JP2001206982A - 変性ゴムおよび制振性に優れたゴム組成物 - Google Patents
変性ゴムおよび制振性に優れたゴム組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】永久歪み率を抑えてヒステリシスロス率を上昇
させた変性ゴム、および変性ゴムを含む制振性に優れた
ゴム組成物を提供することを課題とする。 【解決手段】少なくとも１種のスルホン酸化合物を、シ
ス１，４−ジエン構造を持つゴムに配合して変性化され
ヒステリシスロスの高い変性ゴム、および変性ゴムを含
有することを特徴とする制振性に優れたゴム組成物。高
変形により高いヒステリシスロスを示し、建築、土木等
の構築物の耐地震用の免震、防震、制振造体、および、
機械類、各種機器類、工芸品類などの制振、防振、除振
などのマウントや積層体に最適な機械的特性、減衰性に
優れたゴム材料である。
させた変性ゴム、および変性ゴムを含む制振性に優れた
ゴム組成物を提供することを課題とする。 【解決手段】少なくとも１種のスルホン酸化合物を、シ
ス１，４−ジエン構造を持つゴムに配合して変性化され
ヒステリシスロスの高い変性ゴム、および変性ゴムを含
有することを特徴とする制振性に優れたゴム組成物。高
変形により高いヒステリシスロスを示し、建築、土木等
の構築物の耐地震用の免震、防震、制振造体、および、
機械類、各種機器類、工芸品類などの制振、防振、除振
などのマウントや積層体に最適な機械的特性、減衰性に
優れたゴム材料である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スルホン酸化合物
による変性ゴムと、変性ゴムを配合して高変形により高
いヒステリシスロスを発生する制振性に優れたゴム組成
物に関する。本発明の制振性に優れたゴム組成物は、建
築、土木等の構築物の耐地震用の免震、防震、制振造
体、および、機械類、各種機器類、工芸品類などの制
振、防振、除振などのマウントや積層体に最適な機械的
特性、減衰性に優れたゴム材料に係るものである。
による変性ゴムと、変性ゴムを配合して高変形により高
いヒステリシスロスを発生する制振性に優れたゴム組成
物に関する。本発明の制振性に優れたゴム組成物は、建
築、土木等の構築物の耐地震用の免震、防震、制振造
体、および、機械類、各種機器類、工芸品類などの制
振、防振、除振などのマウントや積層体に最適な機械的
特性、減衰性に優れたゴム材料に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】複数個の剛性を有する硬質板と、粘弾性
的性質を有する軟質板と、を交互に張り合わせた免震構
造体が防振性、吸振性等を要求される支承部材としてビ
ル、橋梁などの基礎に組み込まれて使用されている。し
かし、このような免震構造体は地震の際の横揺れ変位を
小さくするには不十分である。
的性質を有する軟質板と、を交互に張り合わせた免震構
造体が防振性、吸振性等を要求される支承部材としてビ
ル、橋梁などの基礎に組み込まれて使用されている。し
かし、このような免震構造体は地震の際の横揺れ変位を
小さくするには不十分である。
【０００３】このため、実際の建造物ではこれらの免震
構造体とダンパーとを並列に並べて使用している。ま
た、免震構造体の内部に鉛を埋め込み、地震時に鉛の塑
性変形を利用したダンピング効果を付与した免震構造体
も知られている。
構造体とダンパーとを並列に並べて使用している。ま
た、免震構造体の内部に鉛を埋め込み、地震時に鉛の塑
性変形を利用したダンピング効果を付与した免震構造体
も知られている。
【０００４】さらには、粘弾性的性質を有する軟質板に
高変位によりヒステリシスロスを発生する免震構造用ゴ
ム組成物を使用し、軟質板そのものにダンピング作用を
付与した免震構造体が報告されている。
高変位によりヒステリシスロスを発生する免震構造用ゴ
ム組成物を使用し、軟質板そのものにダンピング作用を
付与した免震構造体が報告されている。
【０００５】ビルや橋梁などの建造物の地震による破壊
を防止する手段として、その基礎部分に横方向に柔らか
い免震支承構造体を挿入することが検討され実用化され
つつある。この免震支承構造体の一つに、加硫ゴムなど
のゴム状弾性を有する材料からなる軟質層と、鋼板など
の剛性を有する材料とからなる拘束層とをそれぞれ複数
層ずつ交互に積層し、かつこの積層体の上下に、基礎お
よび建造物へのフランジを配した積層構造のものがあ
る。
を防止する手段として、その基礎部分に横方向に柔らか
い免震支承構造体を挿入することが検討され実用化され
つつある。この免震支承構造体の一つに、加硫ゴムなど
のゴム状弾性を有する材料からなる軟質層と、鋼板など
の剛性を有する材料とからなる拘束層とをそれぞれ複数
層ずつ交互に積層し、かつこの積層体の上下に、基礎お
よび建造物へのフランジを配した積層構造のものがあ
る。
【０００６】上記の積層構造の免震支承構造体において
軟質層に要求される最も重要な特性は、地震発生時に大
