前記高減衰部材は、天然ゴム等をベースポリマとして含む高減衰組成物によって形成される。前記高減衰組成物には、振動が加えられた際のヒステリシスロスを大きくして前記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ために、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（例えば特許文献１〜３等参照）。
【０００３】
しかし、これら従来の高減衰組成物では高減衰部材の減衰性能を十分に高めることはできない。高減衰部材の減衰性能を現状よりもさらに高めるためには、無機充填剤や粘着性付与剤等の配合割合をさらに増加させること等が考えられる。
ところが、多量の無機充填剤や粘着性付与剤を配合した高減衰組成物は加工性が低下して、所望の立体形状を有する高減衰部材を製造するために前記高減衰組成物を混練したり、前記立体形状に成形加工したりするのが容易でないという問題がある。
【０００４】
特に工場レベルで高減衰部材を量産する場合、前記加工性の低さは高減衰部材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。
そこで高減衰組成物に、減衰性付与剤としてヒンダードフェノール系化合物等を配合すること、前記減衰性付与剤を、先に説明したシリカ等の無機充填剤や、あるいはロジン等の粘着性付与剤と併用することによって、加工性を低下させずに減衰性能を向上すること等が検討されている（例えば特許文献４〜７等参照）。
【０００５】
しかし、現状よりも減衰性能をさらに向上するために減衰性付与剤の配合割合を増加させた場合には、前記減衰性付与剤が高減衰部材の表面にブルームしやすくなるという問題がある。
特許文献８には、大型タイヤのキャップトレッド用のゴム組成物の加工性を向上するため、前記ゴム組成物のもとになるベースポリマとして、総窒素含有率が０．３質量％以下の脱蛋白天然ゴムと、脱蛋白処理していない天然ゴムとを、質量比５／９５〜９０／１０の割合で併用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０１４号公報
【特許文献２】特開２００７−６３４２５号公報
【特許文献３】特開平７−４１６０３号公報
【特許文献４】特開２０００−４４８１３号公報
【特許文献５】特開２００９−１３８０５３号公報
【特許文献６】特許第３６６１１８０号公報
【特許文献７】特許第３６７５２１６号公報
【特許文献８】特開２００９−７４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１〜７に記載の高減衰組成物によれば、前記のように種々の問題を生じるおそれはあるものの、各成分の配合割合等を適度に調整することで、ある程度の高い減衰性能と良好な加工性とを両立することは可能である。また、特許文献８に記載のベースポリマを高減衰組成物に適用すれば、同様にある程度の高い減衰性能と良好な加工性とを両立することは可能であると考えられる。
【０００８】
ところが、前記従来の高減衰組成物を用いて形成した高減衰部材は、いずれも新製時の剛性が高すぎて、そのままでは高減衰部材として機能させることができないという問題がある。例えば建築物の免震、制震を担う制震用ダンパ等は、地震が発生したその瞬間に高減衰部材として十二分に機能して、地震のエネルギーが建築物に伝わるのを確実に防止できなければ、設置する意味がないため、前記剛性の高さは問題である。
【０００９】
そのため通常は、新製した制震用ダンパ等の高減衰部材を、出荷前に強制的に圧縮変形させるなどして変形の履歴を加えて剛性を低下させる作業をした後に出荷するのが一般的である。しかし、かかる作業を必要とする分、高減衰部材の生産性が低下するという問題がある。
特に制震用ダンパ等の大型の高減衰部材に変形の履歴を加えるためには大掛かりな設備が必要であり、作業のために多大のエネルギーを要するため、かかる作業が高減衰部材の生産性に及ぼす影響は大きい。
【００１０】
本発明の目的は、高い減衰性能を有する上、新製時の剛性が低いため出荷前に変形の履歴を加える作業をする必要がない高減衰部材を製造しうる、新規な高減衰組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ベースポリマに無機充填剤を配合した高減衰組成物であって、前記ベースポリマは、総窒素含有率が０．３質量％以下の脱蛋白天然ゴムであり、前記無機充填剤は少なくともシリカを含んでおり、前記シリカの配合割合は、前記脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり１００質量部以上、１７０質量部以下であることを特徴とする高減衰組成物である。
【００１２】
発明者の検討によると、高減衰部材の新製時の剛性が上昇する原因は、前記高減衰部材中で減衰性能を担うシリカ等の無機充填剤が、高減衰組成物の調製時や高減衰部材の成形加工時等の混練によってベースポリマ中に十分に均一に分散されずに凝集を生じることにある。また無機充填剤の分散性が低下する原因は、ベースポリマとしての天然ゴムに含まれる蛋白質がゲル化を引き起こすことにある。
