JP2002138184A - 高減衰エラストマー組成物 - Google Patents
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Abstract
減衰エラストマー組成物を提供する。 【解決手段】少なくとも1種のスチレン系ブロックポリ
マーを主要成分とする高減衰エラストマー組成物であ
る。そして、スチレン系ブロックポリマー全体中のジブ
ロック成分の割合が50〜95重量%の範囲に設定され
ている。
Description
撃吸収材料等の用途に適した高減衰エラストマー組成物
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高減衰エラストマー組成物に関す
るものである。
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、剛
性の温度依存性が小さいことが望まれる。従来、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等を配合したゴム組成物が用いら
れている。
来のゴム組成物で大きな減衰性能を発現させる場合、主
にtanδ(損失正接)ピークの存在するガラス転移温
度(Tg)領域が用いられることになり、このガラス転
移温度(Tg)領域は、ガラス状態からゴム状態へと急
激な変化を起こす領域であるため、剛性の温度依存性が
極めて大きいという難点がある。例えば、10℃の等価
剛性(Ke10)と、30℃の等価剛性(Ke30)と
の比(Ke10/Ke30)は、ほとんどの場合2倍以
上となってしまう。
もので、高減衰で、かつ、剛性の温度依存性に優れた高
減衰エラストマー組成物の提供をその目的とする。
め、本発明の高減衰エラストマー組成物は、少なくとも
1種のスチレン系ブロックポリマーを主要成分とする高
減衰エラストマー組成物であって、スチレン系ブロック
ポリマー全体中のジブロック成分の割合が50〜95重
量%の範囲に設定されているという構成をとる。
つ、剛性の温度依存性に優れた高減衰エラストマー組成
物を得るため、スチレン系ブロックポリマーを中心に鋭
意研究を重ねた。一般的な熱可塑性エラストマーの性質
としては、トリブロック以上のブロック成分で凍結相や
水素結合等のハードセグメントによる類似架橋点が存在
し、これによって弾性が生み出される。一方、ジブロッ
ク成分においては長いソフトセグメントの末端が固定さ
れておらず、非常に運動性の高い状態で用いられるた
め、この部分では滑り(粘性)が生じる。そこで、本発
明者らは、トリブロック以上のブロック成分のところで
のエラストマーの性質と、ジブロック成分での粘性体的
性質(=減衰性)に着目し、スチレン系ブロックポリマ
ー全体中のジブロック成分の割合を特定の範囲に設定す
ることにより、所期の目的を達成できることを見いだ
し、本発明に到達した。本発明の高減衰エラストマー組
成物による減衰性能は、従来のような、ガラス転移温度
(Tg)領域を利用したものではないため、非常に低い
温度依存性を示す。
しく説明する。
なくとも1種のスチレン系ブロックポリマーを主要成分
とするものである。そして、本発明は、スチレン系ブロ
ックポリマー全体中のジブロック成分の割合が特定の範
囲に設定されていることが最大の特徴である。
は、スチレン系ブロックポリマー中に、ハードセグメン
トとソフトセグメントとが1セットづつしかないブロッ
ク成分をいう。例えば、スチレンブロック(ハードセグ
メント)をS、イソプレンブロック(ソフトセグメン
ト)をIで表した場合、・・・SSSSSSSIIII
IIIIIIIII・・・のように、スチレンブロック
(S)とイソプレンブロック(I)とが1セットづつし
かないものをジブロック成分という。また、・・・SS
SIIIIISSS・・・のように、スチレンブロック
(S)が2セットで、イソプレンブロック(I)が1セ
ットのものをトリブロック成分という。
ドセグメントとしてポリスチレンを、ソフトセグメント
としてポリイソプレン、ポリブタジエン等のポリジエン
を用いたブロックコポリマーであれば特に限定はない。
具体的には、トリブロック以上のブロックポリマーとし
ては、スチレン−イソプレン−スチレンブロックポリマ
ー(SIS)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロッ
クポリマー(SBS)、スチレン−エチレン・ブチレン
−スチレンブロックポリマー(SEBS)、スチレン−
エチレン・プロピレン−スチレンブロックポリマー(S
EPS)等があげられる。また、ジブロックポリマーと
しては、スチレン−イソプレンブロックポリマー(S
I)、スチレン−ブタジエンブロックポリマー(S
B)、スチレン−エチレン・ブチレンブロックポリマー
(SEB)、スチレン−エチレン・プロピレンブロック
ポリマー(SEP)等があげられる。これらは単独でも
しくは2種以上併せて用いられる。
分子量(Mn)は、通常、30万以下であり、好ましく
は10万〜20万の範囲である。
クポリマー全体中のジブロック成分の割合を50〜95
重量%の範囲に設定する必要があり、好ましくは55〜
80重量%である。すなわち、ジブロック成分の割合が
50重量%未満であると、トリブロック以上のブロック
成分の割合が大きくなりすぎるため、減衰性に劣り、逆
にジブロック成分の割合が95重量%を超えると、コー
ルドフロー性、耐熱性が著しく悪化するからである。
ジブロック成分の割合を50〜95重量%の範囲に設定
する方法としては、例えば、ジブロック成分の割合が全
体の50〜95重量%の範囲に設定されたスチレン系ブ
ロックポリマー(a)のみを使用する方法、あるいはジ
ブロック成分の割合が全体の50重量%未満のスチレン
系ブロックポリマー(b)と、ジブロック成分の割合が
全体の95重量%を超えるスチレン系ブロックポリマー
(c)の双方を併用し、(b)と(c)との総重量に占
めるジブロック成分の割合を50〜95重量%の範囲に
設定する方法等があげられる。
しては、具体的には、SIS(クレイトンポリマー社
製、クレイトンD1113)〔ジブロック成分:55重
量%〕、SIS(日本ゼオン社製、クインタック352
0)〔ジブロック成分:78重量%〕があげられる。
しては、具体的には、SEPS(クレイトンポリマー社
製、クレイトンG1730)〔ジブロック成分:0重量
%〕、SIS(クレイトンポリマー社製、クレイトンD
1112)〔ジブロック成分:40重量%〕があげられ
る。
しては、具体的には、SEP(クレイトンポリマー社
製、クレイトンG1701)〔ジブロック成分:100