変形して地震の巨大にエネルギーが直接、建造物に伝わ
るのを抑制する特性（免震特性）と、この大変形時に変
形エネルギーを吸収して、建造物の振動を減衰する特性
（ダンピング特性）である。また、軟質層は、外力に対
する高い耐性（耐破壊特性）を有している必要もある。
軟質層に要求される最も重要な特性は、地震発生時に大
変形して地震の巨大にエネルギーが直接、建造物に伝わ
るのを抑制する特性（免震特性）と、この大変形時に変
形エネルギーを吸収して、建造物の振動を減衰する特性
（ダンピング特性）である。また、軟質層は、外力に対
する高い耐性（耐破壊特性）を有している必要もある。
【０００７】つまり免震支承構造体には、平常時でも常
に、建造物から巨大な圧縮荷重が加えられており、軟質
層はこの圧縮荷重によって外周部が外方向に膨脹して、
その表面に大きな引張応力が加わった状態となっている
ため、この引張応力によって裂けたりしないことが求め
られる。また地震発生による大変形には、軟質層に局部
的にではあるが大きな剪断変形が加えられるおそれが有
るため、この変形によって破壊されないことも求められ
る。
に、建造物から巨大な圧縮荷重が加えられており、軟質
層はこの圧縮荷重によって外周部が外方向に膨脹して、
その表面に大きな引張応力が加わった状態となっている
ため、この引張応力によって裂けたりしないことが求め
られる。また地震発生による大変形には、軟質層に局部
的にではあるが大きな剪断変形が加えられるおそれが有
るため、この変形によって破壊されないことも求められ
る。
【０００８】上記の各特性を満足する軟質層を得るため
に従来、材料強度および伸びの点での特性を示す天然ゴ
ムを中心とした、ゴム組成物の各種の配合が検討されて
いる。
に従来、材料強度および伸びの点での特性を示す天然ゴ
ムを中心とした、ゴム組成物の各種の配合が検討されて
いる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】免震構造体とダンパー
とを並列に設置する方法は設置作業が複雑となり、大幅
なコスト上昇をもたらすため有利な方法とはいえない。
また、鉛入りの免震構造体においては、大地震の際の免
震構造体の大変形時に、鋼板などの硬質板が鉛を傷つ
け、さらに傷ついた鉛がゴムなどの軟質板を傷つけるた
め、免震構造体全体の破断を引き起こし易い。
とを並列に設置する方法は設置作業が複雑となり、大幅
なコスト上昇をもたらすため有利な方法とはいえない。
また、鉛入りの免震構造体においては、大地震の際の免
震構造体の大変形時に、鋼板などの硬質板が鉛を傷つ
け、さらに傷ついた鉛がゴムなどの軟質板を傷つけるた
め、免震構造体全体の破断を引き起こし易い。
【００１０】高変形により高いヒステリシスロスを発生
するゴムが制振性ゴム組成物として好ましいことは知ら
れているが、従来かかる高変形により高いヒステリシス
ロスを発生するゴムは知られていない。
するゴムが制振性ゴム組成物として好ましいことは知ら
れているが、従来かかる高変形により高いヒステリシス
ロスを発生するゴムは知られていない。
【００１１】特開平１１−１４１１７８号公報には、ゴ
ム状弾性を有する軟質層と、剛性を有する拘束層とを複
数層ずつ交互に積層した免震支承構造体の軟質層に、ジ
フェニルジスルフィド系化合物を配合したゴム組成物を
加硫して用いる旨の開示がある。
ム状弾性を有する軟質層と、剛性を有する拘束層とを複
数層ずつ交互に積層した免震支承構造体の軟質層に、ジ
フェニルジスルフィド系化合物を配合したゴム組成物を
加硫して用いる旨の開示がある。
【００１２】上記の公報には、ゴム組成物の加硫時に、
ジフェニルジスルフィド系化合物を配合すると、天然ゴ
ムを構成するイソプレン単位のいくつかをシス−１，４
構造からトランス−１，４構造へと構造を変化させる結
果、軟質層中でのシス−１，４構造の含有率が低下し
て、伸長結晶化の発生が抑制できるとしている。
ジフェニルジスルフィド系化合物を配合すると、天然ゴ
ムを構成するイソプレン単位のいくつかをシス−１，４
構造からトランス−１，４構造へと構造を変化させる結
果、軟質層中でのシス−１，４構造の含有率が低下し
て、伸長結晶化の発生が抑制できるとしている。
【００１３】しかし、上記の加硫ゴム組成物についてヒ
ステリシスロス率の観点からの記載はない。
ステリシスロス率の観点からの記載はない。
【００１４】従来、加硫ゴムでは架橋密度により、永久
歪み率とヒステリシスロスとの間には、低い圧縮永久歪
みであれば低いヒステリシスロス率を示し、高いヒステ
リシスロス率であれば高い圧縮永久歪み率を示す。天然
ゴムにおいては低い圧縮永久歪み率が特徴となるが、そ
の反面減衰性に関与するヒステリシスロスが低下する。
制振性ゴム材料に適した性質は、低い圧縮永久歪み率と
高いヒステリシスロス率を有することであり、二律背反
の関係にある。
歪み率とヒステリシスロスとの間には、低い圧縮永久歪
みであれば低いヒステリシスロス率を示し、高いヒステ
リシスロス率であれば高い圧縮永久歪み率を示す。天然