【００１３】
これに対し本発明では、前記のように、その含有割合の指標となる総窒素含有率が０．３質量％以下となるまで蛋白質を十分に除去した脱蛋白天然ゴムをベースポリマとして用いてゲル化を抑制しているため、シリカ等の無機充填剤を、前記混練によって、前記脱蛋白天然ゴム中により均一に分散させることができる。したがって高減衰部材の新製時の剛性を、これまでよりも大幅に低下させることができる。そのため本発明によれば、出荷前に変形の履歴を加える作業をする必要がない高減衰部材を製造することが可能となる。
【００１４】
また本発明では、前記シリカを含む無機充填剤を、前記のように脱蛋白天然ゴム中にできるだけ均一に分散させて、充填剤としてより効率的に機能させることもできる。したがって本発明によれば、無機充填剤のうちシリカの配合割合を、脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり１００質量部以上に設定していることと相まって、前記高減衰部材に、従来と同等またはそれ以上の高い減衰性能を付与することも可能となる。
【００１５】
なお本発明において、無機充填剤のうちシリカの配合割合を、脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり１７０質量部以下に限定しているのは、下記の理由による。
すなわち配合割合が前記範囲を超える場合には、たとえ前記のように蛋白質を高度に除去した脱蛋白天然ゴムをベースポリマとして用いたとしても、全てのシリカを脱蛋白天然ゴム中に均一に分散させることができないため、新製時の高減衰部材の剛性が上昇して、出荷前に変形の履歴を加える作業をする必要が生じる。
【００１６】
前記脱蛋白天然ゴムとしては、シリカ等の無機充填剤をより一層均一に分散させて、高減衰部材の新製時の剛性をさらに低下させるとともに、減衰性能をさらに向上することを考慮すると、前記分散を妨げる蛋白質の含有割合が、前記総窒素含有率で表して０．１質量％以下であるものを用いるのが好ましい。
前記本発明の高減衰組成物を形成材料として用いて、高減衰部材としての建築物の制震用ダンパを形成した場合には、その出荷前に変形の履歴を加える作業をすることなしに、地震の発生に即応して、地震のエネルギーが建築物に伝わるのを確実に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高い減衰性能を有する上、新製時の剛性が低いため出荷前に変形の履歴を加える作業をする必要がない高減衰部材を製造しうる、新規な高減衰組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例、比較例の高減衰組成物からなる高減衰部材の減衰性能を評価するために作製する、前記高減衰部材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、前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】前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】
【００１９】
本発明は、ベースポリマに無機充填剤を配合した高減衰組成物であって、前記ベースポリマは、総窒素含有率が０．３質量％以下の脱蛋白天然ゴムであり、前記無機充填剤は少なくともシリカを含んでおり、前記シリカの配合割合は、前記脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり１００質量部以上、１７０質量部以下であることを特徴とするものである。
（ベースポリマ：脱蛋白天然ゴム）
本発明においてベースポリマとして使用する脱蛋白天然ゴムの総窒素含有率は、前記のように０．３質量％以下に限定される。
【００２０】
すなわち総窒素含有率が０．３質量％を超える脱蛋白天然ゴムは、通常の、脱蛋白処理をしていない天然ゴムに比べれば、ゲル化を引き起こす要因となる蛋白質の含有割合は少ないものの、依然として多くの蛋白質を含み、ゲル化を生じやすい。
そのためシリカ等の無機充填剤を、高減衰組成物の調製時や高減衰部材の成形加工時等の混練によってベースポリマ中に十分に均一に分散させることができず、新製時の高減衰部材の剛性が上昇して、出荷前に変形の履歴を加える作業をする必要が生じる。
【００２１】
これに対し、前記総窒素含有率が０．３質量％以下となるまで高度に蛋白質が除去された脱蛋白天然ゴムをベースポリマとして使用すれば、先に説明したように、前記調製時や成形加工時の混練によって無機充填剤をベースポリマ中に均一に分散させることができ、高減衰部材の新製時の剛性をこれまでよりも大幅に低下させることができる。また高減衰部材の減衰性能をさらに向上することもできる。
【００２２】
