JP3140192B2 - 高減衰性ゴム組成物及びそれを用いた免震構造体 - Google Patents

高減衰性ゴム組成物及びそれを用いた免震構造体

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JP3140192B2
JP3140192B2 JP04229178A JP22917892A JP3140192B2 JP 3140192 B2 JP3140192 B2 JP 3140192B2 JP 04229178 A JP04229178 A JP 04229178A JP 22917892 A JP22917892 A JP 22917892A JP 3140192 B2 JP3140192 B2 JP 3140192B2
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浩二 岡本
凌 村松
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はそれ自身高減衰性を持
ち、免震、除震或いは防振等、振動エネルギーの吸収に
関して非常に有効なゴム組成物及びそれを用いた免震構
造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地震によつて発生する建造物への
振動の入力加速度を減少させる目的で免震ゴム積層体を
用いた免震構法が注目されている。これは地盤と建造物
を軟質層で絶縁し、地震時の地盤の振動数に対し建造物
の固有振動数を小さくすることにより、振動の入力加速
度を減少させ、建造物或いはその中に含まれる人、機械
等に対する被害を最小限に食い止めるものである。
【０００３】ここで用いられている免震ゴム積層体は軟
質層（ゴム）と硬質層（鉄板等）を交互に組合せたもの
で、建造物を支えるため縦方向には硬く、逆に振動の入
力加速度を和らげるため横方向には軟かく、しかも横方
向の大変形時にも破壊しない性能を持つようになつてい
る。
【０００４】しかしながら、従来用いられている免震ゴ
ム組成物は非常にヒステリシスロスが小さい為、このゴ
ム組成物の用いられた免震ゴム積層体はそれ自身では上
部構造物の振動を減衰させる能力が全く無く、その為、
粘性ダンパー等各種ダンパーによつて、振動の減衰を計
つていた。しかし、これでは建造物として構造が複雑と
なり、又工期、コストの面でも割高になるという欠点が
あつた。
【０００５】そこで、この免震構法全体を簡素化する為
に従来の免震ゴム積層体自身に高減衰能力を持たせ、ダ
ンパーを除去できるものとして本出願人は1,2−又は3,4
−結合を有するポリイソプレンを用いた方法（特開平２
−32135号）を出願しているが、この方法では尚、免震
ゴム組成物に対する要求特性である、低クリープ特
性、低温度依存性、耐破壊性、性能の長期安定性
を満足しつつ、更に高減衰性を与えることは困難であつ
た。
【０００６】従来ならばゴム組成物のロス特性を大きく
する為には、カーボンブラツクの量或いはグレードの向
上、或いは樹脂、軟化剤の添加によつて対応していた
が、これでは破壊特性、加工特性、長期安定性等が悪化
する場合が多い。又、従来耐寒性に優れた高減衰性ゴム
組成物は知られていなかつた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はダンパ
ー等を必要とせずに、工期、コストの面で有利な、上記
免震ゴム等のそれ自身高い減衰性を有し且つ耐寒性にも
優れたゴム組成物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は（ａ）天然ゴム
を主成分とするゴム成分100重量部、及び（ｂ）充填剤
として表面処理のされていないシリカを40〜100重量部
用いたことを特徴とする高減衰性ゴム組成物及びそれを
用いた免震構造体に係る。
【０００９】尚、特開昭64−48952号、本出願人の先願
である特願平３−247091号等には充填剤としてシリカが
用いられる軟質層が記載されてはいるが、これらにおい
ては実際に実施例ではカーボンブラツクが使用されてお
り、シリカは単に一例として列挙されているだけで、本
発明のようにシリカを充填剤の全部又は主成分として使
用するものは従来全く無かつたものである。
【００１０】本発明のゴム組成物は天然ゴム（ＮＲ）を
主成分とするゴム成分であり、他のゴムとしては例えば
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエ
ンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレ
ンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブ
チルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等
を挙げることができる。ＮＲは通常ゴム成分100重量部
中、30〜100重量部、好ましくは60〜100重量部含有され
る。尚、ＮＲが主成分でない場合は破壊強度が悪くなつ
てしまう。
【００１１】本発明では上記ゴム成分100重量部に対
し、充填剤としてシリカを40〜100重量部配合する。シ
リカは好ましくはゴム成分100重量部に対して50〜90重
量部の範囲で用いられる。本発明においてシリカが40重
量部未満では良好な減衰性が得られず、100重量部を越
えるとゴム組成物の未加硫粘度が高くなり、加工性が悪
化する。これはオイル等軟化剤を多量に添加することに