ゴムにおいては低い圧縮永久歪み率が特徴となるが、そ
の反面減衰性に関与するヒステリシスロスが低下する。
制振性ゴム材料に適した性質は、低い圧縮永久歪み率と
高いヒステリシスロス率を有することであり、二律背反
の関係にある。
【００１５】本発明は、永久歪み率を抑えてヒステリシ
スロス率を上昇させた変性ゴムおよび制振性ゴム組成物
を提供することを課題とする。
スロス率を上昇させた変性ゴムおよび制振性ゴム組成物
を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、天然ゴム
を予めスルホン酸化合物と加熱処理することにより、変
性させたゴムおよびそのブレンドゴム組成物が、加硫を
行うことにより、永久歪み率の上昇を抑えてヒステリシ
スロス率を上昇させることができ、制振性に優れたゴム
組成物として利用可能であることを見出して本発明を完
成したものである。
を予めスルホン酸化合物と加熱処理することにより、変
性させたゴムおよびそのブレンドゴム組成物が、加硫を
行うことにより、永久歪み率の上昇を抑えてヒステリシ
スロス率を上昇させることができ、制振性に優れたゴム
組成物として利用可能であることを見出して本発明を完
成したものである。
【００１７】本発明の変性ゴムは、少なくとも１種のス
ルホン酸化合物を、１，４−ジエン構造を持つゴムに配
合して変性されていることを特徴とする。
ルホン酸化合物を、１，４−ジエン構造を持つゴムに配
合して変性されていることを特徴とする。
【００１８】前記シス１，４−ジエン構造を持つゴムは
天然ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ、ブタジ
エンゴム、ＩＲ、ＣＲ、ＮＣＲ、Ｘ−ＮＢＲ、Ｘ−ＳＢ
Ｒから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
天然ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ、ブタジ
エンゴム、ＩＲ、ＣＲ、ＮＣＲ、Ｘ−ＮＢＲ、Ｘ−ＳＢ
Ｒから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００１９】前記変性化は、前記シス１，４−ジエン構
造を持つゴム１００重量部に対してゴムにスルホン酸化
合物を０．０１〜２０重量部配合して行うのが好まし
い。
造を持つゴム１００重量部に対してゴムにスルホン酸化
合物を０．０１〜２０重量部配合して行うのが好まし
い。
【００２０】前記変性化は、前記シス１，４−ジエン構
造を持つゴムにスルホン酸化合物を配合して加温するこ
とが好ましい。
造を持つゴムにスルホン酸化合物を配合して加温するこ
とが好ましい。
【００２１】なお、加温温度は１００〜１５０℃の温度
で行うことがより好ましい。
で行うことがより好ましい。
【００２２】本発明の制振性に優れたゴム組成物は、少
なくとも１種のスルホン酸化合物を、シス１，４−ジエ
ン構造を持つゴムに配合して変性化された変性ゴムを、
未変性ゴムに配合してなるヒステリシスロスの高いこと
を特徴とする。
なくとも１種のスルホン酸化合物を、シス１，４−ジエ
ン構造を持つゴムに配合して変性化された変性ゴムを、
未変性ゴムに配合してなるヒステリシスロスの高いこと
を特徴とする。
【００２３】前記変性ゴムが配合されるゴムは、天然ゴ
ム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ、ブタジエンゴ
ム、ＩＲ、ＣＲ、ＮＣＲ、Ｘ−ＮＢＲ、Ｘ−ＳＢＲ、Ｉ
ＩＲ、ＥＰＴ、ＥＰＤＭから選ばれる少なくとも１種で
あることが好ましい。
ム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ、ブタジエンゴ
ム、ＩＲ、ＣＲ、ＮＣＲ、Ｘ−ＮＢＲ、Ｘ−ＳＢＲ、Ｉ
ＩＲ、ＥＰＴ、ＥＰＤＭから選ばれる少なくとも１種で
あることが好ましい。
【００２４】なお、本発明でいう制振性に優れたゴム組
成物とは、建築、土木等の構築物の耐地震用の免震、防
震、制振造体、および、機械類、各種機器類、工芸品類
などの制振、防振、除振などのマウントや積層体に最適
な機械的特性、減衰性に優れたゴム材料を意味する。
成物とは、建築、土木等の構築物の耐地震用の免震、防
震、制振造体、および、機械類、各種機器類、工芸品類
などの制振、防振、除振などのマウントや積層体に最適
な機械的特性、減衰性に優れたゴム材料を意味する。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の制振性ゴム組成物は、シ
ス１，４−ジエン構造を持つゴムを変性したものであ
る。シス１，４−ジエン構造を持つゴムとしては、天然
ゴムを第１に挙げることができる。また、少なくともシ
スブタジエンモノマーを含むモノマーから合成されたＳ
ＢＲ、ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ、ブタジエンゴム、Ｉ
