JP4127428B2

JP4127428B2 - Damping material

Info

Publication number: JP4127428B2
Application number: JP17162598A
Authority: JP
Inventors: 勝洋手代木; 和久石川; 哲朗老後; 政治伊藤; 仁西澤
Original assignee: SWCC Showa Device Technology Co Ltd
Current assignee: SWCC Showa Device Technology Co Ltd
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: JP2000007830A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の制振のために使用される制振材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一般車両、建築物の床、機械などから発生する振動の防止や、音響設備の防音などの目的で、高分子粘弾性材料からなる各種の制振材が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来より知られる制振材は、数十Hz〜数千Hz程度と比較的高い周波数領域の振動に対しては良好な制振効果を発揮するものの、数Hz以下の低い周波数領域での制振効果は不十分であるという問題があった。また、このため、かかる特性が要求される、例えば建築物や各種構造物の耐震補強のために用いる粘弾性ダンパーや制振壁などの用途への適用は困難であった。さらに、制振効果に温度依存性があり、使用環境によって制振性能が変化するという問題もあった。
【０００４】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、地震動のような数Hz以下の低周波数領域でも良好な制振効果を示し、かつ、温度依存性の小さい制振材を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の制振材は、（Ａ）活性水素基含有液状ジエン系ゴムと、（Ｂ）末端にイソシアネート基を含有するゴムと、（Ｃ）金属石鹸とを含有するゴム組成物からなる制振材であって、（Ｃ）の金属石鹸としてオクチル酸金属塩を（Ａ）の活性水素基含有液状ジエン系ゴム 100 重量部あたり 0.1 〜 30 重量部含有することを特徴としている。
【０００６】
本発明において使用される（Ａ）成分の液状ゴムとしては、活性水素を有する官能基、例えば -OH、-COOH などを分子鎖末端に含有する液状の天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、アクリルゴム、ポリブテンゴム、ポリイソブチレンゴム、ポリオキシプロピレンクロロプレンゴムなどが例示される。これらは、 1種を単独で使用してもよく、 2種以上を混合して使用してもよい。
【０００７】
また、（Ｂ）成分の末端にイソシアネート基を含有するゴムとしては、上記の液状ジエン系ゴムと同じ主鎖成分を持ち、末端をイソシアネート基で置換したものがあげられる。すなわち、末端にイソシアネート基を含有する液状の天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、アクリルゴム、ポリブテンゴム、ポリイソブチレンゴム、ポリオキシプロピレンクロロプレンゴムなどが例示される。これらは、 1種を単独で使用してもよく、 2種以上を混合して使用してもよい。このようなイソシアネート基含有ゴムは、前記（Ａ）成分の架橋成分として作用するもので、本発明において、その配合量は、（Ａ）成分の液状ジエン系ゴムが有する活性水素基とイソシアネート基との当量比が 1:0.5〜0.9 になる量が好ましい。このような範囲で使用することにより、大きな伸びと変形時の線形性が確保される結果、微小変形時から大変形時まで広い範囲で制振性能を発揮する制振材が得られる。なお、この（Ｂ）成分のより好ましい配合量は、前記当量比が 1：0.65〜0.8 になる範囲である。
【０００８】
さらに、本発明において使用される（Ｃ）成分の金属石鹸としては、オクチル酸、ナフテン酸、ステアリン酸などの、Al、Mg、Ca、Ba、Znなどの金属塩が例示される。このような金属石鹸は、ベースゴム中に良好に分散し、ゴムの剛性を増大させ、その制振性能を向上させる効果を有する。これは、金属石鹸に含まれているAlイオンなどの金属イオンが（Ａ）成分の液状ジエン系ゴムに含まれている活性水素基と水素結合する結果、粘度が上昇することによると考えられる。本発明においては、なかでもオクチル酸の金属塩の使用が好ましく、 2- エチルヘキソイック酸（2-ethyl hexoic acid ）の金属塩はさらに好ましい。このような 2- エチルヘキソイック酸の金属塩は、例えば、ホープ製薬（株）社から Octope という商品名で市販されており、特にAl塩であるOctope“Al”（Al含有量約 8％、分解点 280℃以上）は、本発明において好適に使用される。
【０００９】
この（Ｃ）成分の金属石鹸は、（Ａ）の液状ジエン系ゴム 100重量部あたり、 0.1〜20重量部配合することが望ましく、 0.1重量部未満では添加による効果が小さく、逆に20重量部を越えると、せん断弾性率が高くなりすぎて、微小変形時の制振効果が低下するようになる。（Ｃ）成分のより好ましい範囲は、（Ａ）の液状ジエン系ゴム 100重量部あたり 0.5〜2.0 重量部である。
【００１０】
本発明のゴム組成物には、上記成分の他、この種のゴム組成物に通常配合される添加剤、例えばカーボンブラック、クレー、瀝青物質（ストレートアスファルト、セミブロンアスファルト、ブロンアスファルトなど）、石油系炭化水素樹脂、クマロン・インデン樹脂などの充填剤、ジブチル錫リラウレート、スタナスオクトエートなどの硬化触媒、プロセスオイルなどの軟化剤、可塑剤、老化防止剤などを、本発明の効果を阻害しない範囲で配合することができる。
【００１１】
本発明の制振材では、（Ａ）活性水素基含有液状ジエン系ゴムと（Ｂ）末端にイソシアネート基を含有するゴムとをベースとし、これに（Ｃ）金属石鹸を配合するようにしたので、損失係数（tan δ）を低下させることなくせん断弾性率を高めることができ、低周波数領域から高周波数領域にいたる広い範囲で優れた制振効果を発現する。また、せん断弾性率の温度による変化を小さくすることができるため、制振効果の温度依存性も低減される。
【００１２】
したがって、低周波数領域での高い制振効果が要求される建築物の粘弾性ダンパーや制振壁などの用途をはじめ、一般車両用など様々な用途に広く用いることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例によりさらに詳細に説明する。なお、本発明がこれらの実施例に限定されるものでないことはいうまでもない。
【００１４】
実施例１〜４
表１上欄に示す配合で、各成分をニーダーを用いて均一に混合した後、所定の形状に加熱硬化させて制振材を得た。
【００１５】
これらの制振材の制振性能を評価するため、ISO 1827に基づきチューニングフォーク試料を作成し、20℃の温度下、周波数および振幅の異なる振動を加えて、それぞれの振動に対するtan δおよびせん断弾性率を測定した。結果を表１下欄に示す。
【００１６】
また、制振性能の温度依存性を調べるため、温度を -10℃〜50℃の範囲で変化させたときのtan δおよびせん断弾性率の変化をＤＭＴＡ（Dynamic mechanicalThermal Analyzer）により測定した。なお、測定は、直径 8mm、厚さ2mm の試料を用い、周波数 0.2Hz、振幅12％、昇温速度 2℃/ 分の条件で行った。結果を表２に示す。
【００１７】
なお、比較のために、金属石鹸を未配合とした例を比較例として表１および表２に併せ示した。
【００１８】
【表１】

