JPH10219033A

JPH10219033A - 高減衰支承用ゴム組成物

Info

Publication number: JPH10219033A
Application number: JP2757197A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shimada; 田淳島
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-08-18

Abstract

(57)【要約】【課題】減衰性能に優れた支承用ゴム組成物の提供。【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対してポリノ
ルボルネンを３〜５０重量部含有する高減衰支承用ゴム
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高減衰性を有する
ゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、振動エネルギーの吸収装置、すな
わち、防振、除振、免震装置等が急速に普及しつつあ
る。例えば、橋梁の支承やビルの基礎免震等には、ゴム
組成物と硬質板とを交互に積層した免震用支承体が用い
られている。これは、ゴム組成物を硬質板との積層体と
することにより、上下方向には非常に硬く、横方向には
柔らかく、即ち剪断剛性を小さくして、建築物の固有振
動周期を地震の振動周期からずらすように作用させ、地
震により建築物が受ける加速度を非常に小さくするもの
である。このような用途に用いる支承用ゴム組成物に
は、振動を熱に置換して振動エネルギーを減衰させると
いう高減衰性、即ちゴム組成物のヒステリシスロスが高
いということが求められ、これは、カーボンと樹脂を多
量に配合させることにより行われるのが主流である。

【０００３】しかしながら、より高減衰化を行う場合、
カーボンや樹脂の配合量を多量化していくだけでは、更
に高い減衰性能を得るのは容易ではなく、また、カーボ
ンや樹脂の配合量を多量化していくと、カーボンや樹脂
がゴムに混合されにくく、また、混練しにくいといった
加工性の悪化も起こるという問題があった。このため、
加工性を悪化させることなく、これまで以上に減衰性に
優れた支承用ゴム組成物が求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みてなされたもので、その目的は、減衰性能に優れた
高減衰支承用ゴム組成物を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ジエン系ゴ
ムに、ポリノルボルネンを含有させることにより、従来
の高減衰ゴムでは得られない高い減衰性能、すなわち、
高いヒステリシスロスが得られることを知見し、本発明
を完成させたものである。すなわち、本発明は、ジエン
系ゴム１００重量部に対してポリノルボルネンを３〜５
０重量部含有する高減衰支承用ゴム組成物を提供する。
また、前記ジエン系ゴム１００重量部に対して、さらに
樹脂を５〜６０重量部含有する高減衰支承用ゴム組成物
を提供する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明についてさらに詳
細に説明する。本発明の高減衰支承用ゴム組成物（以
下、本発明の組成物と記す）の調整に用いられる未加硫
ゴムとしては、ジエン系ゴムを用いる。ジエン系ゴムと
しては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、
ブタジエンゴム（ＢＲ）、１，２−ポリブタジエンゴム
（１，２−ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩ
Ｒ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ、Ｎ
ＩＲ、ＮＢＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩ
Ｒ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム
（ＥＰＤＭ）等の種々の未加硫ゴムをあげることができ
る。なかでも、減衰性、加工性等のバランスが良いた
め、ＮＲ、ＩＲが好適に用いられる。これらのジエン系
ゴムは単独もしくは２種以上を併用してもよい。

【０００７】本発明に用いられるポリノルボルネンと
は、一般にエチレンとシクロペンタジエンからディール
スアルダー反応により得られるノルボルネンを開環重合
して得られるポリマーである。このポリマーは、分子量
が２００万以上と極めて高く、ガラス転移温度が３５℃
であって、室温で樹脂状もしくは粉末状である。ポリマ
ーの約１０倍にも相当する大量の油を吸収することがで
きる。一般に、ポリノルボルネン単味の粉末状で用いる
こともでき、また、油や樹脂を加えてゴム化した油展
品、樹脂伸展品として用いることもできる。

【０００８】本発明の組成物に含有されるポリノルボル
ネンは、前記ゴム１００重量部に対し、３〜５０重量
部、好ましくは５〜４０重量部がよい。該範囲であれ
ば、十分な減衰性能が得られ、また、組成物製造時にお
いて、ポリノルボルネンを含有する組成物をロール等で
混練する際、組成物がロールに密着して剥がれないとい
うことなく混練でき、練り効率すなわち加工性が良好と
なり好ましい。

【０００９】支承用ゴム組成物として、ジエン系ゴムに
ポリノルボルネンを配合することにより、通常の高減衰
ゴム配合、すなわち、天然ゴムを主体に微粒子カーボン
と樹脂を多量に配合するという組成では得られない高い
減衰性能（高いヒステリシスロス）を得ることができ
る。