Ｒ、ＣＲ、ＮＣＲなどの合成ゴム、カルボキシル基変性
したＸ−ＮＢＲ、Ｘ−ＳＢＲも使用することができる。
ス１，４−ジエン構造を持つゴムを変性したものであ
る。シス１，４−ジエン構造を持つゴムとしては、天然
ゴムを第１に挙げることができる。また、少なくともシ
スブタジエンモノマーを含むモノマーから合成されたＳ
ＢＲ、ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ、ブタジエンゴム、Ｉ
Ｒ、ＣＲ、ＮＣＲなどの合成ゴム、カルボキシル基変性
したＸ−ＮＢＲ、Ｘ−ＳＢＲも使用することができる。
【００２６】変性は、上記のゴムに少なくともスルホン
酸基を持つ無機・有機化合物を配合して加熱することで
ゴムのイソプレン構造のメチル基が変性して１，４−ト
ランス構造が増す。その結果、加硫後のゴム組成物の物
性値の指標である、圧縮永久歪みが高くなるのを抑制し
て、ヒステリシスロス％が変性処理をしなかった未変性
ゴムの２倍以上に高まる。特にｐ−トルエンスルホン酸
を用いて変性処理をおこなうとの第１波のヒステリシス
ロス率が８０％、第３波のヒステリシスロスが５０％増
加したゴム組成物が得られる。
酸基を持つ無機・有機化合物を配合して加熱することで
ゴムのイソプレン構造のメチル基が変性して１，４−ト
ランス構造が増す。その結果、加硫後のゴム組成物の物
性値の指標である、圧縮永久歪みが高くなるのを抑制し
て、ヒステリシスロス％が変性処理をしなかった未変性
ゴムの２倍以上に高まる。特にｐ−トルエンスルホン酸
を用いて変性処理をおこなうとの第１波のヒステリシス
ロス率が８０％、第３波のヒステリシスロスが５０％増
加したゴム組成物が得られる。
【００２７】本発明で使用するスルホン酸の化合物とし
ては、例えば、例えばメタンスルホン酸、エタンスルホ
ン酸などの鎖式スルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−
トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などの芳香
族スルホン酸、ナフトールスルホン酸、タウリン、スル
ファニル酸、ナフチルアミンスルホン酸、スルホ安息香
酸などのスルホ基の他に官能基をもつスルホン酸、フル
オロスルホン酸、クロロスルホン酸、スルファミン酸な
どの硫酸誘導体等が挙げられる。
ては、例えば、例えばメタンスルホン酸、エタンスルホ
ン酸などの鎖式スルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−
トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などの芳香
族スルホン酸、ナフトールスルホン酸、タウリン、スル
ファニル酸、ナフチルアミンスルホン酸、スルホ安息香
酸などのスルホ基の他に官能基をもつスルホン酸、フル
オロスルホン酸、クロロスルホン酸、スルファミン酸な
どの硫酸誘導体等が挙げられる。
【００２８】例えば、天然ゴム１００重量部にｐ-トル
エンスルホン酸を１０重量部加えて室温、５０℃、１０
０℃、１５０℃で１０分と６０分処理した変性ゴムのサ
ンプルについてシスおよびトランス位におけるメチル基
の赤外線スペクトルにより測定したスペクトル吸収強度
比（図１）とＮＭＲにより測定したメチル基の変性率を
（図２）に示した。図１および図２に示すように１５０
℃で変性処理するとシス構造が減少しトランス構造が増
しゴムの変性が進行している。図２では６０分の加熱処
理で１５０℃では約４０％、１００℃で１４％変性が進
行しており、さらに１０分の加熱でも１５０℃で２０％
の変性が進行していることが明らかである。
エンスルホン酸を１０重量部加えて室温、５０℃、１０
０℃、１５０℃で１０分と６０分処理した変性ゴムのサ
ンプルについてシスおよびトランス位におけるメチル基
の赤外線スペクトルにより測定したスペクトル吸収強度
比（図１）とＮＭＲにより測定したメチル基の変性率を
（図２）に示した。図１および図２に示すように１５０
℃で変性処理するとシス構造が減少しトランス構造が増
しゴムの変性が進行している。図２では６０分の加熱処
理で１５０℃では約４０％、１００℃で１４％変性が進
行しており、さらに１０分の加熱でも１５０℃で２０％
の変性が進行していることが明らかである。
【００２９】このゴムの変性処理は、通常、ゴムの加硫
時にスルホン酸を加硫配合剤と共に配合して加硫条件で
処理すると加硫と同時に変性を行うことができる。ま
た、変性反応を予め別工程で行った後、加硫を行った場
合ではヒステリシスロス％の値をより高くすることがで
きる。この場合の変性反応は、スルホン酸を配合したゴ
ムを、例えば真空下で１４０℃で２４時間加熱すること
で変性が進行する。変性処理したゴムは、その後通常の
方法で加硫することができる。このように変性反応を受
けたゴムは加硫によって期待する物性が得られる。しか
し、加硫と変性とを同時に行ってもヒステリシスロス％
の向上はレベルの差は認められるが向上が認められる。