【表２】

これらの表からも明らかなように、本発明にかかる制振材は、比較例に比べ、特に低周波領域におけるせん断弾性率の向上が認められ、低周波領域においても良好な制振効果を示すことが確認された。特に、金属石鹸を活性水素基含有液状ジエン系ゴム 100重量部に対し、0.5 、1 、2 重量部配合したもの（実施例１〜３）では、tan δおよびせん断弾性率がともに好ましい範囲にあり、金属石鹸を活性水素基含有液状ジエン系ゴム 100重量部に対し30重量部配合したもの（実施例４）よりさらに優れた制振効果を有していた。また、本発明にかかる制振材はいずれも、tan δおよびせん断弾性率の温度による変化が小さく、制振効果の温度依存性にも優れていた。
【００１９】
【発明の効果】
以上の実施例からも明らかなように、本発明の制振材は、活性水素基含有液状ジエン系ゴムと末端にイソシアネート基を含有するゴムに金属石鹸を配合したことにより、高周波数領域はもとより、地震動のような低周波数領域においても良好な制振性能を示すとともに、制振性能の温度依存性が小さいため、使用環境温度による制振性能の低下も防止される。
【００２０】[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a damping material used for damping a building.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various damping materials made of a polymer viscoelastic material have been developed for the purpose of preventing vibrations generated from ordinary vehicles, building floors, machines, and the like, and soundproofing sound equipment.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally known damping materials exhibit a good damping effect for vibrations in a relatively high frequency range of several tens to several thousand Hz, but in a low frequency range of several Hz or less. There was a problem that the damping effect was insufficient. For this reason, application to applications such as viscoelastic dampers and damping walls used for seismic reinforcement of buildings and various structures has been difficult. Furthermore, there is a problem that the vibration control effect is temperature dependent and the vibration control performance varies depending on the use environment.
[0004]
The present invention has been made to solve such a problem, and provides a vibration damping material that exhibits a good vibration damping effect even in a low frequency region of several Hz or less such as a ground motion and has a small temperature dependency. For the purpose.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Damping material of the present invention, and (A) an active hydrogen group-containing liquid diene rubber, a rubber containing an isocyanate group (B) ends, the damping of rubber composition containing a (C) metallic soaps A metal octyl acid salt as a metal soap (C) is contained in an amount of 0.1 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the active hydrogen group-containing liquid diene rubber (A) .
[0006]
As the liquid rubber of the component (A) used in the present invention, liquid natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber containing functional groups having active hydrogen, such as —OH, —COOH, etc. at the molecular chain ends, Examples include butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile butadiene rubber, butyl rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, ethylene vinyl acetate rubber, acrylic rubber, polybutene rubber, polyisobutylene rubber, and polyoxypropylene chloroprene rubber. These may be used alone or in combination of two or more.
[0007]
Examples of the rubber containing an isocyanate group at the end of the component (B) include those having the same main chain component as the liquid diene rubber and having the end substituted with an isocyanate group. That is, liquid natural rubber containing an isocyanate group at the terminal, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile butadiene rubber, butyl rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, ethylene vinyl acetate rubber, acrylic rubber, Examples include polybutene rubber, polyisobutylene rubber, and polyoxypropylene chloroprene rubber. These may be used alone or in combination of two or more. Such an isocyanate group-containing rubber acts as a crosslinking component of the component (A). In the present invention, the blending amount thereof is an active hydrogen group and an isocyanate group possessed by the liquid diene rubber of the component (A). An equivalent ratio of 1: 0.5 to 0.9 is preferred. By using in such a range, large elongation and linearity at the time of deformation are ensured, and as a result, a vibration damping material that exhibits vibration damping performance in a wide range from a minute deformation to a large deformation can be obtained. In addition, the more preferable compounding quantity of this (B) component is the range from which the said equivalent ratio will be 1: 0.65-0.8.