より解決できるが、軟化剤の移行、揮発等の問題を伴う
可能性があり、長期使用される可能性のある本発明のゴ
ム組成物には好ましくない。
【００１２】本発明のゴム組成物には公知の加硫剤、加
硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、有機過酸化物、
着色剤、補強剤、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑
剤、活性剤、粘着付与剤、滑剤等を添加できることは勿
論である。
【００１３】充填剤としては、シリカ以外の例えばカー
ボンブラツク、クレー、タルク、マイカ、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニ
ウム、酸化亜鉛等、又各種天然又は人工の繊維等が挙げ
られ、その配合割合はシリカ100重量部に対し０〜50重
量部とするのが好ましい。本発明では充填剤として多量
のシリカを用いるのが特徴である。
【００１４】軟化剤としては、例えばリノール酸、オレ
イン酸、アビエチン酸を主とするトール油、パインター
ル、菜種油、綿実油、落花生油、ひまし油、パーム油、
フアクチス等の植物系軟化剤、パラフイン系油、ナフテ
ン系油、芳香族系油等の鉱物油系軟化剤等が挙げられ、
その配合割合はゴム 100重量部に対して１〜150重量部
とするのが好ましい。
【００１５】可塑剤としては、フタル酸系、セバシン酸
系、アジピン酸系、リン酸エステル系、エポキシ系、塩
素化パラフイン系、エーテル系、チオエーテル系、ポリ
エステル系、ポリエーテル系可塑剤等が挙げられ、その
配合割合はゴム 100重量部に対して１〜150重量部とす
るのが好ましい。
【００１６】粘着付与剤としては、アルキルフエノール
ホルムアルデヒド系樹脂、アルキルフエノールアセチレ
ン系樹脂、クマロンインデン系樹脂、キシレンホルムア
ルデヒド系樹脂、ポリブテン、ロジン誘導体等が挙げら
れ、その配合割合はゴム 100重量部に対して１〜50重量
部とするのが好ましい。
【００１７】滑剤としては、ステアリン酸、ステアリン
酸の金属石鹸、高融点ワツクス、低分子量ポリエチレ
ン、ポリエチレングリコール、オクタデシルアミン等が
挙げられ、その配合割合はゴム 100重量部に対して１〜
50重量部とするのが好ましい。
【００１８】本発明のゴム組成物は上記成分を通常の加
工装置、例えばロール、バンバリーミキサー、ニーダー
などにより混練することにより得られる。
【００１９】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて説明する。
尚、単に部とあるは重量部を示す。
【００２０】尚、ゴム組成物の減衰性は、得られたゴム
組成物を用い作成した135φ×１mmのゴム30層と133φ×
１mmのプレート29層を交互に積層した積層体の、等価減
衰定数（heq）を「免震構造用積層ゴムの寿命と信頼性
報告書」（免震構造用積層ゴム特別委員会）に記載の方
法により測定し、評価した。配合Ｎo.１を100として指
数で表した。
【００２１】未加硫粘度比は得られたゴム組成物のムー
ニー粘度（ＭＬ1+4 100℃）を測定し、配合Ｎo.１を10
0として指数で表した。
【００２２】耐寒性試験として、−20℃と＋40℃での各
100％モジユラス、Ｍ100（−20℃）とＭ100（40℃）を
ＪＩＳ引張試験に準じて測定し、その比で表した。
【００２３】実施例及び比較例 表１に記載のゴム成分100部、シリカ各部、カーボンブ
ラツク各部、アロマテイツクオイル各部、石油樹脂各
部、並びに亜鉛華５部、ステアリン酸２部、ワツクス２
部、老化防止剤８部、硫黄１部及び促進剤（ＣＢＳ）２
部をバンバリーミキサーにより混練しゴム組成物を得
た。得られたゴム組成物の各特性を表１に示す。配合Ｎ
o.５〜１０が実施例であり、他は比較例である。
【００２４】
【表１】
【００２５】配合Ｎo.１は温度依存性は良好であるが、
減衰性が無いことを示す。配合Ｎo.２は減衰性は良好で
あるが、温度依存性が大きく耐寒性が悪い。配合Ｎo.３
はシリカが少なく減衰性が低く、配合Ｎo.４はシリカが
多く未加硫粘度が高い。
【００２６】一方、配合Ｎo.５〜１０では全体に良好で
あり、配合Ｎo.６〜１０はＮＲにＢＲ，ＳＢＲがブレン
ド可能であることを示す。
【００２７】
【発明の効果】本発明のゴム組成物はダンパー等を必要
とせずに、工期、コストの面で有利で、それ自身高い減
衰性を有する。又、本発明のゴム組成物は温度依存性が
小さく優れた耐寒性を有する。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08L 7/00 C08K 3/36 B32B 7/02 F16F 1/36 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）天然ゴムを主成分とするゴム成分
    100重量部、及び（ｂ）充填剤として表面処理のされて
    いないシリカを40〜100重量部用いたことを特徴とする
    高減衰性ゴム組成物。
  2. 【請求項２】 硬質層と軟質層を交互に積層した免震構
    造体において、軟質層が天然ゴムを主成分とするゴム成
    分100重量部、及び充填剤として表面処理のされていな
    いシリカを40〜100重量部用いた高減衰性ゴム組成物よ
    り得られたものであることを特徴とする免震構造体。
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