時にスルホン酸を加硫配合剤と共に配合して加硫条件で
処理すると加硫と同時に変性を行うことができる。ま
た、変性反応を予め別工程で行った後、加硫を行った場
合ではヒステリシスロス％の値をより高くすることがで
きる。この場合の変性反応は、スルホン酸を配合したゴ
ムを、例えば真空下で１４０℃で２４時間加熱すること
で変性が進行する。変性処理したゴムは、その後通常の
方法で加硫することができる。このように変性反応を受
けたゴムは加硫によって期待する物性が得られる。しか
し、加硫と変性とを同時に行ってもヒステリシスロス％
の向上はレベルの差は認められるが向上が認められる。
【００３０】上記で変性した変性ゴムは、未変性ゴムに
配合してゴム組成物として制振性を付与したゴム組成物
として使用することができる。変性ゴムの配合量は、未
変性ゴム１００重量部に対して１〜１０重量部の範囲が
制振性を発現させるために好ましい。
配合してゴム組成物として制振性を付与したゴム組成物
として使用することができる。変性ゴムの配合量は、未
変性ゴム１００重量部に対して１〜１０重量部の範囲が
制振性を発現させるために好ましい。
【００３１】ゴムの変性と加硫とを同時に行うには、ス
ルホン酸以外に通常加硫の際に配合する加硫添加剤を加
えて加硫処理することで変性と加硫とを同時に形成され
たゴムが得られる。
ルホン酸以外に通常加硫の際に配合する加硫添加剤を加
えて加硫処理することで変性と加硫とを同時に形成され
たゴムが得られる。
【００３２】変性は上記のスルホン酸化合物をゴム１０
０重量部に対して０．０１〜２０重量部の割合で配合し
て熱処理を行う。スルホン酸の量が０．０１重量部未満
であると変性が進行しないので好ましくない。またスル
ホン酸の量が２０重量部を超えると変性が進行しすぎて
ゴムの物性が低下するので好ましくない。より好ましく
はスルホン酸の配合量は１〜１０重量部である。
０重量部に対して０．０１〜２０重量部の割合で配合し
て熱処理を行う。スルホン酸の量が０．０１重量部未満
であると変性が進行しないので好ましくない。またスル
ホン酸の量が２０重量部を超えると変性が進行しすぎて
ゴムの物性が低下するので好ましくない。より好ましく
はスルホン酸の配合量は１〜１０重量部である。
【００３３】変性の熱処理の温度は、１００〜１５０℃
で２０分以上処理するとほぼ、このグラフで示し割合で
ゴムを変性させることができることが示唆される。
で２０分以上処理するとほぼ、このグラフで示し割合で
ゴムを変性させることができることが示唆される。
【００３４】変性の処理温度が５０℃では殆ど変性が進
行してない。よって処理温度が１００℃未満であると変
性の進行が遅くなり時間を要するので好ましくない。
行してない。よって処理温度が１００℃未満であると変
性の進行が遅くなり時間を要するので好ましくない。
【００３５】変性処理を受けた変性ゴムは、通常のゴム
と同様に加硫処理により所望の免震物性を持つ制振性ゴ
ム組成物が得られる。
と同様に加硫処理により所望の免震物性を持つ制振性ゴ
ム組成物が得られる。
【００３６】加硫に際しては、通常使用される加硫剤、
加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、老化防止剤、
補強剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、粘着性付与剤、潤滑
剤、などを適宜添加して行うことができる。混練は、一
般のゴム加工工場で広く使用されている、混練ロール機
あるいはニーダ等の機械的練り機を用いて混練すること
ができる。
加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、老化防止剤、
補強剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、粘着性付与剤、潤滑
剤、などを適宜添加して行うことができる。混練は、一
般のゴム加工工場で広く使用されている、混練ロール機
あるいはニーダ等の機械的練り機を用いて混練すること
ができる。
【００３７】本発明の制振性ゴム組成物には、制振物性
に相乗効果の付与が期待できる他のゴムを添加して使用
することができる。
に相乗効果の付与が期待できる他のゴムを添加して使用
することができる。
【００３８】例えば、スルホキシド、およびスルホン化
合物で変性したヒステリシスロスの高いゴムをブレンド
して用いて免震積層ゴムとして使用して免震支承構造体
を形成することで制振性の効果をより高めることも可能
である。
合物で変性したヒステリシスロスの高いゴムをブレンド
して用いて免震積層ゴムとして使用して免震支承構造体
を形成することで制振性の効果をより高めることも可能
である。
【００３９】前記変性ゴムが配合されるゴムとしては、
天然ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ、ブタジ
エンゴム、ＩＲ、ＣＲ、ＮＣＲ、Ｘ−ＮＢＲ、Ｘ−ＳＢ
