KR101810252B1 - High damping composition and viscoelastic damper - Google Patents
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Abstract
[과제] 감쇠 성능이 뛰어난 고감쇠 부재를 형성할 수 있는 데다가 가공성도 뛰어난 고감쇠 조성물과, 상기 고감쇠 조성물을 형성 재료로 사용하여 형성된 점탄성체를 구비하는 건축물의 점탄성 댐퍼를 제공한다.
[해결 수단] 고감쇠 조성물은, 베이스 폴리머에, 상기 베이스 폴리머 100 질량부당 100∼180 질량부의 실리카와, 1∼30 질량부의 개질 탄산칼슘을 배합했다. 점탄성 댐퍼는 상기 고감쇠 조성물을 형성 재료로 사용하여 형성된 점탄성체를 구비한다. [PROBLEMS] To provide a viscoelastic damper of a structure including a high-damping composition which can form a high-damping member having excellent damping performance and also excellent workability, and a viscoelastic body formed by using the high-damping composition as a forming material.
[MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] In a high-damping composition, 100 to 180 parts by mass of silica per 100 parts by mass of the base polymer and 1 to 30 parts by mass of modified calcium carbonate are blended in the base polymer. The viscoelastic damper has a viscoelastic body formed by using the high-damping composition as a forming material.
Description
본 발명은 진동 에너지의 전달을 완화하거나 흡수하기 위한 고감쇠 부재와, 그 원료가 되는 고감쇠 조성물과, 상기 고감쇠 조성물을 형성 재료로 사용하여 형성된 점탄성체를 구비하는 건축물의 점탄성 댐퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a viscoelastic damper of a building having a high damping member for relieving or absorbing vibration energy, a high damping composition as a raw material thereof, and a viscoelastic body formed by using the high damping composition as a forming material .
예컨대 빌딩이나 교량 등의 건축물, 산업 기계, 항공기, 자동차, 철도 차량, 컴퓨터나 그 주변 기기류, 가정용 전기 기기류, 나아가서는 자동차용 타이어 등의 폭넓은 분야에서 고감쇠 부재가 사용된다. 상기 고감쇠 부재를 사용함으로써 진동 에너지의 전달을 완화하거나 흡수하는, 즉 면진, 흔들림 제어(制震), 진동 제어(制振), 방진 등을 할 수 있다.High damping members are used in a wide range of fields such as buildings such as buildings and bridges, industrial machinery, aircraft, automobiles, railway vehicles, computers and their peripheral devices, household electrical appliances, and automobile tires. By using the high-damping member, it is possible to mitigate or absorb transmission of vibration energy, that is, seismic vibration, vibration control, vibration damping, and the like.
상기 고감쇠 부재는 천연 고무 등을 베이스 폴리머로서 포함하는 고감쇠 조성물에 의해 형성된다. 상기 고감쇠 조성물에는 진동이 가해졌을 때의 히스테리시스 로스를 크게 하여 상기 진동의 에너지를 효율적으로 신속하게 감쇠하는 성능, 즉 감쇠 성능을 높이기 위해 카본 블랙, 실리카 등의 무기 충전제, 혹은 로진, 석유 수지 등의 점착성 부여제 등을 배합하는 것이 일반적이다(예컨대 특허 문헌 1∼3 등 참조).The high-damping member is formed by a high-damping composition comprising a natural rubber or the like as a base polymer. In order to increase the hysteresis loss when the vibration is applied to the high-damping composition so as to attenuate the vibration energy efficiently and rapidly, that is, to improve the damping performance, an inorganic filler such as carbon black or silica, (For example, see
그러나, 이들 종래의 고감쇠 조성물에서는 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 충분히 높일 수는 없다. 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 현상보다 더 높이기 위해서는, 무기 충전제나 점착성 부여제 등의 배합 비율을 더 증가시키는 것 등을 생각할 수 있다.However, these conventional high-damping compositions can not sufficiently enhance the damping performance of the high-damping member. In order to further increase the damping performance of the high-damping member than the phenomenon, it is conceivable to further increase the mixing ratio of the inorganic filler, the tackifier, and the like.
그런데, 다량의 무기 충전제나 점착성 부여제를 배합한 고감쇠 조성물은 점도가 상승하고 가공성이 저하하여 원하는 입체 형상을 갖는 고감쇠 부재를 제조하기 위해 상기 고감쇠 조성물을 혼련하거나 상기 입체 형상으로 성형 가공하기가 용이하지 않다는 문제가 있다.However, a high-damping composition containing a large amount of an inorganic filler and a tackifier imparts viscosity and raises the workability, thereby kneading the high-damping composition to produce a high-damping member having a desired three- There is a problem that it is not easy to do.
특히 공장 레벨에서 고감쇠 부재를 양산하는 경우, 상기 가공성이 낮음은 고감쇠 부재의 생산성을 크게 저하시키고, 생산에 필요한 에너지를 증대시키며, 나아가서는 생산 비용을 앙등시키는 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다.Particularly in the case of mass production of a high-damping member at a factory level, the low processability is not preferable because it significantly lowers the productivity of the high-damping member, increases the energy required for production, and further increases the production cost.
따라서, 가공성을 저하시키지 않고 감쇠 성능을 향상시키기 위해 특허 문헌 4에서는 실리카와, 둘 이상의 극성기를 갖는 점착성 부여제를 배합하는 것이 검토된 바 있다.Therefore, in order to improve the damping performance without lowering the workability, Patent Document 4 has examined the incorporation of silica and a tackifier having two or more polar groups.
그러나, 상기 극성 측쇄를 갖는 것 등의, 분자 중에 극성기를 갖는 베이스 폴리머는, 일반적으로 유리 전이 온도(Tg)가 실온(3∼35℃) 부근에 존재하므로, 상기 베이스 폴리머를 포함하는 고감쇠 조성물을 이용하여 형성한 고감쇠 부재는 가장 일반적인 사용 온도 영역인 상기 실온 부근에 있어서 특히 강성 등의 특성의 온도 의존성이 커지는 경향이 있다.However, since the base polymer having a polar group in the molecule such as one having the polar side chain has a glass transition temperature (Tg) generally in the vicinity of room temperature (3 to 35 캜), a high- The temperature dependency of the characteristics such as rigidity tends to be increased in the vicinity of the room temperature, which is the most common temperature range for use.
특허 문헌 5에서는 극성 측쇄를 갖지 않는 베이스 폴리머에 실리카와 2 이상의 극성기를 갖는 점착성 부여제 등을 배합하는 것이 검토된 바 있다. 이러한 구성에 따르면, 실리카를 병용함으로써 양호한 감쇠 성능을 유지하면서 베이스 폴리머로서 극성기를 갖지 않는 것을 사용함으로써 실온 부근에서의 특성의 온도 의존성을 작게 할 수 있다.In
그러나, 현재보다 감쇠 성능을 더 향상시키기 위해 상기 점착성 부여제의 배합 비율을 증가시킨 경우에는 상기 점착성 부여제가 고감쇠 부재의 표면에 블룸(bloom)되어 상기 고감쇠 부재와 금속 등과의 접착 불량 등을 발생시키는 것이 우려된다.However, when the compounding ratio of the tackifier is increased in order to further improve the damping performance, the tackifier is bloomed on the surface of the high-damping member, so that the adhesion of the high-damping member to the metal, .
또한, 혼련시의 점착성이 너무 높아져 가공성이 저하한다.Further, the tackiness at the time of kneading becomes too high, and the workability is lowered.
특허 문헌 6에서는, 점착성 부여제로서 특정의 연화점을 갖는 로진 유도체를 사용함으로써 감쇠 성능을 더 향상시키는 것이 검토된 바 있다.In Patent Document 6, it has been studied to further improve damping performance by using a rosin derivative having a specific softening point as a tackifier.
