JP2001164044A - Vibration insulating rubber composition - Google Patents

Vibration insulating rubber composition

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JP2001164044A
JP2001164044A JP35331599A JP35331599A JP2001164044A JP 2001164044 A JP2001164044 A JP 2001164044A JP 35331599 A JP35331599 A JP 35331599A JP 35331599 A JP35331599 A JP 35331599A JP 2001164044 A JP2001164044 A JP 2001164044A
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JP
Japan
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carbon black
rubber composition
seismic isolation
weight
less
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JP35331599A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Takada
寛 高田
Koji Kubo
孝治 久保
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration insulating rubber composition having extremely good damping characteristics. SOLUTION: This vibration insulating rubber composition is obtained by compounding 100 pts.wt. at least one kind of rubber selected from a natural rubber and a synthetic dienic rubber, with 30-100 pts.wt. carbon black having 100-160 m2/g specific area measured by nitrogen adsorption (N2SA), 100-150 m2/g specific surface area measured by CTAB absorption (CTAB), 90-140 ml/100 g DBP absorption (DBP) and 5-30 ml/100 g ΔDBP (24M4DBP-DBP) as characteristics of the carbon black.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム材料自体に減
衰性を有し、免震・防振、あるいは振動エネルギーの吸
収等に関して好適な高減衰免震ゴム組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-damping seismic isolation rubber composition having a damping property in a rubber material itself and suitable for seismic isolation / vibration isolation, absorption of vibration energy, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、建築業界等では、建物や建物内部
の機器設備などを地震災害から保護する技術として積層
ゴムを使用した免震技術が注目されている。一般に、免
震とは、地震動に対する振動絶縁を意味し、具体的には
建物を積層ゴムで支持して建物の固有周期を長く与える
ことで、地震応答を低減する方法が採られている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the construction industry and the like, seismic isolation technology using laminated rubber has attracted attention as a technology for protecting a building and equipment inside the building from an earthquake disaster. In general, seismic isolation means vibration isolation against seismic motion. Specifically, a method is employed in which a building is supported by laminated rubber to give a long natural period of the building, thereby reducing the seismic response.

【0003】従来より、このような用途に用いられるゴ
ム組成物には、高減衰特性を持たせるために、樹脂、軟
化剤等の配合によって対応していた。しかしながら、こ
れらの樹脂、軟化剤を配合すると、クリープ特性が大き
く悪化したり、また、温度依存性や破壊特性等が悪化す
る場合が多いという課題がある。
[0003] Conventionally, rubber compositions used in such applications have been prepared by adding resins, softeners and the like in order to impart high damping characteristics. However, when these resins and softeners are blended, there is a problem that the creep characteristics are greatly deteriorated, and the temperature dependency, the breaking characteristics, and the like are often deteriorated.

【0004】特開平10−324777号公報には、イ
ソプレンの結合が1,4−結合のポリイソプレンゴムと
シス1,4−結合のブタジエンゴムから成るゴム成分1
00重量部に対し、イソプレンの結合が1,4−結合の
液状ポリイソプレンゴムを20〜100重量部配合し、
このゴム成分100重量部に対し、窒素吸着比表面積
(NSA)が50〜100m/gであり、かつ、ジ
ブチルフタレート吸油量(DBP)が50〜250ml
/100gとなるカーボンブラックを30〜100重量
部配合してなる高減衰免震ゴム組成物が記載されている
が、ゴム組成物がきわめて限定されたものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-324777 discloses a rubber component 1 comprising a polyisoprene rubber having 1,4-bonded isoprene and a butadiene rubber having cis 1,4-bonded.
For 100 parts by weight, 20 to 100 parts by weight of a liquid polyisoprene rubber having 1,4-bonds of isoprene is compounded,
For 100 parts by weight of this rubber component, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 50 to 100 m 2 / g, and the dibutyl phthalate oil absorption (DBP) is 50 to 250 ml.
A high-damping seismic isolation rubber composition containing 30 to 100 parts by weight of carbon black which results in a rubber composition of 100 g / 100 g is described, but the rubber composition is extremely limited.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特定の性状
を備えたカーボンブラックを配合することにより、天然
ゴム等であっても著しく優れた減衰特性を発揮する免震
ゴム組成物を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a seismic isolation rubber composition which exhibits excellent damping characteristics even with natural rubber or the like by blending carbon black having specific properties. Things.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、免震ゴム
の減衰特性とカーボンブラックとの関係について種々研
究を重ねたところ、凝集体径分布、窒素吸着比表面積N
SA、CTAB吸着比表面積、DBP吸油特性が特定
の範囲にあるカーボンブラックを配合することにより、
免震ゴムの減衰特性が顕著に向上することを見出した。
The present inventors have conducted various studies on the relationship between the damping characteristics of seismic isolation rubber and carbon black, and found that the aggregate size distribution, the nitrogen adsorption specific surface area N
2 By blending carbon black having a specific range of SA, CTAB adsorption specific surface area and DBP oil absorption property,
We found that the damping characteristics of seismic isolation rubber improved significantly.