Ｒ、ＩＩＲ、ＥＰＴ、ＥＰＤＭが挙げられる。
天然ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ、ブタジ
エンゴム、ＩＲ、ＣＲ、ＮＣＲ、Ｘ−ＮＢＲ、Ｘ−ＳＢ
Ｒ、ＩＩＲ、ＥＰＴ、ＥＰＤＭが挙げられる。
【００４０】本発明の制振性ゴム組成物は、免震支承構
造体を構成する積層ゴム成分として使用することができ
る。また、この変性ゴムを含むゴム組成物は制振、防
振、除振を要する機械類、各種機器類、工芸品類のマウ
ントおよび積層体に使用することができる。
造体を構成する積層ゴム成分として使用することができ
る。また、この変性ゴムを含むゴム組成物は制振、防
振、除振を要する機械類、各種機器類、工芸品類のマウ
ントおよび積層体に使用することができる。
【００４１】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。
【００４２】（実施例１）天然ゴム（ＳＭＲ ＣＶ６
０）を用い、変性用のスルホン酸化合物としてはｐ−ト
ルエンスルホン酸を配合して１４０℃で１時間加熱し
た。図２に示したように約４０％が変性していると推定
される。
０）を用い、変性用のスルホン酸化合物としてはｐ−ト
ルエンスルホン酸を配合して１４０℃で１時間加熱し
た。図２に示したように約４０％が変性していると推定
される。
【００４３】この結果に基づき同じ条件で処理すること
で、おおよそ上記のグラフで示す変性進行していると推
測される。
で、おおよそ上記のグラフで示す変性進行していると推
測される。
【００４４】天然ゴム１００重量部にｐ−トルエンスル
ホン酸２重量部（Ｎｏ１）、５重量部（Ｎｏ２）配合し
て機械的にスルホン酸をゴム練り混み、次いで０．３mm
Hgの減圧下で１４０℃で２４時間加熱処理して変性処理
をした。さらにｐ−トルエンスルホン酸を１重量部（Ｎ
ｏ３）、５重量部（Ｎｏ４）配合したものを同じ条件で
４８時間加熱して変性した。
ホン酸２重量部（Ｎｏ１）、５重量部（Ｎｏ２）配合し
て機械的にスルホン酸をゴム練り混み、次いで０．３mm
Hgの減圧下で１４０℃で２４時間加熱処理して変性処理
をした。さらにｐ−トルエンスルホン酸を１重量部（Ｎ
ｏ３）、５重量部（Ｎｏ４）配合したものを同じ条件で
４８時間加熱して変性した。
【００４５】上記で変性した各ゴム試料にカーボンブラ
ック（シースト６００）２０重量部と亜鉛華５重量部、
ステアリン酸２重量部、促進剤（ＭＢＴＳ）１重量部、
硫黄２．５重量部を加えて１４０℃で加硫を行った。
ック（シースト６００）２０重量部と亜鉛華５重量部、
ステアリン酸２重量部、促進剤（ＭＢＴＳ）１重量部、
硫黄２．５重量部を加えて１４０℃で加硫を行った。
【００４６】得られた加硫ゴムの物性を表１に示した。
【００４７】ｐ−トルエンスルホン酸を５重量部配合し
たＮｏ２、Ｎｏ４は加硫ゴムのヒステリシスロス％の１
波目では８０％近くなり、３波目でも５０％の値を示し
圧縮永久歪みもそれほど高くはなっていない。よって変
性した後で加硫するとヒステリシスロス％の著しく高い
ゴム組成物が得られた。
たＮｏ２、Ｎｏ４は加硫ゴムのヒステリシスロス％の１
波目では８０％近くなり、３波目でも５０％の値を示し
圧縮永久歪みもそれほど高くはなっていない。よって変
性した後で加硫するとヒステリシスロス％の著しく高い
ゴム組成物が得られた。
【００４８】
【表１】
【００４９】（実施例２）天然ゴム１００重量部にp-ト
ルエンスルホン酸１０重量部と、カーボンブラック（シ
ースト６００）２０重量部と亜鉛華５重量部、ステアリ
ン酸２重量部、促進剤（ＭＢＴＳ）１重量部、硫黄２．
５重量部を配合して、加硫温度を５０℃（Ｎｏ６）、１
００℃（Ｎｏ７）、１５０℃（Ｎｏ８）で１時間処理を
行い、加硫と変性とを同時に行った。比較試料（Ｎｏ
５）としてp-トルエンスルホン酸を添加しないで同じ加
硫添加物を配合して１４０℃で０．６時間と加硫程度同
じとゴム組成物を作製して比較したのが表２である。表
２に示すようにＮＯ６、７、８は圧縮永久歪みの上昇も
少なく、ヒステリシスロス％が約２倍の値を有し変性が
進行してヒステリシスロス％が向上していることが分か
る。
ルエンスルホン酸１０重量部と、カーボンブラック（シ
ースト６００）２０重量部と亜鉛華５重量部、ステアリ
ン酸２重量部、促進剤（ＭＢＴＳ）１重量部、硫黄２．
５重量部を配合して、加硫温度を５０℃（Ｎｏ６）、１
００℃（Ｎｏ７）、１５０℃（Ｎｏ８）で１時間処理を
行い、加硫と変性とを同時に行った。比較試料（Ｎｏ
５）としてp-トルエンスルホン酸を添加しないで同じ加
硫添加物を配合して１４０℃で０．６時間と加硫程度同
じとゴム組成物を作製して比較したのが表２である。表
２に示すようにＮＯ６、７、８は圧縮永久歪みの上昇も
少なく、ヒステリシスロス％が約２倍の値を有し変性が
進行してヒステリシスロス％が向上していることが分か
る。
【００５０】
【表２】
【００５１】（実施例３）天然ゴム１００重量部にp-ト
ルエンスルホン酸を０重量部（Ｎｏ９）、１重量部（Ｎ