그러나, 현재보다 더 감쇠 성능을 향상시키기 위해 로진 유도체의 배합 비율을 증가시킨 경우에는 역시 혼련시의 점착성이 너무 높아져 가공성이 저하한다.However, when the blending ratio of the rosin derivative is increased to further improve the damping performance, the tackiness at the time of kneading becomes too high and the workability is lowered.
본 발명의 목적은, 감쇠 성능이 뛰어난 고감쇠 부재를 형성할 수 있는 데다가 가공성도 뛰어난 고감쇠 조성물과, 상기 고감쇠 조성물을 형성 재료로 사용하여 형성된 점탄성체를 구비하는 건축물의 점탄성 댐퍼를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a viscoelastic damper of a building having a high-damping composition which can form a high-damping member having excellent damping performance and also excellent workability and a viscoelastic body formed by using the high-damping composition as a forming material It is on.
본 발명은, 베이스 폴리머에, 상기 베이스 폴리머 100 질량부당 100 질량부 이상 180 질량부 이하의 실리카와, 1 질량부 이상 30 질량부 이하의 개질 탄산칼슘을 배합한 것을 특징으로 하는 고감쇠 조성물이다.The present invention relates to a high-damping composition comprising, in a base polymer, 100 parts by mass or more and 180 parts by mass or less of silica per 100 parts by mass of the base polymer and 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less of modified calcium carbonate.
탄산칼슘은 실리카 등과 마찬가지로 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 무기 충전제로서 기능하여 상기 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시킬 수 있는 데다가 종래의 점착 부여제와 같이 혼련시의 점착성을 높이거나 하지 않기 때문에 고감쇠 조성물의 가공성을 향상시키는 것도 기대되고 있다.Calcium carbonate functions as an inorganic filler which improves the damping performance of the high-damping member as well as silica, so that the damping performance of the high-damping member can be improved and the tackiness at the time of kneading is not increased as in the case of the conventional tackifier It is also expected to improve the workability of the high-damping composition.
그러나, 미처리 탄산칼슘이나 혹은 상기 미처리 탄산칼슘의 표면을 로진산이나 지방산 등으로 표면 처리한 표면 처리 탄산칼슘은 베이스 폴리머 등과의 상호 작용이 그다지 높지 않다. 그 때문에, 상기 탄산칼슘을 포함하는 고감쇠 조성물은 혼련 직후의 그린 강도가 낮아져 혼련기에서 꺼낼 때 예컨대 손으로 잡아 당겨도 곧 끊어져 버려 전량을 혼련기에서 꺼내는 작업에 품이 든다는 문제를 발생시키기 쉽다. 그 때문에, 혼련이나 혼련 후의 성형 가공은 용이해지지만, 가공성의 개선 효과는 아직 충분하지 않다.However, the surface-treated calcium carbonate surface-treated with the untreated calcium carbonate or the surface of the untreated calcium carbonate surface with a rosin acid, a fatty acid or the like is not so highly interacted with the base polymer or the like. Therefore, the high-damping composition containing calcium carbonate lowers the green strength immediately after kneading, and when the kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded kneaded yarn, . Therefore, although the kneading or kneading can be easily performed, the effect of improving the workability is still insufficient.
이에 대해, 탄산칼슘의 최표면을 실란 커플링제로 표면 처리한 것 등의 개질 탄산칼슘은, 상기 미처리 탄산칼슘이나 표면 처리 탄산칼슘에 비해, 베이스 폴리머 등과의 상호 작용이 뛰어나며, 고감쇠 조성물의 혼련 직후의 그린 강도를 높이는 기능을 한다. 그 때문에 상기 고감쇠 조성물을 혼련기에서 꺼낼 때, 손으로 잡아 당겨도 쉽게 끊어지거나 하지 않아, 전량을 혼련기에서 꺼내는 작업의 품을 생략하여 고감쇠 조성물의 가공성을 한층 더 향상시키는 것이 가능해진다.On the other hand, the modified calcium carbonate such as a surface treated with a silane coupling agent on the outermost surface of calcium carbonate is more excellent in interaction with the base polymer and the like than the untreated calcium carbonate and the surface treated calcium carbonate, And functions to increase the green intensity immediately after the operation. Therefore, when the high-damping composition is taken out from the kneader, it is not easily broken even if it is pulled by hand, and the work of removing the entire amount from the kneading machine can be omitted, and the workability of the high-damping composition can be further improved.
단, 개질 탄산칼슘의 배합 비율이 상기 범위 미만에서는 상기 개질 탄산칼슘을 선택하여 배합하는 것에 의한 이들 효과를 얻을 수 없다. 한편, 상기 범위를 초과하는 경우에는 고감쇠 부재를 반복적으로 크게 변형시켰을 때의 내구성이 저하하여 상기 고감쇠 부재가 파손되거나 하는 문제를 발생시킨다.However, when the compounding ratio of the modified calcium carbonate is less than the above range, these effects can not be obtained by selecting and modifying the modified calcium carbonate. On the other hand, if it exceeds the above range, the durability when the high damping member is repeatedly and largely deformed is lowered, and the high damping member is damaged.
이에 대해, 개질 탄산칼슘의 배합 비율을 상기 범위 내로 함으로써 고감쇠 조성물의 양호한 가공성을 유지하면서 고감쇠 부재를 반복적으로 크게 변형시킬 때의 내구성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, by adjusting the mixing ratio of the modified calcium carbonate within the above range, it is possible to improve the durability when the high damping member is repeatedly and largely deformed while maintaining good processability of the high-damping composition.
또한, 실리카의 배합 비율이 상기 범위 미만에서는 고감쇠 부재에 양호한 감쇠 성능을 부여할 수 없다. 한편, 상기 범위를 초과하는 경우에는 고감쇠 부재를 반복적으로 크게 변형시켰을 때의 내구성이 저하하여 상기 고감쇠 부재가 파손되거나 하는 문제를 발생시킨다.In addition, when the blending ratio of silica is less than the above range, good damping performance can not be imparted to the high-damping member. On the other hand, if it exceeds the above range, the durability when the high damping member is repeatedly and largely deformed is lowered, and the high damping member is damaged.
이에 대해, 실리카의 배합 비율을 상기 범위 내로 함으로써 고감쇠 부재에 가능한 한 양호한 감쇠 성능을 부여하면서 상기 고감쇠 부재를 반복적으로 크게 변형시킬 때의 내구성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, by making the blending ratio of silica fall within the above range, it is possible to improve the durability when the high damping member is repeatedly and largely deformed while giving the damping performance as good as possible to the high damping member.
상기 개질 탄산칼슘으로는 특히 그 최표면을 실란 커플링제로 표면 처리한 개질 탄산칼슘이 적합하게 사용된다.As the modified calcium carbonate, a modified calcium carbonate surface-treated with a silane coupling agent is particularly preferably used.
본 발명의 점탄성 댐퍼는 상기 본 발명의 고감쇠 조성물을 형성 재료로 사용하여 형성된 점탄성체를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 점탄성 댐퍼는 감쇠 성능이 뛰어나기 때문에 소형화하거나 하나의 건축물에 내장하는 수를 줄일 수 있다.The viscoelastic damper of the present invention is characterized by having a viscoelastic body formed by using the high-damping composition of the present invention as a forming material. Such viscoelastic dampers are excellent in damping performance, so that they can be downsized and the number of built-in buildings can be reduced.
본 발명에 따르면, 감쇠 성능이 뛰어난 고감쇠 부재를 형성할 수 있는 데다가, 가공성도 뛰어난 고감쇠 조성물과, 상기 고감쇠 조성물을 형성 재료로 사용하여 형성된 점탄성체를 구비하는 건축물의 점탄성 댐퍼를 제공할 수 있다.According to the present invention, there is provided a viscoelastic damper of a structure including a high-damping composition excellent in workability and capable of forming a high-damping member excellent in damping performance and a viscoelastic body formed by using the high-damping composition as a forming material .