【0007】本発明はかかる知見に基づいて完成したも
のであり、天然ゴム又はジエン系合成ゴムの少なくとも
一種のゴム100重量部に、カーボンブラックの特性と
して、窒素吸着比表面積(NSA)が100m/g
を超え160m/g未満、CTAB吸着比表面積(C
TAB)が100m/gを超え150m/g未満、
DBP吸収量(DBP)が90ml/100gを超え1
40ml/100g未満、ΔDBP(24M4DBP−
DBP)が5ml/100gを超え30ml/100g
未満であるカーボンブラックを50〜100重量部配合
したものである。
The present invention has been completed on the basis of such findings, and a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) as a characteristic of carbon black is contained in 100 parts by weight of at least one kind of natural rubber or diene-based synthetic rubber. 100m 2 / g
Over 160 m 2 / g, CTAB adsorption specific surface area (C
TAB) is more than 100m 2 / g less than 150m 2 / g,
DBP absorption (DBP) exceeds 90ml / 100g and 1
Less than 40 ml / 100 g, ΔDBP (24M4DBP-
DBP) exceeds 5ml / 100g and 30ml / 100g
Less than 50 to 100 parts by weight of carbon black.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の免震ゴム組成物は、ゴム
をマトリックスとし、その中に特定の性状のカーボンブ
ラックと、必要に応じ石油樹脂等の成分を分散させたも
のである。このゴム組成物は、未加硫ゴムにカーボンブ
ラックと、石油樹脂、加硫剤及びその他の副資材を配合
し、加硫することにより製造される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The seismic isolation rubber composition of the present invention is obtained by dispersing components such as carbon black having a specific property and, if necessary, a petroleum resin in a rubber matrix. This rubber composition is produced by blending carbon black, a petroleum resin, a vulcanizing agent, and other auxiliary materials with an unvulcanized rubber and vulcanizing it.

【0009】以下、各成分について説明する。 ゴム 本発明では、ゴムとしては天然ゴム(NR)のほか、イ
ソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチ
レン・ブタジエン共重合ゴム(SBR)、アクリロニト
リル・ブタジエン共重合ゴム(NBR)、ブチルゴム
(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(Br−IIR、C
l−IIR)、クロロプレンゴム(CR)等の種々のジ
エン系合成ゴムが挙げられる。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。また、2種以上のジエン系ゴムを併用してもよ
い。
Hereinafter, each component will be described. Rubber In the present invention, as the rubber, in addition to natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene / butadiene copolymer rubber (SBR), acrylonitrile / butadiene copolymer rubber (NBR), butyl rubber ( IIR), halogenated butyl rubber (Br-IIR, C
Various diene-based synthetic rubbers such as 1-IIR) and chloroprene rubber (CR). Above all, NR and IR are preferably used because they have a good balance of attenuation and workability. Further, two or more diene rubbers may be used in combination.

【0010】 カーボンブラック 本発明のゴム組成物に配合するカーボンブラックは、窒
素吸着比表面積(NSA)が100m/gを超え1
60m/g未満、CTAB吸着比表面積(CTAB)
が100m/gを超え150m/g未満、DBP吸
収量(DBP)が90ml/100gを超え140ml
/100g未満、ΔDBP(24M4DBP−DBP)
が5ml/100gを超え30ml/100g未満のも
のである。
Carbon black The carbon black to be added to the rubber composition of the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of more than 100 m 2 / g and
Less than 60 m 2 / g, CTAB adsorption specific surface area (CTAB)
140ml exceeded but 100 m 2 / g, greater than 150m 2 / g, DBP absorption (DBP) is a 90 ml / 100 g
/ Less than 100g, ΔDBP (24M4DBP-DBP)
Is more than 5 ml / 100 g and less than 30 ml / 100 g.

【0011】本発明において配合されるカーボンブラッ
クのコロイダル物性は最も重要なものであり、特定され
る要件及び限定範囲の意義は次の通りである。
The colloidal physical properties of the carbon black compounded in the present invention are the most important, and the specified requirements and the significance of the limited range are as follows.

【0012】(1)カーボンブラックの基本特性の1つ
である窒素吸着比表面積(NSA)は100m/g
を超え160m/g未満の範囲にある。高減衰ゴム組
成物の比表面積は一般に高い方が望ましいが、上限であ
る160m/g以上のNSA値はゴムマトリックス
へのカーボンブラックの分散性が低下し、加工性も著し
く低下する。また、100m/g以下では望ましい減
衰性を得ることができない可能性がある。より好ましい
SA範囲は120〜150m/gのカーボンブラ
ックである。
(1) Nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA), which is one of the basic characteristics of carbon black, is 100 m 2 / g.
Over 160 m 2 / g. In general, it is desirable that the specific surface area of the high damping rubber composition is high. However, when the N 2 SA value is 160 m 2 / g or more, which is the upper limit, the dispersibility of carbon black in the rubber matrix is reduced, and the processability is also significantly reduced. In addition, if it is less than 100 m 2 / g, it may not be possible to obtain a desired damping property. A more preferred N 2 SA range is from 120 to 150 m 2 / g of carbon black.