ｏ１０）、５重量部（Ｎｏ１１）、１０重量部（Ｎｏ１
２）と変え、加硫配合剤はカーボンブラック（シースト
６００）２０重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸２
重量部、促進剤（ＢＺ）１重量部、硫黄２．５重量部を
配合して、加硫温度を１５０℃で０．３時間処理を行
い、加硫と変性とを同時に行った。得られたゴムの物性
を表３に示した。表３に示すようにp-トルエンスルホン
酸を添加したＮｏ１１、Ｎｏ１２では、添加しないＮｏ
９に比べ、ヒステリシスロス％が増加し、特にｐ−トルエン
スルホン酸の量を１０部添加したＮｏ１２では加硫ゴムは変
性を２倍の値が得られた。
ルエンスルホン酸を０重量部（Ｎｏ９）、１重量部（Ｎ
ｏ１０）、５重量部（Ｎｏ１１）、１０重量部（Ｎｏ１
２）と変え、加硫配合剤はカーボンブラック（シースト
６００）２０重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸２
重量部、促進剤（ＢＺ）１重量部、硫黄２．５重量部を
配合して、加硫温度を１５０℃で０．３時間処理を行
い、加硫と変性とを同時に行った。得られたゴムの物性
を表３に示した。表３に示すようにp-トルエンスルホン
酸を添加したＮｏ１１、Ｎｏ１２では、添加しないＮｏ
９に比べ、ヒステリシスロス％が増加し、特にｐ−トルエン
スルホン酸の量を１０部添加したＮｏ１２では加硫ゴムは変
性を２倍の値が得られた。
【００５２】
【表３】
【００５３】（実施例４）天然ゴムにスルファニル酸、
ベンゼンスルホン酸をそれぞれ１重量部（Ｎｏ１４）、
（Ｎｏ１６）、５重量部（Ｎｏ１５）、（Ｎｏ１７）配
合して、変性と加硫を実施例２の配合と１５０℃の温度
で行った。得られたゴムの物性を表４に示した。なお、
Ｎｏ１３はスルホン酸を添加しない比較例である。
ベンゼンスルホン酸をそれぞれ１重量部（Ｎｏ１４）、
（Ｎｏ１６）、５重量部（Ｎｏ１５）、（Ｎｏ１７）配
合して、変性と加硫を実施例２の配合と１５０℃の温度
で行った。得られたゴムの物性を表４に示した。なお、
Ｎｏ１３はスルホン酸を添加しない比較例である。
【００５４】表４に示したようにスルホン酸の添加によ
りヒステリシスロスの向上が認められる。
りヒステリシスロスの向上が認められる。
【００５５】
【表４】
【００５６】
【発明の効果】本発明の変性ゴムおよび変性ゴムを含む
制振性ゴム組成物で構成したゴム組成物は、非変性処理
を受けないゴム組成物よりヒステリシスロス％向上し、
かつ圧縮永久歪み増加の少ないゴム組成物が得られる。
特に変性処理後の加硫ゴムは、ヒステリシスロスが未変
性加硫ゴムの場合より向上し、特に変性と加硫とを別工
程とした場合には第１波で８０％、第３波で５０％の高
い値を示す。したがって、制振性が求められる各用途に
適するゴム組成物として有用でる。
制振性ゴム組成物で構成したゴム組成物は、非変性処理
を受けないゴム組成物よりヒステリシスロス％向上し、
かつ圧縮永久歪み増加の少ないゴム組成物が得られる。
特に変性処理後の加硫ゴムは、ヒステリシスロスが未変
性加硫ゴムの場合より向上し、特に変性と加硫とを別工
程とした場合には第１波で８０％、第３波で５０％の高
い値を示す。したがって、制振性が求められる各用途に
適するゴム組成物として有用でる。
【００５７】この変性・加硫処理は汎用のゴム加工機を
用い、温和な条件でゴムを変性加硫することが可能であ
る。また、変性用化合物はゴムの加硫を遅らせることは
なく、むしろ加硫を促進することができる。
用い、温和な条件でゴムを変性加硫することが可能であ
る。また、変性用化合物はゴムの加硫を遅らせることは
なく、むしろ加硫を促進することができる。
【図１】天然ゴムの変性処理温度による赤外線スペクト
ルによるシスおよびトランス位におけるメチル基の吸収
強度比のグラフである。
ルによるシスおよびトランス位におけるメチル基の吸収
強度比のグラフである。
【図２】天然ゴムの変性処理温度によるＮＭＲスペクト
ルによる変性率のグラフである。
ルによる変性率のグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 晴彦 奈良県奈良市右京２丁目３番地 平城第２ 団地 18−404 (72)発明者 佐藤 真一 大阪府大阪市西成区橘１−７−26 Ｆターム(参考） 4J002 AC01W AC03W AC06W AC07W AC08W AC09W AC11X AC12W BB15W BB18W GT00
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも１種のスルホン酸化合物を、
シス１，４−ジエン構造を持つゴムに配合して変性され
たことを特徴とする変性ゴム。 - 【請求項２】 前記シス１，４−ジエン構造を持つゴム
は天然ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ、ブタ
ジエンゴム、ＩＲ、ＣＲ、ＮＣＲ、Ｘ−ＮＢＲ、Ｘ−Ｓ