[0008]
Furthermore, examples of the metal soap of component (C) used in the present invention include metal salts such as Al, Mg, Ca, Ba, and Zn such as octylic acid, naphthenic acid, and stearic acid. Such a metal soap has an effect of being well dispersed in the base rubber, increasing the rigidity of the rubber, and improving its vibration damping performance. This is considered to be due to the increase in viscosity as a result of hydrogen bonding of metal ions such as Al ions contained in the metal soap with active hydrogen groups contained in the liquid diene rubber of the component (A). In the present invention, it is preferable to use a metal salt of octylic acid, and a metal salt of 2-ethyl hexoic acid is more preferable. Such a metal salt of 2-ethylhexoic acid is commercially available, for example, from Hope Pharmaceutical Co., Ltd. under the trade name Octope. In particular, Octope “Al” (Al content of about 8%) is an Al salt. , Decomposition point of 280 ° C. or higher) is preferably used in the present invention.
[0009]
The component (C) metal soap is preferably blended in an amount of 0.1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the liquid diene rubber (A). If it exceeds 1, the shear elastic modulus becomes too high, and the vibration damping effect at the time of minute deformation is lowered. A more preferable range of the component (C) is 0.5 to 2.0 parts by weight per 100 parts by weight of the liquid diene rubber (A).
[0010]
In the rubber composition of the present invention, in addition to the above components, additives usually compounded in this type of rubber composition, such as carbon black, clay, bitumen substances (straight asphalt, semi-bron asphalt, bron asphalt, etc.), petroleum -Based hydrocarbon resin, coumarone / indene resin and other fillers, dibutyltin relaurate, stannous octoate and other curing catalysts, process oil and other softeners, plasticizers, anti-aging agents, etc., do not impair the effects of the present invention It can mix | blend in the range.
[0011]
In the vibration damping material of the present invention, (A) a liquid diene rubber containing an active hydrogen group and (B) a rubber containing an isocyanate group at the terminal are used as a base, and (C) a metal soap is added to this. The shear modulus can be increased without reducing the loss factor (tan δ), and an excellent vibration damping effect is exhibited in a wide range from the low frequency region to the high frequency region. In addition, since the change in shear modulus due to temperature can be reduced, the temperature dependence of the damping effect is also reduced.
[0012]
Therefore, it can be widely used for various applications such as vehicular elastic dampers and damping walls for buildings that require a high damping effect in a low frequency range, and for general vehicles.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples. Needless to say, the present invention is not limited to these examples.
[0014]
Examples 1-4
In the composition shown in the upper column of Table 1, each component was uniformly mixed using a kneader, and then heat-cured into a predetermined shape to obtain a vibration damping material.
[0015]
In order to evaluate the damping performance of these damping materials, tuning fork samples were created based on ISO 1827, and vibrations with different frequencies and amplitudes were applied at a temperature of 20 ° C. The rate was measured. The results are shown in the lower column of Table 1.
[0016]
In addition, in order to investigate the temperature dependence of the damping performance, changes in tan δ and shear modulus when the temperature was changed in the range of −10 ° C. to 50 ° C. were measured by DMTA (Dynamic mechanical Thermal Analyzer). The measurement was performed using a sample having a diameter of 8 mm and a thickness of 2 mm under the conditions of a frequency of 0.2 Hz, an amplitude of 12%, and a heating rate of 2 ° C./min. The results are shown in Table 2.
[0017]
For comparison, Tables 1 and 2 also show examples in which metal soap is not blended as comparative examples.
[0018]
[Table 1]