前記効果をより一層向上することを考慮すると、脱蛋白天然ゴム中に含まれる蛋白質の量は、前記範囲内でも少なければ少ないほど好ましい。すなわち蛋白質の含有割合の指標である総窒素含有率が、前記０．３質量％以下の範囲内でも小さいほど好ましい。具体的には０．１質量％以下、特に０．０５質量％以下であるのが好ましい。
できれば蛋白質を含有しないのが好ましいが、製法などの制約から、総窒素含有率の下限は、通常は０．０３質量％である。
【００２３】
天然ゴムを脱蛋白処理して、総窒素含有率が０．３質量％以下である前記脱蛋白天然ゴムを得るためには、例えば特開平６−３２９８３８号公報、特開２００５−４７９９３号公報等に記載されている従来公知の処理方法を採用することができる。
なお本発明では、脱蛋白天然ゴムの総窒素含有率を、ケルダール法によって測定した値でもって表すこととする。
【００２４】
本発明では、高減衰組成物を構成するベースポリマとして、前記のように総窒素含有率が０．３質量％以下である脱蛋白天然ゴムのみを用いる。
例えば特許文献８に記載されているように、前記脱蛋白天然ゴムと、脱蛋白処理をしていない通常の天然ゴムとを併用する場合は、本発明の範囲には含まれない。前記併用系では、たとえそのトータルでの総窒素含有率が０．３質量％以下であっても、通常の天然ゴム中に含まれる蛋白質によってゲル化が生じるため、シリカ等の無機充填剤を均一に分散させることはできない。
【００２５】
また脱蛋白天然ゴムと、前記脱蛋白天然ゴムと相溶性を有する合成ゴムとを併用する場合も、本発明の範囲には含まれない。前記併用系では、併用する合成ゴムの種類にもよるが、減衰性能の温度依存性が大きくなって、広い温度範囲で安定した減衰性能を示す高減衰部材を提供することができない。
ただし本発明では、総窒素含有率が０．３質量％以下である脱蛋白天然ゴムを、２種以上併用することは可能である。２種以上の脱蛋白天然ゴムを併用することにより、例えばトータルでの総窒素含有率を、前記０．３質量％以下の範囲内で微調整することができる。
【００２６】
（無機充填剤）
無機充填剤としては、特に高減衰部材の減衰性能を向上する効果に優れたシリカが、少なくとも用いられる。
前記シリカとしては、その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。またシリカとしては、充填剤として十分に機能して高減衰部材の減衰性能を向上する効果を向上することを考慮すると、ＢＥＴ比表面積が１００ｍ２／ｇ以上、特に２００ｍ２／ｇ以上であるものを用いるのが好ましく、４００ｍ２／ｇ以下、特に２７０ｍ２／ｇ以下であるものを用いるのが好ましい。
【００２７】
ＢＥＴ比表面積は、例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によって測定した値でもって表すこととする。
シリカの配合割合は脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり１００質量部以上、１７０質量部以下である必要がある。
【００２８】
配合割合が前記範囲未満では、前記シリカを配合することによる、減衰性能を向上する効果が不十分となって、高減衰部材の減衰性能が低下する。一方、前記範囲を超える場合には、たとえ前記のように蛋白質を高度に除去した脱蛋白天然ゴムをベースポリマとして用いたとしても、全てのシリカを脱蛋白天然ゴム中に均一に分散させることができないため、新製時の高減衰部材の剛性が上昇して、出荷前に変形の履歴を加える作業をする必要が生じる。
【００２９】
なおシリカの配合割合は、高減衰部材の減衰性能をより一層向上することを考慮すると、前記範囲内でも１３５質量部以上であるのが好ましい。また新製時の高減衰部材の剛性をできるだけ低下させることを考慮すると、前記範囲内でも１５０質量部以下であるのが好ましい。
前記シリカとしては、例えば東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐｓｉｌ（登録商標）ＫＱ、ＶＮ３、ＡＱ、ＥＲ等の１種または２種以上が挙げられる。
【００３０】
無機充填剤としては、前記シリカのみを単独で用いてもよいし、シリカと他の無機充填剤とを併用してもよい。
前記他の無機充填剤としては、例えば炭酸カルシウムやカーボンブラックが挙げられる。
このうち炭酸カルシウムとしては、その製造方法等によって分類される合成炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム等のうち、充填剤として機能しうる粉末状の炭酸カルシウムがいずれも使用可能である。また炭酸カルシウムとしては、ベースポリマやクマロンインデン樹脂等に対する親和性、分散性等を向上するために表面処理を施したものを用いてもよい。
【００３１】