重量%〕があげられる。
には、上記スチレン系ブロックポリマーに加えて、粘着
付与剤や可塑剤を配合することが好ましい。
を目的として用いられるものであり、例えば、水添脂環
族系炭化水素樹脂、クマロン樹脂、ロジン、ロジンエス
テル、テルペンフェノール樹脂、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。
ン系ブロックポリマー100重量部(以下「部」と略
す)に対して200部以下に設定することが好ましく、
特に好ましくは20〜100部である。
とするものであり、例えば、フタル酸ジオクチル(DO
P)等の合成可塑剤、パラフィン系オイル,アロマオイ
ル等の鉱物油があげられる。
ブロックポリマー100部に対して200部以下に設定
することが好ましく、特に好ましくは50〜120部で
ある。
物には、上記各成分とともに補強剤、充填剤、加硫剤、
加硫促進剤、酸化防止剤(老化防止剤)等を適宜配合す
ることができる。
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。
過酸化物、アルキルフェノール樹脂等があげられる。上
記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、ベンゾチアゾール系加硫促進剤、チウラム系
加硫促進剤等があげられる。
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。
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、2軸スクリュー式攪拌機等を用いて混練す
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。
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、また、家
電用制振ダンパー、電子機器用制振ダンパー、制振材、
自動車用制振材、衝撃吸収材等に用いることもできる。
明する。
に示す材料を準備した。
3)〔ジブロック成分:55重量%〕
ブロック成分:78重量%〕
30)〔ジブロック成分:0重量%〕
2)〔ジブロック成分:40重量%〕
1)〔ジブロック成分:100重量%〕
製、クリアロンP85
マルキードNo8
製、軽炭シルバーW
ロセスNM280
社製、イルガノックス1010
に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これらをニー
ダーで混練して、目的とするエラストマー組成物を調製
した。
較例品のエラストマー組成物を用いて、下記の基準に従
い、各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表
3および表4に併せて示した。
成物を50℃のオーブン中に24時間さらし、形成保持
しているかどうかを観察した。そして、形成保持してい
るものを○、少なくとも一部が流動しているものを×と
して表示した。
ン製のコの字枠をねじ止めした後、その枠内に、上記エ
ラストマー組成物を挿入した。ついで、上記エラストマ
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100mm×100mm、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、D
YNAMIC SERVO)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F
C320)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CF−3200)を用いて、所
定の条件における、加振の時間に対する剪断歪み値
(δ)と、荷重値(Qd)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。な
お、測定条件は、剪断歪み値(δ):材料厚みに対して
200%、周波数(f):0.5Hz、測定温度:10
℃および30℃であった。これらの結果を下記の表3お
よび表4に併せて示した。
℃と30℃の等価剛性比が2.0以下であり、減衰定数
比およびtanδ比も略1に近いため、高減衰で、か
つ、剛性の温度依存性に優れることがわかる。また、コ
ールドフロー性に優れていることもわかる。
ブロックポリマー中に占めるジブロック成分の割合が低
すぎ、逆にトリブロック以上のブロック成分の割合が多
すぎるため、10℃と30℃の等価剛性比が2.0を超
えており、このことから剛性の温度依存性に著しく劣る
ことがわかる。また、比較例2品は、スチレン系ブロッ
クポリマー中に占めるジブロック成分の割合が高すぎる
ため、コールドフロー性に著しく劣ることがわかる。
マー組成物は、少なくとも1種のスチレン系ブロックポ
リマーを主要成分とするものである。そして、上記スチ
レン系ブロックポリマー全体中のジブロック成分の割合
が特定の範囲に設定されているため、トリブロック以上
のブロック成分のところでのエラストマーの性質と、ジ
ブロック成分での粘性体的性質(=減衰性)との双方を
備えている。本発明の高減衰エラストマー組成物による
減衰性能は、従来のような、ガラス転移温度(Tg)領
域を利用したものではないため、減衰性能に優れるとと
もに、非常に低い温度依存性を示し、剛性の温度依存性
に優れている。
Claims (3)
- 【請求項1】 少なくとも1種のスチレン系ブロックポ
リマーを主要成分とする高減衰エラストマー組成物であ
って、スチレン系ブロックポリマー全体中のジブロック
成分の割合が50〜95重量%の範囲に設定されている
ことを特徴とする高減衰エラストマー組成物。 - 【請求項2】 上記スチレン系ブロックポリマーが、下
記の(a)のみからなるものである請求項1記載の高減
衰エラストマー組成物。 (a)ジブロック成分の割合が全体の50〜95重量%
の範囲に設定されたスチレン系ブロックポリマー。 - 【請求項3】 上記スチレン系ブロックポリマーとし
て、下記の(b)および(c)の双方を併用し、(b)
と(c)との総重量に占めるジブロック成分の割合が5
0〜95重量%の範囲に設定されている請求項1記載の
高減衰エラストマー組成物。 (b)ジブロック成分の割合が全体の50重量%未満の
スチレン系ブロックポリマー。 (c)ジブロック成分の割合が全体の95重量%を超え
るスチレン系ブロックポリマー。
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