【００１０】本発明の組成物に、上記ポリノルボルネン
に加えて樹脂を併用すると、さらに減衰性能を高める
（ヒステリシスロスを高める）ことができる。本発明の
組成物に用いる樹脂としては、特に限定はなく、例え
ば、天然系樹脂、石油系炭化水素樹脂、ロジン系樹脂等
を、具体的には、クマロン樹脂、フェノールテルペン樹
脂、脂肪族−芳香族共重合樹脂等を挙げることができ
る。本発明の組成物には、上記樹脂を、前記ゴム１００
重量部に対し、５〜６０重量部、好ましくは１０〜５０
重量部含有することが、さらに減衰性を高める上で好ま
しい。これらの樹脂は、組成物製造時に単独で添加して
もよく、また、予めポリノルボルネンにブレンドしてか
ら未加硫ゴムに配合してもよい。

【００１１】本発明の組成物を製造する際に、上記成分
に加え、さらに未加硫時に、本発明の特徴を損なわない
範囲において、補強剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、
可塑剤、老化防止剤等の添加剤を配合することができ
る。

【００１２】補強剤や充填剤としては、カーボンブラッ
ク、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、タルク、フェノ
ール樹脂等が挙げられる。これらのなかでもカーボンブ
ラックが好適に用いられ、特に窒素比表面積（Ｎ₂Ｓ
Ａ）が７０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラックが好適に用
いられる。補強剤としてＮ₂ＳＡが７０ｍ²／ｇ以上の
カーボンブラックを用いる場合は、カーボンブラック配
合量はジエン系ゴム１００重量部に対し、５０〜１００
重量部が好ましい。

【００１３】加硫剤としては、硫黄や、テトラメチルチ
ウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラ
ムジスルフィド（ＴＥＴＤ）、ジペンタメチレンチウラ
ムジスルフィド（ＤＰＴＴ）等の有機含硫黄化合物、ジ
クミルペルオキシド等の有機過酸化物、亜鉛華、マグネ
シア等の金属酸化物、キノンジオキシム等が挙げられ
る。このような加硫剤は、所望の物性を得るために必要
な量を任意に配合することができるが、一般的な配合量
としては、ジエン系ゴム１００重量部に対し、１．０〜
４．０重量部が好ましい。

【００１４】加硫促進剤としては、メルカプトベンゾチ
アゾール（ＭＢＴ）等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキ
シル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＢ
Ｓ）等のスルフェンアミド類、ジフェニルグアニジン等
のグアニジン類等が挙げられる。このような加硫促進剤
の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、０．５
〜５．０重量部が好ましい。

【００１５】可塑剤としては、プロセスオイル、石油樹
脂、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）、ジオクチルセバ
ケート等の合成可塑剤、植物油、液状ゴム等が挙げられ
る。このような可塑剤の配合量は、所望の物性を得るた
めに必要な量を任意に配合することができ特に限定され
るものではないが、一般的には、ジエン系ゴム１００重
量部に対し、０〜５０重量部が好ましい。

【００１６】老化防止剤としては、Ｎ−（１，３−ジメ
チルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミ
ン（６ＰＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−ｐ−フェニレ
ンジアミン（ＤＮＰＤ）、Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フ
ェニル−ｐ−フェニレンジアミン（ＩＰＰＤ）、スチレ
ン化フェノール（ＳＰ）等が挙げられる。このような老
化防止剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対
し、０．５〜３重量部が好ましい。ただし、本発明の組
成物が免震等の振動エネルギーの吸収装置等に用いられ
る際、該組成物が外面に露出しない場合は、老化防止剤
を全く配合しなくてもよい。上述の添加剤は、単独また
は２種以上の混合物として用いることもできる。

【００１７】本発明の組成物の製造は、これらの配合剤
が配合された未加硫ゴム組成物を、ニーダ、バンバリー
ミキサなど用いて混練することによって行われ、混練物
は１３０〜１７０℃の温度で加熱することにより加硫さ
れて、加硫ゴム組成物が得られる。この際、未加硫ゴム
に配合されるポリノルボルネンは、前述したように、ポ
リノルボルネン単味の粉末状でも、また、油展品、樹脂
伸展品を用いることもできる。

【００１８】本発明の組成物にポリノルボルネンに加え
て好ましく併用される前記樹脂は、前述したように、未
加硫ゴムに配合される前に、予めポリノルボルネンとブ
レンドして用いるのが好ましい。樹脂をポリノルボルネ
ンとブレンドすることにより、ゴム組成物中の樹脂の分
散性が良好となり、また、ゴムそのものの分散性も良好
となるので、本発明の組成物の練り効率（加工性）が良
好になるからである。

【００１９】以上のようにして得られる本発明の組成物
は、ジエン系ゴムにポリノルボルネンを特定量配合する
ことにより、樹脂やカーボンブラックを添加した従来の
高減衰ゴムでは得られなかった高い減衰性能を有する。
また、ポリノルボルネンを配合することにより、良好な
練り効率すなわち加工性が得られる。また、未加硫のジ
エン系ゴムに、樹脂やカーボンブラック等の添加剤を配
合する際、予めポリノルボルネン中にブレンドしてから
ゴム中に配合することにより、ゴム中でのこれら樹脂や
カーボンブラック等の添加剤の分散性を向上させること
ができる。同時に、ゴムそのものの分散性も向上する。