前記炭酸カルシウムとしては、例えば白石カルシウム(株)製の白艶華（登録商標）ＣＣ〔合成炭酸カルシウム、一次粒子径：５０ｎｍ、表面処理剤：脂肪酸〕、白艶華ＤＤ〔合成炭酸カルシウム、一次粒子径：５０ｎｍ、表面処理剤：ロジン酸〕、Ｃａｌｍｏｓ（登録商標）〔合成炭酸カルシウム、一次粒子径５０ｎｍ、表面処理剤：ロジン酸＋リグニン酸〕、ＢＦ−３００〔重質炭酸カルシウム、平均粒子径：８．００μｍ、比表面積：２７００ｃｍ２／ｇ、見かけ比重：１．２６ｇ／ｍｌ、ＤＯＰ吸油量：２６ｍｌ／１００ｇ〕、ＢＦ−２００〔重質炭酸カルシウム、平均粒子径：５．００μｍ、比表面積：４０００ｃｍ２／ｇ、見かけ比重：１．１７ｇ／ｍｌ、ＤＯＰ吸油量：２６ｍｌ／１００ｇ〕、ホワイトン（登録商標）Ｂ〔重質炭酸カルシウム、平均粒子径：３．６０μｍ、比表面積：６０００ｃｍ２／ｇ、見かけ比重：１．０３ｇ／ｍｌ、ＤＯＰ吸油量：２６ｍｌ／１００ｇ〕等の１種または２種以上が挙げられる。
【００３２】
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種々のカーボンブラックがいずれも使用可能である。
前記カーボンブラックとしては、例えばＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ等の１種または２種以上が挙げられる。
【００３３】
シリカと併用する他の充填剤としては、前記のうちカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックの配合割合は特に限定されないが、脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり０．５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。
（その他）
本発明の高減衰組成物には、さらに加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等の、脱蛋白天然ゴムを加硫させるための加硫系の添加剤や、シラン化合物、軟化剤、粘着性付与剤、老化防止剤等の各種添加剤を、適宜の割合で配合してもよい。
【００３４】
このうちシラン化合物としては、式(a)：
【００３５】
【化１】
2012219150.tif 000002
【００３６】
〔式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４のうちの少なくとも１つはアルコキシ基を示す。ただしＲ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が同時にアルコキシ基であることはなく、他はアルキル基またはアリール基を示す。〕
で表され、シランカップリング剤やシリル化剤等の、シリカの分散剤として機能しうる種々のシラン化合物が挙げられる。
【００３７】
特にヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等のアルコキシシランが好ましい。
前記シラン化合物としては、例えば信越化学工業(株)製のＫＢＥ−１０３（フェニルトリエトキシシラン）等が挙げられる。
シラン化合物の配合割合は特に限定されないが、シリカ１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、２５質量部以下であるのが好ましい。
【００３８】
軟化剤としては、クマロンインデン樹脂、液状ゴム等の１種または２種以上が挙げられる。
このうち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挙げられる。
【００３９】
前記クマロンインデン樹脂としては、例えば日塗化学(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種以上が挙げられる。
【００４０】
クマロンインデン樹脂の配合割合は特に限定されないが、脱蛋白天然ゴム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。
また液状ゴムとしては、室温（３〜３５℃）で液状を呈する種々のゴムが挙げられる。前記液状ゴムとしては、例えば液状ポリイソプレンゴム、液状ニトリルゴム（液状ＮＢＲ）、液状スチレンブタジエンゴム（液状ＳＢＲ）等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４１】
このうち液状ポリイソプレンゴムが好ましい。前記液状ポリイソプレンゴムとしては、例えば(株)クラレ製のクラプレン（登録商標）ＬＩＲ−５０等が挙げられる。
液状ポリイソプレンゴムの配合割合は特に限定されないが、脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、８０質量部以下であるのが好ましい。
粘着性付与剤としては、例えば石油樹脂等が挙げられる。また石油樹脂としては、例えば丸善石油化学(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℃〕等が好ましい。
【００４２】
