JP2010285560A - Carbon black, rubber composition for high-damping laminate, and the high-damping laminate - Google Patents

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弘毅 山▲崎▼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-damping laminate which is high in damping performance and excellent in shearing modulus as well, to provide a rubber composition for the high-damping laminate, capable of obtaining the laminate and excellent in processability, and to provide carbon black to be used in the rubber composition. <P>SOLUTION: There is provided the carbon black having the following characteristics: the nitrogen adsorption specific surface area is 150-250 m<SP>2</SP>/g; the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption ratio surface area is ≤25 m<SP>2</SP>/g; and the ratio of the half-width (D50) of the aggregate distribution to Stokes diameter(Dst):[(D50)/(Dst)] is ≤0.62. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、カーボンブラック、高減衰積層体用ゴム組成物および高減衰積層体に関する。   The present invention relates to carbon black, a rubber composition for a high attenuation laminate, and a high attenuation laminate.

近年、振動エネルギーの吸収装置として、防振装置、除振装置、免震装置等が急速に普及しつつある。そして、このような装置においては、振動エネルギー減衰性能を有するゴム組成物が使用されている。   In recent years, anti-vibration devices, vibration isolation devices, seismic isolation devices, and the like are rapidly spreading as vibration energy absorbing devices. In such an apparatus, a rubber composition having vibration energy damping performance is used.

例えば、橋梁の支承やビルの免震装置に用いられる免震用積層ゴムには、減衰性(振動をより多くの熱に変換して振動エネルギーを減衰させる)が高いことや、所望のせん断弾性率が発現することが要求されている。   For example, laminated rubber for seismic isolation used in bridge bearings and building seismic isolation devices has high damping (attenuates vibration energy by converting vibration into more heat) and the desired shear elasticity The rate is required to develop.

このような免震用積層ゴムに用いられるゴム組成物として、本出願人は、特許文献1において「ジエン系ゴム100質量部と、窒素吸着比表面積が150〜300m2/g、かつ、DBP吸収量が115cm3/100g以下、かつ、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差が5〜34m2/gであるカーボンブラック50〜90質量部とを含有する高減衰支承用ゴム組成物。」を提案している。 As a rubber composition used for such a seismic isolation laminated rubber, the present applicant has disclosed in Patent Document 1 “100 parts by mass of a diene rubber, a nitrogen adsorption specific surface area of 150 to 300 m 2 / g, and DBP absorption. amount 115cm 3/100 g or less, and the nitrogen adsorption specific difference 5~34m 2 / g and a carbon black from 50 to 90 parts by weight of high damping support for a rubber composition containing the surface area to CTAB adsorption specific surface area. ".

特開2007−246655号公報JP 2007-246655 A

しかしながら、本発明者は、上記特許文献1に記載の高減衰支承用ゴム組成物について、更なる減衰性の向上を達成すべくカーボンブラックの種類や配合量を検討したところ、減衰性を向上させることができても、未加硫時の粘度が上昇して加工性が劣ったり、加硫後のせん断弾性率が低下したりする場合があることが明らかとなった。
そこで、本発明は、減衰性が高く、せん断弾性率にも優れる高減衰積層体ならびにこの積層体を実現することができる加工性に優れた高減衰積層体用ゴム組成物およびこのゴム組成物に用いるカーボンブラックの提供を目的とする。
However, the present inventor examined the type and blending amount of carbon black to achieve further improvement in the high damping bearing rubber composition described in Patent Document 1, and improved the damping. Even if it can be done, it has become clear that the viscosity during unvulcanization increases and the processability is inferior, or the shear modulus after vulcanization may decrease.
Accordingly, the present invention provides a highly damped laminate having high damping properties and excellent shear modulus, a rubber composition for a highly damped laminate excellent in processability capable of realizing the laminate, and the rubber composition. The purpose is to provide carbon black to be used.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、窒素吸着比表面積および窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差ならびに凝集体分布の半値幅とストークス径との比が所定の範囲にあるカーボンブラックを用いることにより、減衰性が高く、せん断弾性率にも優れる高減衰積層体ならびにこの積層体を実現することができる加工性に優れた高減衰積層体用ゴム組成物が得られることを知見し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、以下の(1)〜(5)を提供する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the ratio between the nitrogen adsorption specific surface area, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and the CTAB adsorption specific surface area, and the half-value width of the aggregate distribution and the Stokes diameter are predetermined. By using carbon black in the range, a highly damped laminate having high damping properties and excellent shear modulus, and a rubber composition for a highly damped laminate having excellent processability capable of realizing this laminate can be obtained. As a result, the present invention has been completed.
That is, the present invention provides the following (1) to (5).