【0013】(2)もう一つのカーボンブラック表面積
を評価する方法であるCTAB吸着比表面積では本発明
範囲は100m/gを超え150m/g未満であ
る。この範囲をはずれた場合の欠点はNSAの場合と
同様である。より好ましいCTAB範囲は110〜14
0m/gである。
[0013] (2) a CTAB adsorption specific surface area is a method of assessing another carbon black surface area range of the present invention is less than 150 meters 2 / g exceed 100 m 2 / g. The disadvantages outside this range are the same as for N 2 SA. A more preferred CTAB range is 110-14.
0 m 2 / g.

【0014】(3)もう一つの基本特性であるDBP吸
収量(カーボンブラック構成単位粒子のつながり度合い
(ストラクチャー)の指標)は高ストラクチャー化とす
ることによりゴムマトリックス中への分散性は改良する
ことができるが、上げ過ぎると免震ゴムとして重要な特
性の一つである伸び特性が低下してしまい、また混練り
時での加工性が低下する。また、下げ過ぎると弾性率が
低下して、バネ特性が十分でなくなるのでDBP吸収量
特性は90m/100gを超え140m/100g
未満の範囲とする。より好ましい範囲は95〜135m
/100g特性を有するものである。
(3) The DBP absorption (an index of the degree of connection (structure) of the carbon black constituent unit particles), which is another basic property, is improved by increasing the structure to improve the dispersibility in the rubber matrix. However, if it is raised too much, the elongation property, which is one of the important properties of the seismic isolation rubber, is reduced, and the workability during kneading is reduced. Also, if too low elasticity modulus is lowered, the spring characteristics can not be sufficiently DBP absorption characteristics exceed 90m 2 / 100g 140m 2 / 100g
Less than the range. A more preferable range is 95 to 135 m.
It has a 2/100 g characteristic.

【0015】(4)また、ゴム中に混練りされた後のカ
ーボンブラックのストラクチャーを評価するために測定
される24M4DBP吸収量(24M4)と前述のDB
P吸収量との差(DBP吸収量−24M4=ΔDBP)
が5ml/100gを超え30ml/100gの範囲と
することが本発明において必要である。
(4) The amount of 24M4DBP absorption (24M4) measured to evaluate the structure of carbon black after being kneaded in rubber and the aforementioned DB
Difference from P absorption (DBP absorption−24M4 = ΔDBP)
Is more than 5 ml / 100 g and in the range of 30 ml / 100 g in the present invention.

【0016】上記特性のΔDBP値は24000psi
で4回圧縮したサンプルについて測定されたDBP吸収
量(24M4)とDBP吸収量との差(DBP−24M
4=ΔDBP)で3ml/100gを超える場合、すな
わちストラクチャー特性でのこわれやすい構造の割合が
大きいことを示しており、ゴムとの混練り時にストラク
チャーが破壊され、十分な強度が得ることができなくな
る。また、5以下の場合はゴム練り時の初期トルクが上
昇せず、分散性の低下を招くのでこの値を上記の特定範
囲とする。
The ΔDBP value of the above characteristic is 24000 psi
Difference between the DBP absorption amount (24M4) and the DBP absorption amount (DBP-24M
4 = ΔDBP) and more than 3 ml / 100 g, that is, the ratio of the fragile structure in the structure characteristics is large, and the structure is broken at the time of kneading with rubber, so that sufficient strength cannot be obtained. . If the value is 5 or less, the initial torque at the time of rubber kneading does not increase and the dispersibility decreases, so this value is set to the above specific range.

【0017】(5)前記の特性に加えて、アグリゲート
特性、すなわち遠心沈降分析による各アグリゲートの測
定値とその頻度を示すヒストグラムから計算されたアグ
リゲートの重量平均径(Aw、nm)と数平均量(A
n、nm)との比、Aw/Anの値を従来よりも小さい
範囲である1.10〜1.50に限定することが本発明
の特徴の1つである。
(5) In addition to the above characteristics, aggregate characteristics, that is, a weight average diameter (Aw, nm) of the aggregate calculated from a histogram indicating the measured value of each aggregate by centrifugal sedimentation analysis and the frequency thereof, Number average amount (A
n, nm), and the value of Aw / An are limited to 1.10 to 1.50, which is a smaller range than in the related art.

【0018】上記特性でAw/Anの値が1.50を超
えることはアグリゲートの分布が広いことを意味し、こ
のためゴム組成物に十分な減衰性を付与することができ
なくなる。この数値が小さいカーボンブラックは良好な
減衰性を与えるので好ましいが、現在の製造プロセスで
は1.10以下を達成することが難しいので1.10〜
1.50の数値範囲とする。
In the above characteristics, when the value of Aw / An exceeds 1.50, it means that the distribution of the aggregate is wide, and therefore, it is impossible to impart a sufficient damping property to the rubber composition. Carbon black having a small numerical value is preferable because it gives good damping properties, but it is difficult to achieve 1.10 or less in the current production process, so
The numerical range is 1.50.