도 1은 본 발명의 실시예, 비교예의 고감쇠 조성물로 이루어지는 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 평가하기 위해 제작하는, 상기 고감쇠 부재의 모델로서의 시험체를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 상기 시험체를 변위시켜 변위량과 하중과의 관계를 구하기 위한 시험기의 개략을 설명하는 도면이다.
도 3은 상기 시험기를 이용하여 시험체를 변위시켜 구해지는, 변위량과 하중과의 관계를 나타내는 히스테리시스 루프의 일례를 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exploded perspective view of a test body as a model of the high-damping member, which is manufactured in order to evaluate the damping performance of the high-damping member made of the high-damping composition of Examples and Comparative Examples of the present invention.
Figs. 2 (a) and 2 (b) are diagrams for explaining the outline of a tester for displacing the specimen to determine the relationship between the displacement and the load. Fig.
3 is a graph showing an example of a hysteresis loop showing the relationship between the amount of displacement and the load, which is obtained by displacing a specimen using the tester.
<고감쇠 조성물>≪ High damping composition >
본 발명의 고감쇠 조성물은, 베이스 폴리머에, 상기 베이스 폴리머 100 질량부당 100 질량부 이상 180 질량부 이하의 실리카와, 1 질량부 이상 30 질량부 이하의 개질 탄산칼슘을 배합한 것을 특징으로 하는 것이다.The high damping composition of the present invention is characterized in that the base polymer is compounded with 100 parts by mass or more and 180 parts by mass or less of silica per 100 parts by mass of the base polymer and 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less of modified carbonic acid calcium .
(베이스 폴리머)(Base polymer)
베이스 폴리머로는, 고감쇠 부재의 베이스 폴리머로서 기능할 수 있는, 종래 공지의 다양한 폴리머가 모두 사용 가능하나, 특히 디엔계 고무가 바람직하다.As the base polymer, various conventionally known polymers capable of functioning as the base polymer of the high-damping member can be used, but diene rubber is particularly preferable.
이러한 디엔계 고무는, 유리 전이 온도가 실온(2∼35℃) 부근에 존재하지 않기 때문에, 가장 일반적인 사용 온도 영역인 상기 실온 부근에서의 고감쇠 부재의 강성 등의 온도 의존성을 작게 하여 넓은 온도 범위에서 안정된 특성을 나타내는 고감쇠 부재를 형성할 수 있다는 이점이 있다.Since such a diene rubber does not exist near the room temperature (2 to 35 占 폚), temperature dependency such as rigidity of the highly damping member near the room temperature, which is the most common use temperature region, It is possible to form a high-damping member exhibiting stable characteristics.
상기 디엔계 고무로는, 예컨대 천연 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌부타디엔 고무 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 특히 재료의 입수 용이함 등을 고려하면, 디엔계 고무로는 천연 고무를 사용하는 것이 바람직하다.Examples of the diene rubber include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, and the like. Particularly, considering the availability of materials and the like, it is preferable to use natural rubber as the diene rubber.
(실리카)(Silica)
실리카로는, 그 제조 방법에 의해 분류되는 습식법 실리카, 건식법 실리카의 어느 것을 사용하여도 좋다. 또한, 실리카로는, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과를 더 향상시키는 것을 고려하면, BET 비표면적이 100∼400 m2/g, 특히 200∼250 m2/g 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. BET 비표면적은, 예컨대 시바타 화학 기계 공업(주) 제조의 신속 표면적 측정 장치 SA-1000 등을 사용하여, 흡착 기체로서 질소 가스를 사용하는 기상 흡착법으로 측정한 값으로 나타내기로 한다.As the silica, any of wet process silica classified by the production method and dry process silica may be used. It is preferable to use a silica having a BET specific surface area of 100 to 400 m 2 / g, particularly 200 to 250 m 2 / g, in order to further improve the effect of improving the damping performance of the highly damped member Do. The BET specific surface area is represented by a value measured by a vapor phase adsorption method using a nitrogen gas as an adsorbing gas, for example, using a rapid surface area measuring device SA-1000 manufactured by Shibata Chemical Industry Co., Ltd.
상기 실리카로는, 예컨대 도소 실리카(주) 제조의 NipSil(닙실) KQ 등을 들 수 있다.Examples of the silica include NipSil (Nipsil) KQ manufactured by Toso Silica Co., Ltd.
상기 실리카의 배합 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부당 100 질량부 이상 180 질량부 이하로 한정된다.The mixing ratio of the silica is limited to 100 parts by mass or more and 180 parts by mass or less per 100 parts by mass of the base polymer.
실리카의 배합 비율이 상기 범위 미만에서는 고감쇠 부재에 양호한 감쇠 성능을 부여할 수 없다. 한편, 상기 범위를 초과하는 경우에는 고감쇠 부재를 반복적으로 크게 변형시켰을 때의 내구성이 저하하여 상기 고감쇠 부재가 파손되거나 하는 문제를 발생시킨다.When the blending ratio of silica is less than the above range, good damping performance can not be imparted to the high-damping member. On the other hand, if it exceeds the above range, the durability when the high damping member is repeatedly and largely deformed is lowered, and the high damping member is damaged.
이에 대해, 실리카의 배합 비율을 상기 범위 내로 함으로써 고감쇠 부재에 가능한 한 양호한 감쇠 성능을 부여하면서 상기 고감쇠 부재를 반복적으로 크게 변형시킬 때의 내구성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, by making the blending ratio of silica fall within the above range, it is possible to improve the durability when the high damping member is repeatedly and largely deformed while giving the damping performance as good as possible to the high damping member.
(개질 탄산칼슘)(Modified calcium carbonate)
개질 탄산칼슘으로는, 예컨대 합성 탄산칼슘, 중질 탄산칼슘 등의 미처리 탄산칼슘이나, 혹은 상기 미처리 탄산칼슘을 예컨대 지방산, 4차 암모늄염, 로진산, 리그닌산, 실리카히드로졸 등의 1종 또는 2종 이상으로 표면 처리한 표면 처리 탄산칼슘 등을, 실란 커플링제 등으로 더 개질한 다양한 개질 탄산칼슘이 어느 것이나 사용 가능하다.Examples of the modified calcium carbonate include untreated calcium carbonate such as synthetic calcium carbonate and heavy calcium carbonate, or an untreated calcium carbonate such as untreated calcium carbonate such as one or two kinds of fatty acid, quaternary ammonium salt, rosin acid, lignin acid and silica hydrosol Any of various modified calcium carbonates, such as surface-treated calcium carbonate or the like, which has been further surface-treated with a silane coupling agent or the like, can be used.
상기 개질 탄산칼슘의 일차 입자경은 고감쇠 부재에 가능한 한 양호한 감쇠 성능을 부여하는 것 등을 고려하면 5 nm 이상, 특히 15 nm 이상인 것이 바람직하고, 100 nm 이하, 특히 90 nm 이하인 것이 바람직하다.The primary particle diameter of the modified calcium carbonate is preferably not less than 5 nm, more preferably not less than 15 nm, and most preferably not more than 100 nm, particularly not more than 90 nm, in consideration of imparting a good damping performance to the highly damped member.