前記石油樹脂の配合割合は特に限定されないが、脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり３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。
老化防止剤としては、例えばベンズイミダゾール系、キノン系、ビスフェノール系、ポリフェノール系、ヒドロキノン系、アミン系等の各種老化防止剤の１種または２種以上が挙げられる。特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。
【００４３】
このうちベンズイミダゾール系老化防止剤としては、例えば大内新興化学工業(株)製のノクラック（登録商標）ＭＢ〔２−メルカプトベンズイミダゾール〕等が挙げられる。またキノン系老化防止剤としては、例えば丸石化学品(株)製のアンチゲンＦＲ〔芳香族ケトン−アミン縮合物〕等が挙げられる。
両老化防止剤の配合割合は特に限定されないが、ベンズイミダゾール系老化防止剤は、脱蛋白天然ゴム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。またキノン系労防止剤は、脱蛋白天然ゴム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。
【００４４】
加硫剤としては、例えば硫黄や含硫黄有機化合物等が挙げられる。特に硫黄が好ましい。
加硫促進剤としては、例えばスルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤等が挙げられる。加硫促進剤は、種類によって加硫促進のメカニズムが異なるため前記両者を併用するのが好ましい。
【００４５】
このうちスルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＮＳ〔Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド〕等が挙げられる。またチウラム系加硫促進剤としては、例えば大内新興化学工業(株)製のノクセラーＴＢＴ〔テトラブチルチウラムジスルフィド〕等が挙げられる。
加硫促進助剤としては例えば亜鉛華、ステアリン酸等が挙げられる。通常は両者を加硫促進助剤として併用するのが好ましい。
【００４６】
前記加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤の配合割合は、高減衰部材の用途等によって異なる減衰性能やゴム硬さ等の特性に応じて適宜調整すればよい。
本発明の高減衰組成物は、前記の各成分を任意の混練機を用いて混練して調製され、前記高減衰組成物を所望の立体形状に成形加工するとともに脱蛋白天然ゴムを加硫することで、所定の減衰性能を有する高減衰部材が製造される。
【００４７】
本発明の高減衰組成物を用いて製造できる高減衰部材としては、例えばビル等の建築物の基礎に組み込まれる免震用ダンパ、建築物の構造中に組み込まれる制震（制振）用ダンパ、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が挙げられる。
【００４８】
本発明によれば、ベースポリマとして、総窒素含有率が０．３質量％以下の脱蛋白天然ゴムを用いるとともに、前記脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり１００質量部以上、１７０質量部以下のシリカを少なくとも含む無機充填剤を配合することにより、高い減衰性能を有する上、新製時の剛性が低いため出荷前に変形の履歴を加える作業をする必要がない高減衰部材を製造しうる、新規な高減衰組成物を提供することができる。
【００４９】
特に、本発明の高減衰組成物を用いて、建築物の構造中に組み込まれる制震用ダンパを形成した場合には、その出荷前に変形の履歴を加える作業をすることなしに、地震の発生に即応して、地震のエネルギーが建築物に伝わるのを確実に防止することが可能となる。
【実施例】
【００５０】
以下の実施例、比較例における高減衰組成物の調製、および試験を、特記した以外は温度２０℃、相対湿度５５％の環境下で実施した。
〈実施例１〉
（脱蛋白天然ゴムの調製）
高アンモニアタイプの天然ゴムラテックス〔ソクテック社（マレーシア）製、ゴム固形分濃度：６０．２質量％〕１５０ｍｌに、蒸留水２リットルを加えてゴム固形分濃度が１０質量％となるように希釈し、０．１２％のナフテン酸ソーダを加えて安定化させた後、リン酸二水素ナトリウムを加えてｐＨを９．２に調整した。
【００５１】
次いで、脱蛋白酵素としてのアルカリプロテアーゼ〔ノボザイムスジャパン(株)製のアルカラーゼ（登録商標）２．０Ｍ〕７．８ｇを１００ｍｌの蒸留水に分散させたものを加え、ｐＨを再び９．２に調整した後、３７℃で２４時間保持して脱蛋白処理をした。