【0019】(6)上記特性に加え、カーボンブラック
表面上に存在する表面官能基量が従来のカーボンブラッ
クよりも低位にあり、かつ低温側の減量比率が小さいこ
とも特徴の一つである。
(6) In addition to the above characteristics, one of the features is that the amount of surface functional groups present on the surface of carbon black is lower than that of conventional carbon black, and the weight loss ratio on the low temperature side is small.

【0020】カーボンブラック表面上に存在する表面官
能基量が従来のカーボンブラックよりも低位にあるとい
う特徴は、カーボンブラックの表面活性及び加工性との
関連性から規定されたものである。105℃から900
℃までの単位面積当たりの加熱減量(VS)が0.11
mg/mを超える場合にはカーボンブラックの表面活
性が上昇し、ポリマー界面でのロス性能が小さくなり、
高い減衰特性を維持できなくなる。また、表面官能基量
の増大はゴム混練り時においてカーボンブラックがゴム
マトリックス中に分散する前にポリマーと反応してしま
い、このために加工性での低下が発生するので上記範囲
とする。
The feature that the amount of surface functional groups present on the surface of carbon black is lower than that of conventional carbon black is defined in relation to the surface activity and processability of carbon black. 105 ° C to 900
Loss on heating (VS) per unit area up to ℃ 0.11
When it exceeds mg / m 2 , the surface activity of carbon black increases, the loss performance at the polymer interface decreases,
High attenuation characteristics cannot be maintained. Further, the increase in the amount of surface functional groups causes the carbon black to react with the polymer before kneading in the rubber matrix during rubber kneading, which causes a reduction in processability, so that the above range is set.

【0021】(7)さらに、全体の加熱減量中の割合で
低温側の加熱減量が高温側よりも小さいことが必要であ
る。
(7) Further, it is necessary that the heating loss on the low-temperature side is smaller than that on the high-temperature side in the ratio during the entire heating loss.

【0022】これは低温側で発生、減量する表面官能基
は活性度が高く、したがってポリマーとの反応性も大き
い。この割合を0.6以下とすることにより、カーボン
ブラックとポリマーとのロス特性を大きくすることがで
き、また加工性も改良することができる。
This is because the surface functional groups which are generated and reduced on the low temperature side have high activity, and therefore have high reactivity with the polymer. By setting the ratio to 0.6 or less, the loss characteristics between the carbon black and the polymer can be increased, and the processability can be improved.

【0023】(8)カーボンブラックにおける粒子径の
大きさと分布、ストラクチャーの大きさ、アグリゲート
の大きさと分布などの種々の特性を要因とする比着色力
値は115%を超え130%未満であることが本発明に
おいて必要となる。比着色力の上限の130%未満とい
う数値は比表面積の上限が160m/g未満という範
囲から見ると従来よりも低い数値であり、本発明の特徴
の1つである。
(8) The specific coloring power of carbon black due to various characteristics such as the particle size and distribution, the structure size, and the aggregate size and distribution is more than 115% and less than 130%. Is required in the present invention. The value of less than 130% of the upper limit of the specific coloring power is lower than the conventional value when viewed from the range where the upper limit of the specific surface area is less than 160 m 2 / g, and is one of the features of the present invention.

【0024】本発明では前述したようにアグリゲート分
布は狭い側にあり、本来ならば比着色力は高くなる方向
にある。しかしながら、もう一つの重要な要件である低
い表面活性のために比着色力は低下することにより、上
限は130%未満とする。
In the present invention, as described above, the aggregate distribution is on the narrow side, and the coloring power is originally in the direction of increasing. However, the specific coloring power is reduced due to another important requirement, low surface activity, so the upper limit is less than 130%.

【0025】この値が下限の115%を下回った場合に
は弾性率の低下が発生するので本発明範囲が良好なゴム
特性を与える。
If this value is less than the lower limit of 115%, the elastic modulus is reduced, so that the present invention provides good rubber properties.

【0026】本発明では、カーボンブラックをゴムマト
リックス中に配合することにより高減衰ゴム組成物が得
られるが、他のゴム配合剤、例えばカーボンブラック以
外の充填剤、加硫剤、加硫促進剤あるいは他の高分子材
料成分などを適宜配合できることは言うまでもない。
In the present invention, a high-attenuation rubber composition can be obtained by compounding carbon black into a rubber matrix. Other rubber compounding agents, for example, fillers other than carbon black, vulcanizing agents, vulcanization accelerators Alternatively, it goes without saying that other polymer material components and the like can be appropriately blended.

【0027】本発明に記載のカーボンブラックの各特性
は、下記の方法により測定される。
The properties of the carbon black according to the present invention are measured by the following methods.

【0028】(i) 窒素吸着比表面積(NSA) JIS K6217:1997の第7項D法に記載の方
法により測定され、単位重量当たりの比表面積m/g
で表示される。
(I) Specific surface area of nitrogen adsorption (N 2 SA) Specific surface area per unit weight, m 2 / g, measured according to the method described in Method D of Section 7 of JIS K6217: 1997.
Is displayed with.

【0029】(ii) CTAB吸着比表面積(CTAB) JIS K6217:1997の第8項に記載の方法に
より測定され、単位重量当たりのCTAB吸着比表面積
/gで表示される。
(Ii) CTAB adsorption specific surface area (CTAB) Measured according to the method described in Section 8 of JIS K6217: 1997, and expressed as CTAB adsorption specific surface area per unit weight, m 2 / g.