상기 개질 탄산칼슘으로는, 특히 그 최표면을 실란 커플링제로 표면 처리한 개질 탄산칼슘이 적합하게 사용된다. 이러한 개질 탄산칼슘은, 베이스 폴리머 등과의 상호 작용이 특히 뛰어나며, 소량의 배합으로 고감쇠 부재에 양호한 감쇠 성능을 부여할 수 있다. 또한, 혼련시의 점착성을 높이거나 하지 않는 데다가, 고감쇠 조성물의 혼련 직후의 그린 강도를 높이는 기능도 뛰어나다. 그 때문에, 상기 고감쇠 조성물을 혼련기에서 꺼낼 때, 손으로 잡아 당겨도 쉽게 끊어지거나 하지 않도록 하여 전량을 혼련기에서 꺼내는 작업의 품을 생략할 수도 있고, 고감쇠 조성물의 가공성을 한층 더 향상시키는 것이 가능해진다.As the modified calcium carbonate, modified calcium carbonate having a surface treated with a silane coupling agent is particularly preferably used. Such modified calcium carbonate is particularly excellent in interaction with the base polymer and the like, and a good damping performance can be imparted to the high-damping member with a small amount of mixing. In addition, it does not increase the tackiness at the time of kneading, and also has a function of increasing the green strength immediately after kneading of the high-damping composition. Therefore, when the high-damping composition is taken out from the kneader, the work for removing the entire amount from the kneader can be omitted so as not to be easily broken even if pulled by hand, and the workability of the high-damping composition can be further improved Lt; / RTI >
상기 개질 탄산칼슘의 구체적인 예로는, 예컨대 일차 입자경 20 nm 정도의 합성 탄산칼슘의 표면을 실리카 히드로졸 및 지방산류로 표면 처리한 후, 그 최표면을 실란 커플링제로 더 표면 처리하여 이루어지는, 시라이시 공업(주) 제조의 ACTIFORT(액티포트, 등록상표) 700 등을 들 수 있다.Specific examples of the above-mentioned modified calcium carbonate include those obtained by surface-treating synthetic calcium carbonate having a primary particle diameter of about 20 nm with silica hydrogels and fatty acids and further treating the surface of the synthetic calcium carbonate with a silane coupling agent, ACTIFORT (registered trademark) 700 manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd., and the like.
상기 개질 탄산칼슘의 배합 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부당 1 질량부 이상 30 질량부 이하일 필요가 있다.The compounding ratio of the modified calcium carbonate should be 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less per 100 parts by mass of the base polymer.
개질 탄산칼슘의 배합 비율이 상기 범위 미만에서는, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 혼련시의 고감쇠 조성물의 점착성을 억제하는 효과도 얻을 수 없기 때문에, 예컨대 혼련 후의 고감쇠 조성물을 혼련기에서 꺼내는 데 품이 걸린다는 문제를 일으킨다. 한편, 상기 범위를 초과하는 경우에는 고감쇠 부재를 반복적으로 크게 변형시켰을 때의 내구성이 저하하여 상기 고감쇠 부재가 파손되거나 하는 문제를 일으킨다.If the mixing ratio of the modified calcium carbonate is less than the above range, not only the effect of improving the damping performance of the high damping member can not be obtained but also the effect of suppressing the tackiness of the high damping composition at the time of kneading can not be obtained. Resulting in a problem that the high damping composition is taken out from the kneader. On the other hand, if it exceeds the above range, the durability when the high damping member is repeatedly and largely deformed is lowered, and the high damping member is damaged.
이에 대해, 개질 탄산칼슘의 배합 비율을 상기 범위 내로 함으로써 고감쇠 조성물의 양호한 가공성을 유지하면서 고감쇠 부재를 반복적으로 크게 변형시킬 때의 내구성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, by adjusting the mixing ratio of the modified calcium carbonate within the above range, it is possible to improve the durability when the high damping member is repeatedly and largely deformed while maintaining good processability of the high-damping composition.
(그 밖의 성분)(Other components)
본 발명의 고감쇠 조성물에는, 상기 실리카나 개질 탄산칼슘 이외의 다른 무기 충전제, 혹은 디엔계 고무 등의 베이스 폴리머를 가교시키기 위한 가교 성분 등을 적당한 비율로 배합할 수도 있다.The high-damping composition of the present invention may be blended with an inorganic filler other than the silica or modified calcium carbonate or a crosslinking component for crosslinking the base polymer such as a diene rubber in an appropriate ratio.
상기 다른 무기 충전제로는, 예컨대 카본 블랙 등을 들 수 있다.Examples of the other inorganic filler include carbon black and the like.
상기 카본 블랙으로는, 그 제조 방법 등에 따라 분류되는 다양한 카본 블랙 중 충전제로서 기능할 수 있는 카본 블랙의 1종 또는 2종 이상이 사용 가능하다.As the carbon black, one or more kinds of carbon black which can function as a filler among various carbon black classified according to the production method and the like can be used.
카본 블랙의 배합 비율은 특별히 한정되지 않으나, 베이스 폴리머 100 질량부당 1 질량부 이상 5 질량부 이하인 것이 바람직하다.The mixing ratio of carbon black is not particularly limited, but is preferably 1 part by mass or more and 5 parts by mass or less per 100 parts by mass of the base polymer.
가교 성분으로는 베이스 폴리머를 가교할 수 있는 다양한 가교 성분이 사용 가능하다. 베이스 폴리머가 디엔계 고무인 경우에는, 특히 황 가황계의 가교 성분을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 황 가황계의 가교 성분으로는, 가황제, 가황 촉진제 및 가황 촉진 조제를 조합한 것을 들 수 있다. 특히 고감쇠 부재의 고무 탄성이 상승하여 감쇠 성능이 저하하는 문제를 잘 일으키지 않는 가황제, 가황 촉진제, 가황 촉진 조제를 조합하는 것이 바람직하다.As the crosslinking component, various crosslinking components capable of crosslinking the base polymer can be used. When the base polymer is a diene rubber, it is particularly preferable to use a crosslinking component of a sulfur vulcanizing system. Examples of the crosslinking component of the sulfur vulcanizing system include a combination of a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator and a vulcanization accelerator auxiliary. In particular, it is preferable to combine vulcanizing agents, vulcanization accelerators and vulcanization accelerators that do not cause a problem that the rubber elasticity of the high-damping member rises and the damping performance deteriorates.
상기 가황제로는, 예컨대 황이나 황 함유 유기 화합물 등을 들 수 있다. 특히 황이 바람직하다.Examples of the vulcanizing agent include sulfur and sulfur-containing organic compounds. Sulfur is particularly preferred.
가황 촉진제로는, 예컨대 술펜아미드계 가황 촉진제, 티우람계 가황 촉진제 등을 들 수 있다. 가황 촉진제는, 종류에 따라 가황 촉진의 메카니즘이 다르기 때문에 2종 이상을 병용하는 것이 바람직하다.Examples of the vulcanization accelerator include a sulfenamide vulcanization accelerator and a thiuram vulcanization accelerator. Since the vulcanization accelerating agent differs depending on the type of vulcanization accelerating mechanism, it is preferable to use two or more vulcanization accelerators in combination.
이 중 술펜아미드계 가황 촉진제로는, 예컨대 오우치 신코 화학 공업(주) 제조의 녹셀러(NOCCELER)(등록상표) NS〔N-tert-부틸-2-벤조티아졸릴술펜아미드〕 등을 들 수 있다. 또한 티우람계 가황 촉진제로는, 예컨대 오우치 신코 화학 공업(주) 제조의 녹셀러 TBT〔테트라부틸티우람디술피드〕 등을 들 수 있다.Examples of the sulfenamide type vulcanization accelerator include NOCCELER (registered trademark) NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., have. Examples of the thiuram-based vulcanization accelerator include, for example, Rocheller TBT (tetrabutylthiuram disulfide) manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd. and the like.
가황 촉진 조제로는 예컨대 아연화, 스테아린산 등을 들 수 있다. 통상은 이 둘을 가황 촉진 조제로서 병용하는 것이 바람직하다.Examples of the vulcanization accelerating auxiliary include zincification and stearic acid. Normally, it is preferable to use the two as vulcanization accelerators.
상기 가황제, 가황 촉진제, 가황 촉진 조제의 배합 비율은, 고감쇠 부재의 용도 등에 따라 다른 감쇠 성능이나 강성 등의 특성에 따라 적당히 조정하면 된다.The blending ratio of the vulcanizing agent, vulcanization accelerating agent and vulcanization accelerating assistant may be appropriately adjusted according to characteristics such as damping performance and rigidity depending on the use of the high-damping member.