次いで、陰イオン界面活性剤としてのポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム〔花王(株)製のＫＰ４４０１〕を１質量％の割合で添加した後、１００００ｒｐｍで３０分間遠心分離して、上層に分離したクリーム上のゴム分を分取した。そして蒸留水で希釈してゴム固形分濃度６０％の脱蛋白天然ゴムラテックスを得た。
【００５２】
前記脱蛋白天然ゴムラテックスをガラス板上にキャストして室温で乾燥させ、さらに減圧下で乾燥させて乾燥ゴムを得た後、前記乾燥ゴムをアセトン／２−ブタノン混合溶媒（質量比３：１）を用いて抽出処理して不純物（ホモポリマーなど）を除去して、脱蛋白天然ゴムを調製した。
前記脱蛋白天然ゴムの総窒素含有率は０．０３４質量％、ゲル含有率は４．５質量％、重量平均分子量は１４０万であった。
【００５３】
（高減衰組成物の調製）
前記脱蛋白天然ゴム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て高減衰組成物を調製した。
【００５４】
【表１】
2012219150.tif 000003
【００５５】
表１中の各成分は下記のとおり。
シリカ：充填剤、東ソー・シリカ(株)製のＮｉｐｓｉｌ（登録商標）ＫＱ
フェニルトリエトキシシラン：シラン化合物、信越化学工業(株)製のＫＢＥ−１０３
液状ポリイソプレンゴム：軟化剤、(株)クラレ製のＬＩＲ５０
カーボンブラック：充填剤、三菱化学(株)製のダイアブラック（登録商標）Ｇ
ジシクロペンタジエン系石油樹脂：粘着性付与剤、軟化点１０５℃、丸善石油化学(株)製のマルカレッツ（登録商標）Ｍ８９０Ａ
クマロンインデン樹脂：軟化剤、軟化点９０℃、日塗化学(株)製のエスクロン（登録商標）Ｇ-９０
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ＭＢ
キノン系老化防止剤：丸石化学品(株)製のアンチゲンＦＲ
５％オイル処理粉末硫黄：加硫剤、鶴見化学工業(株)製
スルフェンアミド系加硫促進剤：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（登録商標）ＮＳ
チウラム系加硫促進剤：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−Ｎ
酸化亜鉛２種：加硫促進助剤、三井金属鉱業(株)製
ステアリン酸：加硫促進助剤、日油(株)製の「つばき」
〈実施例２〉
脱蛋白酵素としてのアルカリプロテアーゼの量を２．０ｇとしたこと以外は実施例１と同様にして脱蛋白処理をして脱蛋白天然ゴムを調製した。前記脱蛋白天然ゴムの総窒素含有率は０．２５質量％、ゲル含有率は１８．８質量％、重量平均分子量は１３０万であった。
【００５６】
そして前記脱蛋白天然ゴムを同量使用したこと以外は実施例１と同様にして、高減衰組成物を調製した。
〈比較例１〉
脱蛋白天然ゴムに代えて、脱蛋白処理をしていない通常の天然ゴム〔ＳＭＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍａｌａｙｓｉａｎ  Ｒｕｂｂｅｒ）−ＣＶ６０〕を同量使用したこと以外は実施例１と同様にして、高減衰組成物を調製した・
〈比較例２〉
脱蛋白酵素としてのアルカリプロテアーゼの量を０．１ｇとしたこと以外は実施例１と同様にして脱蛋白処理をして脱蛋白天然ゴムを調製した。前記脱蛋白天然ゴムの総窒素含有率は０．３５質量％、ゲル含有率は２５．３質量％、重量平均分子量は１３０万であった。
【００５７】
そして前記脱蛋白天然ゴムを同量使用したこと以外は実施例１と同様にして、高減衰組成物を調製した。
〈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に示すように円板１（厚み５ｍｍ×直径２５ｍｍ）を作製し、前記円板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を重ねて積層方向に加圧しながら１５０℃に加熱して円板１を形成する高減衰組成物を加硫させるとともに、前記円板１を２枚の鋼板２と加硫接着させて、高減衰部材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。
【００５８】
（変位試験）
図２(a)に示すように前記試験体３を２個用意し、前記２個の試験体３を、一方の鋼板２を介して１枚の中央固定治具４にボルトで固定するとともに、それぞれの試験体３の他方の鋼板２に、１枚ずつの左右固定治具５をボルトで固定した。そして中央固定治具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を介してボルトで固定し、かつ２枚の左右固定治具５を、前記試験機の下側の可動盤８に、ジョイント９を介してボルトで固定した。
【００５９】