【0030】(iii) DBP吸収量 JIS K6217:1997の第9項A法に記載の方
法で測定され、カーボンブラック100g当たりに吸収
されるジブチルフタレート(DBP)のmlで表示され
る。
(Iii) DBP absorption amount Measured according to the method described in Section 9A of JIS K6217: 1997 and expressed in ml of dibutyl phthalate (DBP) absorbed per 100 g of carbon black.

【0031】(iv) 24M4DBP吸収量 JIS K6217:1997の第10項に記載の方法
で測定され、カーボンブラック100g当たりに吸収さ
れるジブチルフタレート(DBP)のmlで表示され
る。
(Iv) 24M4DBP absorption amount Measured according to the method described in JIS K6217: 1997, paragraph 10, and expressed in ml of dibutyl phthalate (DBP) absorbed per 100 g of carbon black.

【0032】(v) 比着色力 JIS K6217:1997の第11項に記載の方法
で測定され、比着色力検定用標準カーボンブラックの光
反射率(R)に対する試料の光反射率(S)との相対比
率(T=100R/S)(%)で表示される。
(V) Specific Coloring Power The light reflectance (S) of the sample with respect to the light reflectance (R) of the standard carbon black for specific coloring power measurement, which is measured by the method described in Section 11 of JIS K6217: 1997. Is displayed as a relative ratio (T = 100 R / S) (%).

【0033】(vi) 遠心沈降分析によるカーボンブラッ
クアグリゲートサイズの分析法 測定装置:高速ディスク遠心法超粒子粒度分析計(測定
装置名:BI−DCP、BROOKHAVEN INSTRUMENTS CORP
ORATION社製) 測定方法:JIS K6218に基づいて乾燥したカー
ボンブラック試料を少量の界面活性剤(ノニデット P
−40)を加えよく練ってペースト状にしたのち20容
量%エタノール水溶液と混合しカーボンブラック濃度2
00mg/lの分散液を作成し、超音波ホモジナイザー
で十分に分散させ試料とする。
(Vi) Method for analyzing carbon black aggregate size by centrifugal sedimentation analysis Measuring apparatus: high-speed disk centrifugal ultra-particle size analyzer (measurement apparatus name: BI-DCP, BROOKHAVEN INSTRUMENTS CORP)
ORATION) Measurement method: A carbon black sample dried according to JIS K6218 is used in a small amount of a surfactant (Nonidet P).
-40), kneaded well to form a paste, and then mixed with a 20% by volume aqueous ethanol solution to obtain a carbon black concentration of 2%.
A dispersion of 00 mg / l is prepared and sufficiently dispersed with an ultrasonic homogenizer to prepare a sample.

【0034】装置の回転数を8,000rpmに設定
し、スピン液(純水、24℃)を10.0ml加えたの
ち、1.0mlのバッファー液(20容量%エタノール
水溶液、24℃)を注入する。次いで24℃のカーボン
ブラック分散液0.5mlを注入し測定を開始する。
The rotation speed of the apparatus was set to 8,000 rpm, 10.0 ml of spin solution (pure water, 24 ° C.) was added, and then 1.0 ml of buffer solution (20% by volume ethanol aqueous solution, 24 ° C.) was injected. I do. Next, 0.5 ml of a carbon black dispersion at 24 ° C. is injected to start the measurement.

【0035】カーボンブラック分散液を加えてからの経
過時間と吸光度の分布曲線より各時間tに対応するスト
ークス相当径を式(1)により算出する。
The Stokes-equivalent diameter corresponding to each time t is calculated from the distribution curve of the elapsed time and the absorbance after the addition of the carbon black dispersion liquid by the formula (1).

【0036】[0036]

【数1】 (Equation 1)

【0037】式1において、ηは溶媒の粘度(mPa・
s)、ωはディスク回転数(rpm)、Δρはカーボン
ブラック粒子と溶媒の密度差(g/m)、Riはカー
ボンブラック分散液注入点の半径(cm)、Rdは吸光
度測定点までの半径(cm)、tは時間(分)である。
In Equation 1, η is the viscosity of the solvent (mPa ·
s), ω is the disk rotation speed (rpm), Δρ is the density difference between the carbon black particles and the solvent (g / m 3 ), Ri is the radius (cm) of the injection point of the carbon black dispersion, and Rd is the distance to the absorbance measurement point. Radius (cm) and t is time (minute).

【0038】アグリゲート系の重量平均径(Aw)と数
平均径(An)の定義:分布曲線の最小ストークス径と
最大ストークス径の間を等間隔に40等分し、その各ヒ
ストグラムの中心値をDi、その頻度をNiとして、下
記式によりAw及びAnの値を算出する。
Definition of weight-average diameter (Aw) and number-average diameter (An) of the aggregate system: The distribution curve is divided equally into 40 parts between the minimum Stokes diameter and the maximum Stokes diameter, and the central value of each histogram is obtained. Is Di, and the frequency is Ni, and the values of Aw and An are calculated by the following equations.