본 발명의 고감쇠 조성물에는, 필요에 따라 실란 화합물, 연화제, 점착성 부여제, 노화 방지제 등의 각종 첨가제를 적당한 비율로 더 배합할 수도 있다.In the high-damping composition of the present invention, various additives such as a silane compound, a softener, a tackifier, and an anti-aging agent may be further blended in an appropriate ratio, if necessary.
이 중 실란 화합물로는, 하기 식 (a): As the silane compound, a compound represented by the following formula (a):
〔식 중, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 알콕시기를 나타낸다. 단, R1, R2, R3 및 R4가 동시에 알콕시기인 경우는 없으며, 다른 것은 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다.〕로 표시되며, 실란 커플링제나 실릴화제 등의, 실리카의 분산제로서 기능할 수 있는 다양한 실란 화합물을 들 수 있다.Wherein at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represents an alkoxy group. Provided that when R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not both alkoxy groups at the same time, the other is an alkyl group or an aryl group, and can function as a silica dispersing agent such as a silane coupling agent or a silylating agent ≪ / RTI >
특히 헥실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디메톡시실란 등의 알콕시실란이 바람직하다.Particularly preferred are alkoxysilanes such as hexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane and diphenyldimethoxysilane.
상기 실란 화합물로는, 예컨대 신에츠 화학 공업(주) 제조의 KBE-103(페닐트리에톡시실란) 등을 들 수 있다.Examples of the silane compound include KBE-103 (phenyltriethoxysilane) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and the like.
실란 화합물의 배합 비율은 특별히 한정되지 않으나, 실리카 100 질량부당 5 질량부 이상인 것이 바람직하고, 25 질량부 이하인 것이 바람직하다.The compounding ratio of the silane compound is not particularly limited, but is preferably 5 parts by mass or more, and more preferably 25 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the silica.
연화제는, 고감쇠 조성물의 가공성을 더 향상시키기 위한 성분이며, 상기 연화제로는 예컨대 실온(2∼35℃)에서 액상을 이루는 액상 고무를 들 수 있다. 상기 액상 고무로는, 예컨대 액상 폴리이소프렌 고무, 액상 니트릴 고무(액상 NBR), 액상 스티렌부타디엔 고무(액상 SBR) 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.The softening agent is a component for further improving the workability of the high-damping composition, and examples of the softening agent include a liquid rubber which forms a liquid at room temperature (2 to 35 DEG C). Examples of the liquid rubber include one or more of liquid polyisoprene rubber, liquid nitrile rubber (liquid NBR), liquid styrene butadiene rubber (liquid SBR), and the like.
이 중 액상 폴리이소프렌 고무가 바람직하다. 상기 액상 폴리이소프렌 고무로는, 예컨대 (주)쿠라레이 제조의 쿠라프렌(등록상표) LIR-30(수 평균 분자량: 28000), LIR-50(수 평균 분자량: 54000) 등을 들 수 있다.Of these, liquid polyisoprene rubber is preferable. Examples of the liquid polyisoprene rubber include Kuraprene (registered trademark) LIR-30 (number average molecular weight: 28000) and LIR-50 (number average molecular weight: 54000) manufactured by Kuraray Co.,
액상 폴리이소프렌 고무의 배합 비율은, 베이스 폴리머 100 질량부당 5 질량부 이상인 것이 바람직하고, 50 질량부 이하인 것이 바람직하다.The blend ratio of the liquid polyisoprene rubber is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 50 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the base polymer.
배합 비율이 상기 범위 미만에서는, 상기 액상 폴리이소프렌 고무를 배합하는 것에 의한, 고감쇠 부재의 강성을 저하시키는 효과를 충분히 얻을 수 없을 우려가 있다. 한편, 상기 범위를 초과하는 경우에는 고감쇠 부재의 감쇠 성능이 저하할 우려가 있다.When the compounding ratio is less than the above range, there is a possibility that the effect of lowering the rigidity of the high-damping member by mixing the liquid polyisoprene rubber can not be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds the above range, the damping performance of the high-damping member may be deteriorated.
또한 다른 연화제로는, 예컨대 쿠마론인덴 수지 등을 들 수 있다.Other softeners include, for example, coumarone-indene resins.
상기 쿠마론 인덴 수지로는, 주로 쿠마론과 인덴의 중합물로 이루어지며, 평균 분자량 1000 이하 정도의 비교적 저분자량으로서, 연화제로서 기능할 수 있는 다양한 쿠마론 인덴 수지를 들 수 있다.Examples of the coumarone indene resin include various coumarone indene resins which are composed of a polymer of coumarone and indene and have a relatively low molecular weight of about 1000 or less in average molecular weight and can function as a softener.
상기 쿠마론 인덴 수지로는, 예컨대 닛토 화학(주) 제조의 니트레진(등록상표) 쿠마론 G-90〔평균 분자량: 770, 연화점: 90℃, 산가: 1.0 KOHmg/g 이하, 수산기가: 25 KOHmg/g, 브롬가 9g/100g〕, G-100N〔평균 분자량: 730, 연화점: 100℃, 산가: 1.0 KOHmg/g 이하, 수산기가: 25 KOHmg/g, 브롬가 11g/100g〕, V-120〔평균 분자량: 960, 연화점: 120℃, 산가: 1.0 KOHmg/g 이하, 수산기가: 30 KOHmg/g, 브롬가 6g/100g〕, V-120S〔평균 분자량: 950, 연화점: 120℃, 산가: 1.0 KOHmg/g 이하, 수산기가: 30 KOHmg/g, 브롬가 7g/100g〕 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.As the coumarone indene resin, for example, knit resin (registered trademark) Kumaron G-90 (average molecular weight: 770, softening point: 90 占 폚, acid value: 1.0 KOHmg / g or less, hydroxyl value: 25 V-120 [average molecular weight: 730, softening point: 100 占 폚, acid value: 1.0 KOHmg / g or less, hydroxyl value: 25 KOHmg / g, bromine value: 11 g / 100 g] V-120S [average molecular weight: 950, softening point: 120 占 폚, acid value: 1.0 KOHmg / g, average molecular weight: 960, softening point: 120 占 폚, acid value: 1.0 KOHmg / g or less, hydroxyl value: 30 KOHmg / / g or less, the hydroxyl value is 30 KOHmg / g, and the bromine value is 7 g / 100 g).
쿠마론 인덴 수지의 배합 비율은 특별히 한정되지 않으나, 베이스 폴리머 100 질량부당 5 질량부 이상인 것이 바람직하고, 20 질량부 이하인 것이 바람직하다.The mixing ratio of the coumarone indene resin is not particularly limited, but is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the base polymer.
점착성 부여제로는, 예컨대 석유 수지 등을 들 수 있다. 또한 석유 수지로는, 예컨대 마루젠 석유 화학(주) 제조의 마루카레츠(등록상표) M890A〔디시클로펜타디엔계 석유 수지, 연화점: 105℃〕 등이 바람직하다.Examples of the tackifier include petroleum resins and the like. As the petroleum resin, for example, Marukaetsu (registered trademark) M890A (dicyclopentadiene petroleum resin, softening point: 105 占 폚) manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd. and the like are preferable.
상기 석유 수지의 배합 비율은 특별히 한정되지 않으나, 베이스 폴리머 100 질량부당 3 질량부 이상인 것이 바람직하고, 30 질량부 이하인 것이 바람직하다.The blending ratio of the petroleum resin is not particularly limited, but is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the base polymer.
노화 방지제로는, 예컨대 벤즈이미다졸계, 퀴논계, 폴리페놀계, 아민계 등의 각종 노화 방지제의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 특히 벤즈이미다졸계 노화 방지제와 퀴논계 노화 방지제를 병용하는 것이 바람직하다.As the anti-aging agent, for example, one kind or two or more kinds of various antioxidants such as benzimidazole type, quinone type, polyphenol type and amine type can be mentioned. In particular, it is preferable to use a benzimidazole-based antioxidant and a quinone-based antioxidant in combination.