ＢＲから選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載
の変性ゴム。 - 【請求項３】 前記変性化は、前記シス１，４−ジエン
構造を持つゴム１００重量部に対してゴムにスルホン酸
化合物を０．０１〜２０重量部配合して行う請求項１に
記載の変性ゴム。 - 【請求項４】 前記変性化は、前記シス１，４−ジエン
構造を持つゴムにスルホン酸化合物を配合して加温する
請求項１に記載の変性ゴム。 - 【請求項５】 少なくとも１種のスルホン酸化合物を、
シス１，４−ジエン構造を持つゴムに配合して変性され
た変性ゴムを、未変性ゴムに配合してなりヒステリシス
ロスの高いことを特徴とする制振性に優れたゴム組成
物。 - 【請求項６】 前記変性ゴムが配合されるゴムは、天然
ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ、ブタジエン
ゴム、ＩＲ、ＣＲ、ＮＣＲ、Ｘ−ＮＢＲ、Ｘ−ＳＢＲ、
ＩＩＲ、ＥＰＴ、ＥＰＤＭから選ばれる少なくとも１種
である請求項５に記載の制振性に優れたゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000015780A JP3618271B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 変性ゴムおよび制振性に優れたゴム組成物 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000015780A JP3618271B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 変性ゴムおよび制振性に優れたゴム組成物 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001206982A true JP2001206982A (ja) | 2001-07-31 |
| JP3618271B2 JP3618271B2 (ja) | 2005-02-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000015780A Expired - Fee Related JP3618271B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 変性ゴムおよび制振性に優れたゴム組成物 |
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| JP (1) | JP3618271B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017002140A (ja) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ |
| JP2017114989A (ja) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 株式会社クレハ | 組成物、ダウンホールツール用組成物、ダウンホールツール用分解性ゴム部材、ダウンホールツール、及び坑井掘削方法 |
| CN113583307A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-02 | 江西立德汽车零部件有限公司 | 一种高粘弹性橡胶避震件及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
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2000
- 2000-01-25 JP JP2000015780A patent/JP3618271B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10815362B2 (en) | 2015-12-22 | 2020-10-27 | Kureha Corporation | Composition, composition for downhole tools, degradable rubber member for downhole, downhole tool, and method for well drilling |
| CN113583307A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-02 | 江西立德汽车零部件有限公司 | 一种高粘弹性橡胶避震件及其制备方法 |
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| JP3618271B2 (ja) | 2005-02-09 |
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