【0039】[0039]

【数2】 (Equation 2)

【0040】[0040]

【数3】 (Equation 3)

【0041】Aw/Anの値は、アグリゲート径の分布
が広い場合、特に大きい側のアグリゲート径が存在する
ときはこの数値が大きくなるという特徴を有し、分布の
広さを評価するメジャーの一つとして利用される。
The value of Aw / An is characterized in that this value increases when the aggregate diameter distribution is wide, particularly when there is an aggregate diameter on the larger side, and is a measure for evaluating the breadth of the distribution. Used as one of the.

【0042】(vii) 熱重量測定による表面官能基量の
評価 使用測定機器:熱重量測定装置TGA−50((株)島
津製作所製) 測定雰囲気:窒素雰囲気 50ml/分 測定感度 :±ω20mg 測定方法…試料カーボンブラック約18mgを白金セル
に入れ、その重量を0.1mg単位まで精秤する(W
g)。カーボンブラックを入れた白金セルを熱重量測定
装置にセットし、室温から105℃まで10℃/分で昇
温し、この温度で60分間保持してその値を読みとる
(Wb)。保持後、測定装置の温度を15℃/分の温度
で920℃まで昇温する。
(Vii) Evaluation of surface functional group content by thermogravimetry Measurement equipment used: Thermogravimetric analyzer TGA-50 (manufactured by Shimadzu Corporation) Measurement atmosphere: nitrogen atmosphere 50 ml / min Measurement sensitivity: ± ω20 mg Measurement method ... Approximately 18 mg of sample carbon black is placed in a platinum cell, and the weight is precisely weighed to the nearest 0.1 mg (W
g). The platinum cell containing the carbon black is set in a thermogravimeter, heated from room temperature to 105 ° C. at a rate of 10 ° C./min, kept at this temperature for 60 minutes, and the value is read (Wb). After the holding, the temperature of the measuring device is raised to 920 ° C. at a temperature of 15 ° C./min.

【0043】105℃から450℃までの昇温で減量し
た重量(W)及び450℃から900℃までの昇温で
減量した重量(W)を測定し、次式によりV
、VS及び加熱減量比率(V/V)を算出す
る。
The weight (W L ) reduced by heating from 105 ° C. to 450 ° C. and the weight (W H ) reduced by heating from 450 ° C. to 900 ° C. were measured, and V L ,
Calculate VH , VS, and the heating loss ratio ( VL / VH ).

【0044】[0044]

【数4】 (Equation 4)

【0045】ここで、Aは試料カーボンブラックのN
SA(m/g)である。
Here, A is N 2 of the sample carbon black.
SA (m 2 / g).

【0046】 石油樹脂 本発明のゴム組成物は、石油樹脂が配合されることが好
ましい。この石油樹脂としては、ソルベントナフサ中に
含まれているクマロン、インデン、スチレンなどを共重
合させたクマロンプラスチック、石油類のスチームクラ
ッキングにより、エチレン、プロピレンなどを製造する
エチレンプラントから副生する分解油留分に含まれるジ
オレフィン及びモノオレフィン類を単離せずに重合した
樹脂等が挙げられる。
Petroleum Resin The rubber composition of the present invention preferably contains a petroleum resin. This petroleum resin includes coumarone, indene, styrene, and other coumarone plastics contained in solvent naphtha, and cracking produced as a by-product from an ethylene plant that produces ethylene, propylene, etc. by steam cracking petroleum. Examples include resins obtained by polymerizing diolefins and monoolefins contained in the oil fraction without isolating them.

【0047】本発明のゴム組成物には、石油樹脂はゴム
総量100重量部に対して15〜60重量部、好ましく
は25〜55重量部配合される。15重量部未満では、
減衰性が不足し、60重量部以上では、クリープ性が大
きくなり、好ましくない。
The petroleum resin is added to the rubber composition of the present invention in an amount of 15 to 60 parts by weight, preferably 25 to 55 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of rubber. If less than 15 parts by weight,
If the damping property is insufficient, and if it is 60 parts by weight or more, the creep property increases, which is not preferable.

【0048】 任意成分 本発明の加硫ゴム組成物を製造するに際して、未加硫ゴ
ムに上記必須成分の他にアロマオイル、ロジン等を配合
してもよい。また、当然ながら、硫黄などの加硫剤及び
亜鉛華、ステアリン酸などの加硫助剤、老化防止剤など
を適宜配合する。
Optional Components In producing the vulcanized rubber composition of the present invention, an unvulcanized rubber may be blended with aroma oil, rosin, etc. in addition to the above essential components. Naturally, a vulcanizing agent such as sulfur, a vulcanizing aid such as zinc white and stearic acid, an antioxidant and the like are appropriately blended.