이 중 벤즈이미다졸계 노화 방지제로는, 예컨대 오우치 신코 화학 공업(주) 제조의 노크락(등록상표) MB〔2-머캅토벤즈이미다졸〕 등을 들 수 있다. 또한 퀴논계 노화 방지제로는, 예컨대 마루이시 화학품(주) 제조의 안티젠 FR〔방향족 케톤-아민 축합물〕 등을 들 수 있다.Examples of the benzimidazole antioxidant include Knocklac (registered trademark) MB (2-mercaptobenzimidazole) manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd. and the like. Examples of the quinone antioxidant include antizen FR (aromatic ketone-amine condensate) manufactured by Marui Chemical Co., Ltd. and the like.
두 노화 방지제의 배합 비율은 특별히 한정되지 않으나, 벤즈이미다졸계 노화 방지제는, 베이스 폴리머 100 질량부당 0.5 질량부 이상인 것이 바람직하고, 5 질량부 이하인 것이 바람직하다. 또한, 퀴논계 노화 방지제는, 베이스 폴리머 100 질량부당 0.5 질량부 이상인 것이 바람직하고, 5 질량부 이하인 것이 바람직하다.The mixing ratio of the two antioxidants is not particularly limited, but the benzimidazole antioxidant is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the base polymer. The quinone antioxidant is preferably 0.5 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the base polymer.
본 발명의 고감쇠 조성물을 이용하여 제조할 수 있는 고감쇠 부재로는, 예컨대 빌딩 등의 건축물의 기초에 내장되는 면진용 댐퍼, 건축물의 구조 중에 내장되는 흔들림 제어(진동 제어)용의 점탄성 댐퍼, 현수교나 사장교 등의 케이블의 진동 제어 부재, 산업 기계나 항공기, 자동차, 철도 차량 등의 방진 부재, 컴퓨터나 그 주변 기기류, 혹은 가정용 전기 기기류 등의 방진 부재, 나아가서는 자동차용 타이어의 트레드 등을 들 수 있다.Examples of the high-damping member that can be manufactured using the high-damping composition of the present invention include an anti-vibration damper built in the foundation of a building such as a building, a viscoelastic damper for vibration control (vibration control) A vibration control member of a cable such as a suspension bridge or a cable-stayed bridge, a vibration preventing member such as an industrial machine or an airplane, an automobile or a railroad car, a vibration preventing member such as a computer or a peripheral device thereof or a domestic electric device, .
본 발명에 따르면, 상기 베이스 폴리머, 실리카, 개질 탄산칼슘 등, 각종 성분의 종류와 그 조합 및 배합 비율을 조정함으로써, 상기 각각의 용도에 적합한 뛰어난 감쇠 성능을 갖는 고감쇠 부재를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain a highly damped member having excellent damping performance suitable for each of the above-mentioned applications by adjusting the types of the various components such as the base polymer, silica, and modified calcium carbonate, and their combinations and blending ratios.
<점탄성 댐퍼><Viscoelastic Damper>
특히 본 발명의 고감쇠 조성물을 형성 재료로 사용하여 고감쇠 부재로서의 건축물의 점탄성 댐퍼의 점탄성체를 형성한 경우에는, 상기 점탄성체가 높은 감쇠 성능을 갖기 때문에 상기 점탄성체를 포함하는 점탄성 댐퍼의 감쇠 성능을 향상시켜 그 전체를 소형화하거나 하나의 건축물에 내장하는 수를 줄여도 종래와 동등 또는 그 이상의 흔들림 제어 성능을 얻을 수 있다.In particular, when a viscoelastic damper of a building as a high damping member is formed by using the high-damping composition of the present invention as a forming material, since the viscoelastic body has a high attenuation performance, the attenuation of the viscoelastic damper including the viscoelastic body It is possible to obtain a shake control performance equal to or greater than that of the conventional one by reducing the total size of the whole structure or reducing the number of housings in a single structure.
또한, 베이스 폴리머로서 디엔계 고무를 사용한 경우에는, 상기 점탄성체의 강성 등의 온도 의존성을 작게 할 수 있으므로, 예컨대 온도차가 큰 건축물의 외벽 부근에도 상기 점탄성 댐퍼를 접지할 수 있고, 점탄성 댐퍼에 의한 흔들림 제어 성능의 설계의 자유도를 높일 수도 있다.When the diene rubber is used as the base polymer, the temperature dependency such as rigidity of the viscoelastic body can be reduced. Therefore, the viscoelastic damper can be grounded also near the outer wall of a building having a large temperature difference, The degree of freedom of the design of the shake control performance can be increased.
실시예Example
<실시예 1>≪ Example 1 >
(고감쇠 조성물의 조제)(Preparation of high-damping composition)
베이스 폴리머로서의 천연 고무〔SMR(Standard Malaysian Rubber)-CV60〕 100 질량부에, 실리카〔도소 실리카(주) 제조의 NipSil(닙실) KQ〕135 질량부 및 개질 탄산칼슘〔앞에서 나온 시라이시 공업(주) 제조의 ACTIFORT(액티포트, 등록상표) 700, 일차 입자경 20 nm 정도의 합성 탄산칼슘의 표면을 실리카 히드로졸 및 지방산류로 표면 처리한 후, 그 최표면을 실란 커플링제로 더 표면 처리한 것〕 1 질량부와, 하기 표 1에 나타내는 각 성분을 배합하고, 밀폐식 혼련기를 이용하여 혼련하여 고감쇠 조성물을 조제했다. 또한 표 1 중의 질량부는, 각각 베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부당 질량부이다.135 parts by mass of silica (NipSil (Nipsil) KQ manufactured by Toso Silica Co., Ltd.) and 100 parts by mass of modified natural calcium carbonate (manufactured by Shiraishi Kogyo Co., Ltd.) were added to 100 parts by mass of a natural rubber (SMR (Standard Malaysian Rubber) Manufactured by ACTIFORT (registered trademark) 700, the surface of synthetic calcium carbonate having a primary particle size of about 20 nm is surface-treated with silica hydrosol and fatty acids, and further its surface is further treated with a silane coupling agent] And 1 part by mass of each component shown in Table 1 below were blended and kneaded using an airtight kneader to prepare a high-damping composition. The mass parts in Table 1 are each parts by mass per 100 parts by mass of the natural rubber as the base polymer.
표 중의 각 성분은 다음과 같다.Each component in the table is as follows.
실란 화합물: 페닐트리에톡시실란, 신에츠 화학 공업(주) 제조의 KBE-103Silane compound: phenyltriethoxysilane, KBE-103 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co.,
액상 폴리이소프렌 고무: (주)쿠라레이 제조의 LIR-50, 수 평균 분자량: 54000Liquid polyisoprene rubber: LIR-50 manufactured by Kuraray Co., Ltd., number average molecular weight: 54000
카본 블랙: 미쓰비시 화학(주) 제조의 다이아블랙(등록상표) GCarbon black: Diablack (registered trademark) G manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
벤즈이미다졸계 노화 방지제: 2-머캅토벤즈이미다졸, 오우치 신코 화학 공업(주) 제조의 노크락 MBBenzimidazole antioxidant: 2-mercaptobenzimidazole, Knockrack MB manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
퀴논계 노화 방지제: 마루이시 화학품(주) 제조의 안티젠 FRQuinone antioxidant: Antigen FR (manufactured by Marui Chemical Co., Ltd.)
산화 아연 2종: 미쓰이 금속 광업(주) 제조 Two kinds of zinc oxide: Manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd.