次にこの状態で、可動盤８を図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、試験体３のうち円板１を、図２(b)に示すように前記試験体３の積層方向と直交方向に歪み変形させた状態とし、次いでこの状態から、可動盤８を図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、前記図２(a)に示す状態に戻す操作を１サイクルとして、前記試験体３のうち円板１を繰り返し歪み変形、すなわち振動させた際の、前記試験体３の積層方向と直交方向への円板１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。
【００６０】
測定は、前記操作を３サイクル行って３回目の値を求めた。また最大変位量は、円板１を挟む２枚の鋼板２の、前記積層方向と直交方向のずれ量が、前記円板１の厚みの１００％となるように設定した。
次いで、前記測定により求めた図３に示すヒステリシスループＨのうち最大変位点と最小変位点とを結ぶ、図中に太線の実線で示す直線Ｌ１の傾きＫｅｑ（Ｎ／ｍｍ）を求め、前記傾きＫｅｑ（Ｎ／ｍｍ）と、円板１の厚みＴ（ｍｍ）と、円板１の断面積Ａ（ｍｍ２）とから、式(1)：
【００６１】
【数１】
2012219150.tif 000004
【００６２】
により等価せん断弾性率Ｇｅｑ（Ｎ／ｍｍ２）を求めた。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）の相対値を求めた。
また図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ΔＷと、同図中に網線を付して示した、前記直線Ｌ１と、グラフの横軸と、直線Ｌ１とヒステリシスループＨとの交点から前記横軸におろした垂線Ｌ２とで囲まれた領域の表面積で表される弾性歪みエネルギーＷとから、式(2)：
【００６３】
【数２】
2012219150.tif 000005
【００６４】
により等価減衰定数Ｈｅｑを求めた。等価減衰定数Ｈｅｑが大きいほど、試験体３は減衰性能に優れていると判定できる。
そこで、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、前記相対値が９５以上のものを良好、９５未満のものを不良と評価した。
【００６５】
（初期剛性の評価）
前記変位試験を行なった際の、新製時、すなわち１回目の変位時の最大荷重Ｎ１と、３回目の変位時の最大荷重Ｎ３とから、式(3)：
【００６６】
【数３】
2012219150.tif 000006
【００６７】
により初期剛性比を求めた。初期剛性比が小さいほど、試験体３は新製時の剛性が低いと判定できる。
そこで、比較例１における初期剛性比を１００としたときの、各実施例、比較例の初期剛性比の相対値を求めて、新製時の剛性を評価した。
以上の結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
2012219150.tif 000007
【００６９】
表２の実施例１、２、比較例１、２の結果より、ベースポリマとして、総窒素含有率が０．３質量％以下の脱蛋白天然ゴムを用いることにより、高減衰部材の新製時の剛性を大きく低下できることが判った。また実施例１、２の結果より、前記脱蛋白天然ゴムの総窒素含有率は、前記範囲内でも０．１質量％以下、特に特に０．０５質量％以下とすることで、前記新製時の剛性をより一層低下できることも判った。
【００７０】
〈実施例３〜５、比較例３、４〉
シリカの量を、ベースポリマとしての脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり８０質量部（比較例３）、１００質量部（実施例３）、１５０質量部（実施例４）、１７０質量部（実施例５）、および１８０質量部（比較例４）としたこと以外は実施例２と同様にして、高減衰組成物を調製した。
【００７１】
前記各実施例、比較例で調製した高減衰組成物について、前記減衰特性試験を実施して、その特性を評価した。結果を、実施例２の結果と併せて表３に示す。なお表中、特性欄の数値は、いずれも先に説明したように比較例１を１００としたときの相対値である。
【００７２】
【表３】
2012219150.tif 000008
【００７３】
表３の実施例２〜５、比較例３、４の結果より、シリカの配合割合を、脱蛋白天然ゴム１００質量部あたり１００質量部以上、１７０質量部以下とすることで、高い減衰性能を維持しながら、高減衰部材の新製時の剛性を低下できることが判った。また実施例２〜５の結果より、シリカの配合割合は、前記範囲内でも１３５質量部以上であるのが好ましく、１５０質量部以下であるのが好ましいことも判った。
【符号の説明】
【００７４】
１     円板
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
Ｋｅｑ 傾き
Ｌ１   直線
Ｌ２   垂線
Ｗ     エネルギー
ΔＷ   吸収エネルギー量
【図１】
2012219150.tif 000009
【図２】
2012219150.tif 000010
【図３】
2012219150.tif 000011