【００２０】本発明の組成物は、ジエン系ゴムにポリノ
ルボルネンを配合するだけでも、高い減衰性を示すが、
さらに、樹脂を特定量配合することにより、さらに高い
減衰性が得られる。

【００２１】本発明のゴム組成物を用いる免震用支承体
とは、一般にゴム組成物と鉄板等の硬質板とを交互に積
層した積層体からなり、橋梁の支承やビルの基礎免震等
に用いられる構造体である。この積層体に用いる支承用
ゴム組成物には、低い弾性率と高い減衰性をもつゴム組
成物が好適である。本発明の組成物は、従来の高減衰ゴ
ムと同等の低い弾性率を維持しながらも、これまでの高
減衰ゴムでは得られない高い減衰性を有するので、上述
の高減衰支承用ゴム組成物として好適にもちいることが
できる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。１．ゴム組成物の製造（実施例１〜６、比較例２）表１に示す組成でゴム組成
物を調整した。表中、単位は〔重量部〕である。ゴム成
分と加硫促進剤ＣＢＳ及び硫黄を除く添加剤とを、神戸
製鋼（株）製Ｂ型バンバリーミキサー（１．８Ｌ）を用
いて５分間混合し、得られた混合物に加硫促進剤と硫黄
を添加して８インチの試験用練りロール機を用いて４分
間混練し、ゴム組成物を得た。なお、使用した添加剤は
下記のとおりである。天然ゴム：ＴＳＲ２０ポリノルボルネン：日本ゼオン社製亜鉛華：亜鉛華３号、正同化学社製ステアリン酸：ＲＵＮＡＣＹＡ、花王社製オイル：アロマチックオイル、出光興産社製カーボンブラック：Ｎ２２０、昭和キャボット社製加硫促進剤ＣＢＳ：ノクセラーＣＺ、大内新興化学社製硫黄：粉末硫黄、軽井沢精練所社製

【００２３】（比較例１）未加硫のゴム配合物中にポリ
ノルボルネンを含有しなかった以外は、実施例１と同様
にして加硫ゴムを得た。

【００２４】２．物性の評価実施例および比較例で得られたゴム組成物を、ＪＩＳ
Ｋ６３０１に規定される加硫用プレス機を用いて、１４
８℃で４５分間プレス加硫し、加硫物の物性を評価し
た。なお、加硫物物性の測定方法は下記のとおりであ
る。

【００２５】引張り試験による特性値幅１０ｍｍ、厚さ２ｍｍの短冊状サンプルを、オートグ
ラフ引張り試験機を用いて、クロスヘッドスピード５０
０ｍｍ／ｍｉｎの条件下、５回１５０％伸張させた際の
５回目の特性値を測定評価した。ｉ）モジュラス１５０％伸張時の応力〔ＭＰａ〕を測定した。 ii）ヒステリシスロス図１に示す応力−歪み曲線図において、ヒステリシスロ
ス＝（ＡＢＣＤＡ／ＡＢＣＥＡ）×１００で算出される
面積比を比較して、エネルギーの減衰性を評価した。

【００２６】一般物性ＪＩＳＫ６３０１に準拠して、２００％引張り応力
（Ｍ₂₀₀）、引張り強さ（Ｔ_B）、伸び（Ｅ_B）、硬さ
（Ｈ_S）を測定評価した。

【００２７】ロール加工性実施例、比較例にて調整したゴム組成物をロールにて混
練、切り返しを実施して、その際の加工性（主にロール
からの剥がれ易さ、および、ゴムのコシの強さ）を、比
較例１で得られたゴム組成物を基準として、５段階評価
した。基準値を３とし、数字が大きいほどコシが強く容
易にロールから剥がれ、切り返しが非常に容易であった
ことを示す。結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明の高減衰支承用ゴム組成物は、通
常のカーボン、樹脂等の配合で得られる弾性率と同等の
弾性率を維持しつつも、通常のカーボン、樹脂等の配合
だけでは得られない高減衰性能を有し、さらにゴム組成
物製造時の加工性にも優れる。したがって、各種の免
震、除震、防震等の振動エネルギーの吸収装置に好適に
用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】応力−歪みのヒステリシス（履歴）を示す曲線
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ジエン系ゴム１００重量部に対してポリノ
ルボルネンを３〜５０重量部含有する高減衰支承用ゴム
組成物。
【請求項２】前記ジエン系ゴム１００重量部に対して、
さらに樹脂を５〜６０重量部含有する請求項１に記載の
高減衰支承用ゴム組成物。