스테아린산: 니치유(주) 제조의 "쯔바키"Stearic acid: "Tsubaki" manufactured by Nichiyu Co.,
디시클로펜타디엔계 석유 수지: 연화점 105℃, 마루젠 석유 화학(주) 제조의 마루카레츠(등록상표) M890ADicyclopentadiene petroleum resin: softening point 105 占 폚, Marukaetsu (registered trademark) M890A manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.
쿠마론 수지: 연화점 90℃, 닛토 화학(주) 제조의 에스쿠론(Escuron; 등록상표) G-90Coumarone resin: a softening point of 90 占 폚, Escuron (registered trademark) G-90 manufactured by Nitto Kagaku Co., Ltd.
5% 오일 처리 분말 황: 가황제, 쯔루미 화학 공업(주) 제조5% Oil-treated powder sulfur: vulcanizing agent, manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
술펜아미드계 가황 촉진제: N-tert-부틸-2-벤조티아졸릴술펜아미드, 오우치 신코 화학 공업(주) 제조의 녹셀러(등록상표) NSN-tert-butyl-2-benzothiazolyl sulfenamide, a sulfenamide type vulcanization accelerator, NSCELLER (registered trademark) NS manufactured by Ouchi Shoko Chemical Industry Co.,
티우람계 가황 촉진제: 테트라부틸티우람디술피드, 오우치 신코 화학 공업(주) 제조의 녹셀러 TBT-NTouram-based vulcanization accelerator: tetrabutyl thiuram disulfide, Noxeler TBT-N manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
<비교예 1>≪ Comparative Example 1 &
개질 탄산칼슘을 배합하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 고감쇠 조성물을 조제했다.A high-damping composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that modified calcium carbonate was not compounded.
<실시예 2, 3, 비교예 2, 3>≪ Examples 2 and 3, Comparative Examples 2 and 3 >
개질 탄산칼슘의 배합 비율을 베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부당 0.5 질량부(비교예 2), 15 질량부(실시예 2), 30 질량부(실시예 3) 및 35 질량부(비교예 3)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 고감쇠 조성물을 조제했다.0.5 parts by mass (Comparative Example 2), 15 parts by mass (Example 2), 30 parts by mass (Example 3) and 35 parts by mass (Comparative Example 3) per 100 parts by mass of the natural rubber as the base polymer, , A high-damping composition was prepared in the same manner as in Example 1. [
<비교예 4>≪ Comparative Example 4 &
개질 탄산칼슘 대신, 합성 탄산칼슘의 표면을 지방산으로 표면 처리한 표면 처리 탄산칼슘〔시라이시 공업(주) 제조의 백염화(등록상표) CC, 일차 입자경 50 nm〕 15 질량부를 배합한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 고감쇠 조성물을 조제했다.Except that 15 parts by mass of surface-treated calcium carbonate (BaCl2 (registered trademark) CC manufactured by Shiraishi Kogyo Co., Ltd., primary particle size: 50 nm) surface-treated with a fatty acid surface of synthetic calcium carbonate was used instead of the modified
<감쇠 특성 시험><Attenuation characteristic test>
(시험체의 제작)(Preparation of test body)
실시예, 비교예에서 조제한 고감쇠 조성물을 시트형으로 압출 성형한 후 펀칭하여 도 1에 도시한 바와 같이 원판(1)(두께 5 mm × 직경 25 mm)을 제작하고, 상기 원판(1)의 표리 양면에 각각 가황 접착제를 통해 두께 6 mm×세로 44 mm×가로 44 mm의 직사각형 평판상의 강판(2)을 포개고 적층 방향으로 가압하면서 150℃로 가열하여 원판(1)을 형성하는 고감쇠 조성물을 가황시킴과 아울러, 상기 원판(1)을 2장의 강판(2)과 가황 접착시켜 고감쇠 부재의 모델로서의 감쇠 특성 평가용 시험체(3)를 제작했다.The high damping composition prepared in the examples and comparative examples was extruded into a sheet form and then punched to produce a disk 1 (5 mm in thickness × 25 mm in diameter) as shown in FIG. 1, A high-attenuating composition for forming an
(변위 시험)(Displacement test)
도 2(a)에 도시한 바와 같이 상기 시험체(3)를 2개 준비하고, 상기 2개의 시험체(3)를 한 쪽의 강판(2)을 통해 1장의 중앙 고정 지그(4)에 볼트로 고정함과 아울러, 각각의 시험체(3)의 다른 쪽의 강판(2)에 1장씩의 좌우 고정 지그(5)를 볼트로 고정했다. 그리고 중앙 고정 지그(4)를 도시하지 않은 시험기의 상측의 고정 암(6)에 조인트(7)를 통해 볼트로 고정하고, 2장의 좌우 고정 지그(5)를 상기 시험기의 하측의 가동반(8)에 조인트(9)를 통해 볼트로 고정했다.As shown in Fig. 2 (a), two
이어서 이 상태에서, 가동반(8)을 도면 중에 흰색 화살표로 도시한 바와 같이 고정 암(6)의 방향으로 밀어올리도록 변위시켜 시험체(3) 중 원판(1)을 도 2(b)에 도시한 바와 같이 상기 시험체(3)의 적층 방향과 직교 방향으로 왜곡 변형시킨 상태로 하고, 이어서 이 상태에서, 가동반(8)을 도면 중에 흰색 화살표로 도시한 바와 같이 고정 암(6)의 방향과 반대 방향으로 끌어내리도록 변위시켜 상기 도 2(a)에 도시한 상태로 되돌리는 조작을 1 사이클로 하여, 상기 시험체(3) 중 원판(1)을 반복적으로 왜곡 변형, 즉 진동시켰을 때의 상기 시험체(3)의 적층 방향과 직교 방향으로의 원판(1)의 변위량(mm)과 하중(N)과의 관계를 나타내는 히스테리시스 루프(H)(도 3 참조)를 구했다.Subsequently, in this state, the movable plate 8 is displaced so as to push up in the direction of the fixed arm 6 as shown by a white arrow in the drawing, so that the
측정은, 온도 20℃의 환경 하에서, 상기 조작을 3 사이클 실시하여 3회째의 값을 구했다. 또한, 최대 변위량은 원판(1)을 사이에 끼운 2장의 강판(2)의 상기 적층 방향과 직교 방향의 어긋남량이 상기 원판(1)의 두께의 100%가 되도록 설정했다.The measurement was carried out for three cycles under the environment of a temperature of 20 캜 to obtain the third value. The maximum amount of displacement is set so that the amount of displacement of the two steel plates 2 sandwiching the
이어서, 상기 측정에 의해 구한 도 3에 도시한 히스테리시스 루프(H) 중 최대 변위점과 최소 변위점을 연결하는, 도면 중에 굵은 선의 실선으로 도시한 직선(L1)의 기울기[Keq(N/mm)]를 구하고, 상기 기울기[Keq(N/mm)]와 원판(1)의 두께[T(mm)]와, 원판(1)의 단면적[A(mm2)]으로부터 하기 식 (1):Keq (N / mm) of the straight line L 1 shown by the solid line of the thick line in the figure, which connects the maximum displacement point and the minimum displacement point in the hysteresis loop H shown in FIG. 3 obtained by the above measurement (1): From the slope Keq (N / mm), the thickness T (mm) of the
에 의해 등가 전단 탄성률[Geq(N/mm2)]을 구했다. 그리고, 비교예 1의 등가 전단 탄성률[Geq(N/mm2)]을 100으로 했을 때의, 각 실시예, 비교예의 등가 전단 탄성률[Geq(N/mm2)]의 상대치를 구했다.(Geq (N / mm < 2 >)) was calculated by the following equation. A relative value of the equivalent shear modulus [Geq (N / mm 2 )] of each of the examples and comparative examples when the equivalent shear modulus [Geq (N / mm 2 )] of the comparative example 1 was taken as 100 was obtained.