【0049】これらの配合剤が配合された未加硫ゴム組
成物は適宜成形されてそれ自体公知の方法、装置を用
い、例えば120〜160℃で加硫されて、加硫ゴム組
成物が得られる。
The unvulcanized rubber composition containing these compounding agents is appropriately molded and vulcanized at, for example, 120 to 160 ° C. using a method and a device known per se to obtain a vulcanized rubber composition. Can be

【0050】この免震ゴム組成物は、0.2Hz、10
0%歪時の等価減衰定数(heq)が0.18以上であ
ることが好ましい。また0.2Hz、100%歪時の剪
断弾性係数(G)は、橋梁用免震ゴム組成としては8〜
16(kgf/cm)であることが好ましく、建築用
免震ゴム組成物としては3〜8であることが好ましい。
This seismic isolation rubber composition has a frequency of 0.2 Hz and 10 Hz.
The equivalent damping constant (h eq ) at 0% strain is preferably 0.18 or more. The shear elastic modulus (G) at 0.2 Hz and 100% strain is 8 to 8 for the seismic isolation rubber composition for bridges.
16 (kgf / cm 2 ), and preferably 3 to 8 as a building seismic isolation rubber composition.

【0051】本発明のゴム組成物と例えば一般構造用鋼
板、冷間圧延鋼板などからなる硬質板とが交互に積層さ
れて免震積層体が構成される。この積層体を製造するに
は、成形・加硫して、シート状のゴム組成物を得た後、
接着剤により硬質板と接着してもよいし、また、あらか
じめ未加硫のゴム配合物をシート状に成形し、硬質板と
積層した後に加熱して加硫・接着を同時に行って製造す
ることもできる。このような免震積層体は例えば道路橋
の支承や、ビルの基礎免震の用途に好適に用いることが
できる。
The rubber composition of the present invention and hard plates made of, for example, steel plates for general structure and cold rolled steel plates are alternately laminated to form a seismic isolation laminate. To produce this laminate, after molding and vulcanization to obtain a sheet-like rubber composition,
It may be bonded to the hard plate with an adhesive, or it may be manufactured by forming an unvulcanized rubber compound into a sheet in advance, laminating it on the hard plate, and then heating and simultaneously vulcanizing and bonding. Can also. Such a seismic isolation laminate can be suitably used, for example, for the support of a road bridge or the basic seismic isolation of a building.

【0052】[0052]

【実施例】以下に実施例及び比較例について説明する。EXAMPLES Examples and comparative examples will be described below.

【0053】表2に示す割合で天然ゴム(NR)、石油
樹脂、カーボンブラック、硫黄、加硫促進剤CZ及び必
要に応じアロマオイル、ロジンを配合した。この配合物
を145℃で45分間加硫して免震ゴム組成物とした。
In the proportions shown in Table 2, natural rubber (NR), petroleum resin, carbon black, sulfur, vulcanization accelerator CZ and, if necessary, aroma oil and rosin were blended. This compound was vulcanized at 145 ° C. for 45 minutes to obtain a seismic isolation rubber composition.

【0054】この実施例及び比較例で用いたカーボンブ
ラックは次の表1に示す特性のカーボンブラックA及び
カーボンブラックBである。
The carbon blacks used in the examples and comparative examples are carbon black A and carbon black B having the characteristics shown in Table 1 below.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】 得られた加硫ゴムについて剪断弾性係
数(G)と振動吸収物性(heq)とを次のように測定
した。結果を表2に併せて示す。 試験条件 (1)試験機名;バネ剛性、損失エネルギー測定装置
(鷲宮製作所製、型式EFH−20−8−10) (2)周波数0.2Hzで100%(第1度目)3回剪
断→200%3回剪断→100%(第2度目)3回剪断
試験を矢印の方向に繰り返し行い、第1度目の100%
の3回目及び第2度目の100%の3回目のデータを平
均し、等価バネ剛性G(kgf/cm)及び等価減衰
定数heqを求める。なお、Gは通常kgf/cm
表されるが、Si単位との換算は下記の通りである。 1kgf/cm=9.8×10Pa また、次の〜の特性も測定した。結果を表2に併せ
て示す。 JIS A硬度(Hs) JIS K 6301に準拠して測定した。 伸び(E) JIS K 6301に準拠して測定した。 引張強さ(T) JIS K 6301に準拠して測定した。 100%モジュラス M100 300%モジュラス M300
The obtained vulcanized rubber has a shear elasticity
Number (G) and vibration absorption properties (heq) And measure as
did. The results are shown in Table 2. Test conditions (1) Test machine name; spring stiffness, loss energy measurement device
(Model EFH-20-8-10, manufactured by Washinomiya Seisakusho) (2) Shearing 100% at the frequency of 0.2 Hz (first time) 3 times
Shear → 200% 3 times shear → 100% (second time) 3 times shear
The test was repeated in the direction of the arrow, and the first test was 100%
Of the third and second 100% data
Leveling, equivalent spring rigidity G (kgf / cm2) And equivalent damping
Constant heqAsk for. G is usually kgf / cm2so
Although expressed in terms of Si units, the conversion is as follows. 1kgf / cm2= 9.8 × 104Pa The following characteristics (1) to (5) were also measured. The results are shown in Table 2.
Shown. JIS A hardness (Hs) Measured according to JIS K6301. Elongation (EB) Measured according to JIS K6301. Tensile strength (TB) Measured according to JIS K6301. 100% modulus M100  300% modulus M300