[Table 2]

As is clear from these tables, the damping material according to the present invention has an improved shear elastic modulus particularly in the low frequency region as compared with the comparative example, and exhibits a good damping effect also in the low frequency region. It was confirmed. In particular, in the case where 0.5, 1 or 2 parts by weight of metal soap is mixed with 100 parts by weight of active hydrogen group-containing liquid diene rubber (Examples 1 to 3), both tan δ and shear modulus are in the preferred range. Further, it had a vibration damping effect even better than that obtained by blending 30 parts by weight of metal soap with 100 parts by weight of liquid hydrogen-containing diene rubber (Example 4). In addition, all of the vibration damping materials according to the present invention have small changes in temperature of tan δ and shear modulus, and are excellent in temperature dependency of the vibration damping effect.
[0019]
【The invention's effect】
As is clear from the above examples, the vibration damping material of the present invention is obtained by blending a metal soap with a liquid diene rubber containing an active hydrogen group and a rubber containing an isocyanate group at the terminal, so that not only in the high frequency region. In addition, the vibration damping performance is good even in a low frequency region such as seismic motion, and the temperature dependence of the vibration damping performance is small.
[0020]

Claims

A vibration damping material comprising a rubber composition containing (A) an active hydrogen group-containing liquid diene rubber, (B) a rubber containing an isocyanate group at the terminal, and (C) a metal soap ,
A vibration damping material comprising 0.1 to 30 parts by weight of an octylic acid metal salt as the metal soap of (C) per 100 parts by weight of the active hydrogen group-containing liquid diene rubber of (A) .

The damping material according to claim 1 ,
The ratio of the active hydrogen group contained in the active hydrogen group-containing liquid diene rubber (A) to the isocyanate group contained in the isocyanate group-containing rubber (B) is from 1: 0.5 to 1: 0.9 in an equivalent ratio. Damping material.