또한, 도 3 중에 사선을 그어 도시한, 히스테리시스 루프(H)의 전표면적으로 표시되는 흡수 에너지량(ΔW)과, 상기 도면 중에 그물선을 그어 도시한, 상기 직선(L1)과, 그래프의 횡축과, 직선(L1)과 히스테리시스 루프(H)와의 교점으로부터 상기 횡축에 내린 수선(L2)으로 에워싸인 영역의 표면적으로 표시되는 탄성 왜곡 에너지(W)로부터, 하기 식 (2): 3, the amount of absorbed energy? W indicated by the slip area of the hysteresis loop H and the straight line L 1 shown by a mesh line in the figure, And the elastic strain energy W expressed by the surface area of the area enclosed by the perpendicular line L 2 and the intersection of the straight line L 1 and the hysteresis loop H from the intersection of the straight line L 1 and the hysteresis loop H,
에 의해 등가 감쇠 상수(Heq)를 구했다. 등가 감쇠 상수(Heq)가 클수록 시험체(3)는 감쇠 성능이 뛰어나다고 판정할 수 있다. 그래서, 비교예 1의 등가 감쇠 상수(Heq)를 100으로 했을 때의, 각 실시예, 비교예의 등가 감쇠 상수(Heq)의 상대치를 구했다. The equivalent attenuation constant (Heq) was obtained. As the equivalent attenuation constant (Heq) increases, the
(대변형시의 내구성 평가)(Evaluation of durability at the time of large deformation)
최대 변위량을, 원판(1)을 사이에 끼운 2장의 강판(2)의 상기 적층 방향과 직교 방향의 어긋남량이 상기 원판(1)의 두께의 300%가 되도록 설정한 것 이외에는, 상기 변위 시험과 동일한 방법으로 온도 20℃의 환경 하에서 변위를 반복했을 때의 원판(1)의 상태를 관찰했다.The maximum displacement amount was set to be the same as the displacement test described above except that the amount of displacement of the two steel plates 2 sandwiched between the
그리고, 사이클 수가 10사이클 이내에서 원판(1)이 크게 변형하여 원래의 형상으로 되돌아가지 않게 되거나 파손된 것을 대변형시의 내구성 불량(×), 10사이클까지 상기 변형이나 파손을 발생시키지 않은 것을 내구성 양호(○)로 평가했다.The durability defect (X) at the time of the large deformation and the deformation or breakage not causing the deformation or the breakage to 10 cycles were evaluated as the durability Good (O).
<가공성 평가>≪ Processability evaluation &
실시예, 비교예의 고감쇠 조성물을 조제하기 위해, 각 성분을 혼련기에 투입하여 혼련한 후, 혼련기에서 꺼내는 데 품이 걸렸는지 여부를 비교예 1을 기준으로 평가했다.In order to prepare the high-damping compositions of Examples and Comparative Examples, each component was put into a kneader and kneaded, and then evaluated on the basis of Comparative Example 1 whether or not the kneaded product was taken out from the kneader.
즉 혼련 후에 비교예 1과 동등 또는 그 이상으로 꺼내는 데 품이 걸린 것을 가공성 불량(×), 점착성이 낮고, 비교예 1보다 쉽게 꺼낼 수 있었던 것을 가공성 양호(○)로서 평가했다.That is, after the kneading, it was evaluated as good workability (good) that the workability was equal to or higher than that of the comparative example 1, the workability was poor (x), the tackiness was low and it was easier to take out than the comparative example 1.
이상의 결과를 표 2에 나타낸다.Table 2 shows the above results.
표 2의 실시예 1∼3, 비교예 1, 4의 결과로부터, 표면 처리 탄산칼슘 대신 개질 탄산칼슘을 실리카와 병용함으로써, 고감쇠 조성물의 혼련 직후의 그린 강도를 높여 혼련기로부터의 꺼냄을 용이하게 하여 가공성을 한층 더 향상시킬 수 있음과 아울러, 고감쇠 부재의 감쇠 성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.From the results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 4 in Table 2, it can be seen that, by using the modified calcium carbonate in combination with silica in place of the surface treated calcium carbonate, the green strength immediately after kneading of the high- It is possible to further improve the workability and to improve the damping performance of the high damping member.
단, 실시예 1∼3, 비교예 2의 결과로부터, 상기 효과를 얻기 위해서는 상기 개질 탄산칼슘의 배합 비율은 베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부당 1 질량부 이상일 필요가 있음을 알 수 있었다.However, from the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, it was found that the mixing ratio of the modified calcium carbonate was required to be 1 part by mass or more per 100 parts by mass of the natural rubber as the base polymer.
또한, 실시예 1∼3, 비교예 3의 결과로부터 고감쇠 부재의 대변형시의 내구성을 향상시키기 위해서는, 상기 개질 탄산칼슘의 배합 비율은 베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부당 30 질량부 이하일 필요가 있음을 알 수 있었다.From the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 3, it is necessary that the mixing ratio of the modified calcium carbonate should be 30 parts by mass or less per 100 parts by mass of the natural rubber as the base polymer in order to improve the durability of the high- .
<실시예 4∼6, 비교예 5, 6>≪ Examples 4 to 6, Comparative Examples 5 and 6 >
실리카의 배합 비율을, 베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부당 80 질량부(비교예 5), 100 질량부(실시예 4), 150 질량부(실시예 5), 180 질량부(실시예 6) 및 190 질량부(비교예 6)로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일한 방법으로 고감쇠 조성물을 조제했다.80 parts by mass (Comparative Example 5), 100 parts by mass (Example 4), 150 parts by mass (Example 5), and 180 parts by mass (Example 6) were mixed in 100 parts by mass of the natural rubber as the base polymer 190 parts by mass (Comparative Example 6), a high-damping composition was prepared.
상기 각 실시예, 비교예의 고감쇠 조성물에 대해, 상기의 각 시험을 실시하여 그 특성을 평가했다. 결과를 실시예 2의 결과와 함께 표 3에 나타낸.Each of the above-mentioned high-damping compositions of the examples and comparative examples was subjected to each of the above-mentioned tests to evaluate its characteristics. The results are shown in Table 3 together with the results of Example 2.
표 3의 실시예 2, 4∼6, 비교예 5의 결과로부터, 고감쇠 부재에 양호한 감쇠 성능을 부여하기 위해서는, 실리카의 배합 비율은 베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부당 100 질량부 이상일 필요가 있음을 알 수 있었다.From the results of Examples 2, 4 to 6 and Comparative Example 5 in Table 3, it is necessary that the blending ratio of silica is 100 parts by mass or more per 100 parts by mass of the natural rubber as the base polymer in order to impart good damping performance to the high- And it was found.
또한, 실시예 2, 4∼6, 비교예 6의 결과로부터, 고감쇠 부재를 반복적으로 크게 변형시켰을 때의 내구성이 저하하여 상기 고감쇠 부재가 파손되거나 하는 것을 방지하기 위해서는, 실리카의 배합 비율은 베이스 폴리머로서의 천연 고무 100 질량부당 180 질량부 이하일 필요가 있음을 알 수 있었다.From the results of Examples 2, 4 to 6, and Comparative Example 6, in order to prevent the durability when the high damping member is repeatedly and largely deformed from being lowered and damaging the high damping member, It was found that it was necessary to be 180 parts by mass or less per 100 parts by mass of the natural rubber as the base polymer.
1…원판
2…강판
3…시험체
4…중앙 고정 지그
5…좌우 고정 지그
6…고정 암
7…조인트
8…가동반
9…조인트
H…히스테리시스 루프
L1…직선
L2…수선
Keq…기울기
W…에너지
ΔW…흡수 에너지량One… negative
2… Steel plate
3 ... Test body
4… Center fixing jig
5 ... Left and right fixing jig
6 ... Fixed arm
7 ... Joint
8… Movable half
9 ... Joint
H ... Hysteresis loop
L 1 ... Straight
L 2 ... repair
Keq ... inclination
W ... energy
ΔW ... Absorbed energy amount
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