【0057】[0057]

【表2】 [Table 2]

【0058】[0058]

【発明の効果】以上の通り、本発明によると減衰特性が
きわめて良好な免震ゴム組成物が提供される。この免震
ゴム組成物は、伸び及び破壊強度が大きく、剪断弾性係
数Gも良好である。
As described above, according to the present invention, a seismic isolation rubber composition having extremely excellent damping characteristics is provided. This seismic isolation rubber composition has high elongation and breaking strength, and also has a good shear modulus G.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 天然ゴム又はジエン系合成ゴムの少なく
とも一種のゴム100重量部に、カーボンブラックの特
性として、窒素吸着比表面積(NSA)が100m
/gを超え160m/g未満、CTAB吸着比表面積
(CTAB)が100m/gを超え150m/g未
満、DBP吸収量(DBP)が90ml/100gを超
え140ml/100g未満、ΔDBP(24M4DB
P−DBP)が5ml/100gを超え30ml/10
0g未満であるカーボンブラックを30〜100重量部
配合した免震ゴム組成物。
1. A nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 100 m 2 as a characteristic of carbon black is added to 100 parts by weight of at least one kind of natural rubber or diene-based synthetic rubber.
/ G, greater 160m less than 2 / g, CTAB adsorption specific surface area (CTAB) exceeds the 100 m 2 / g 150 meters 2 / less than g, DBP absorption amount (DBP) of less than 140 ml / 100 g exceed 90ml / 100g, ΔDBP (24M4DB
P-DBP) exceeds 5 ml / 100 g and 30 ml / 10
A seismic isolation rubber composition containing 30 to 100 parts by weight of carbon black of less than 0 g.
【請求項2】 請求項1において、カーボンブラックの
配合量が50〜90重量部であることを特徴とする免震
ゴム組成物。
2. The seismic isolation rubber composition according to claim 1, wherein the compounding amount of carbon black is 50 to 90 parts by weight.
【請求項3】 請求項1又は2において、該カーボンブ
ラックの比着色力(TINT)が115%を超え130
%未満であることを特徴とする免震ゴム組成物。
3. The carbon black according to claim 1, wherein the specific coloring power (TINT) of the carbon black is more than 115% and 130%.
% Of the base-isolated rubber composition.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項におい
て、該カーボンブラックの遠心沈降分析によるアグリゲ
ート特性で、アグリゲートストーク相当径の重量平均径
(Aw)と数平均径(An)との比、Aw/Anが1.
10〜1.50であることを特徴とする免震ゴム組成
物。
4. The carbon black according to claim 1, wherein the carbon black has a weight average diameter (Aw) and a number average diameter (An) corresponding to an aggregate stalk in an aggregate characteristic by centrifugal sedimentation analysis. Aw / An is 1.
The rubber composition having a ratio of 10 to 1.50.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項におい
て、該カーボンブラックの105℃から900℃までの
単位面積当たりの加熱減量(VS)が0.11mg/m
以下であることを特徴とする免震ゴム組成物。
5. The carbon black according to claim 1, wherein the carbon black has a heating loss (VS) per unit area from 105 ° C. to 900 ° C. of 0.11 mg / m 2.
A rubber composition having a seismic isolation of 2 or less.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか1項におい
て、カーボンブラックの105℃から450℃までの加
熱減量(V)(重量%)と450℃から900℃まで
の加熱減量(V)(重量%)との比、V/V
0.6以下であることを特徴とする免震ゴム組成物。
6. A any one of claims 1 to 5, weight loss on heating from 105 ° C. The carbon black to 450 ° C. (V L) heat loss from (wt%) and 450 ° C. to 900 ° C. (V H ) (Weight%), and the ratio V L / V H is 0.6 or less.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれか1項におい
て、0.2Hz、100%歪時の等価減衰定数
(heq)が0.18以上であることを特徴とする免震
ゴム組成物。
7. The seismic isolation rubber composition according to claim 1, wherein the equivalent damping constant (h eq ) at 0.2 Hz and 100% strain is 0.18 or more. .
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれか1項におい
て、0.2Hz、100%歪時の剪断弾性係数(G)が
8〜16であることを特徴とする橋梁用免震ゴム組成
物。
8. A seismic isolation rubber composition for a bridge according to any one of claims 1 to 7, wherein the shear modulus (G) at 0.2 Hz and 100% strain is 8 to 16. .
【請求項9】 請求項1ないし7のいずれか1項におい
て、0.2Hz、100%歪時の剪断弾性係数(G)が
3〜8であることを特徴とする建築用免震ゴム組成物。
9. The seismic isolation rubber composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the shear modulus (G) at 0.2 Hz and 100% strain is 3 to 8. .
【請求項10】 請求項1ないし9のいずれか1項にお
いて、石油樹脂15〜60重量部が配合されていること
を特徴とする免震ゴム組成物。
10. A seismic isolation rubber composition according to claim 1, wherein 15 to 60 parts by weight of a petroleum resin is blended.
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Cited By (4)

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JP2016074850A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 株式会社クラレ Rubber composition for aseismic base isolation structure and aseismic base isolation structure using the same

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