(1)窒素吸着比表面積が150〜250m2/gであり、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差が25m2/g以下であり、かつ、凝集体分布の半値幅(D50)とストークス径(Dst)との比[(D50)/(Dst)]が0.62以下であるカーボンブラック。 (1) a nitrogen adsorption specific surface area of 150 to 250 2 / g, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area of not more than 25 m 2 / g, and a half width of aggregate distribution (D50) Carbon black having a ratio [(D50) / (Dst)] to Stokes diameter (Dst) of 0.62 or less.

(2)ジエン系ゴム100質量部と上記(1)に記載のカーボンブラック50〜90質量部とを含有する高減衰積層体用ゴム組成物。   (2) A rubber composition for a high-damping laminate comprising 100 parts by mass of a diene rubber and 50 to 90 parts by mass of the carbon black described in (1) above.

(3)更に、石油樹脂を含有する上記(2)に記載の高減衰積層体用ゴム組成物。   (3) The rubber composition for a high attenuation laminate according to (2), further containing a petroleum resin.

(4)上記石油樹脂の含有量が、上記ジエン系ゴム100質量部に対して5〜45質量部である上記(3)に記載の高減衰積層体用ゴム組成物。   (4) The rubber composition for a high attenuation laminate according to (3), wherein the content of the petroleum resin is 5 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.

(5)上記(2)〜(4)のいずれかに記載の高減衰積層体用ゴム組成物と硬質板とを交互に積層して得られる高減衰積層体。   (5) A high attenuation laminate obtained by alternately laminating the rubber composition for a high attenuation laminate according to any one of (2) to (4) and a hard plate.

以下に説明するように、本発明によれば、減衰性が高く、せん断弾性率にも優れる高減衰積層体ならびにこの積層体を実現することができる加工性に優れた高減衰積層体用ゴム組成物およびこのゴム組成物に用いるカーボンブラックを提供することができる。   As will be described below, according to the present invention, a highly damped laminate having high damping properties and excellent shear modulus, and a rubber composition for a highly damped laminate having excellent processability capable of realizing this laminate. And carbon black used in the rubber composition can be provided.

図1は、本発明の高減衰積層体の実施態様の一例を表す高減衰積層体の断面概略図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a high attenuation laminate showing an example of an embodiment of the high attenuation laminate of the present invention. 図2は、ラップシェア型せん断試験用試料の模式的な側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of a sample for a lap shear type shear test. 図3は、ラップシェア型せん断試験にて得られたヒステリシス曲線の一例を表したグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of a hysteresis curve obtained by a lap shear type shear test.

以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明のカーボンブラックは、窒素吸着比表面積が150〜250m2/gであり、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差が25m2/g以下であり、かつ、凝集体分布の半値幅(D50)とストークス径(Dst)との比[(D50)/(Dst)]が0.62以下であるカーボンブラックである。
The present invention is described in detail below.
Carbon black of the present invention, the nitrogen adsorption specific surface area of 150 to 250 2 / g, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area of not more than 25 m 2 / g, and a half width of aggregate distribution Carbon black having a ratio [(D50) / (Dst)] of (D50) to the Stokes diameter (Dst) of 0.62 or less.

(窒素吸着比表面積)
窒素吸着比表面積とは、窒素吸着法による比表面積をいい、通常、この値が大きいほどカーボンブラックの粒径が小さくなる傾向がある。
また、窒素吸着比表面積は、JIS K6217−2:2001に記載の「窒素吸着法−単点法」により測定した値を用いる。
(Nitrogen adsorption specific surface area)
The nitrogen adsorption specific surface area refers to the specific surface area obtained by the nitrogen adsorption method. Usually, the larger this value, the smaller the particle size of the carbon black.
The nitrogen adsorption specific surface area is a value measured by “nitrogen adsorption method—single point method” described in JIS K6217-2: 2001.

本発明においては、窒素吸着比表面積は、150〜250m2/gであり、175〜225m2/gが好ましく、185〜215m2/gがより好ましい。
窒素吸着比表面積がこの範囲であると、後述する本発明の高減衰積層体用ゴム組成物の加工性と、後述する本発明の高減衰積層体の減衰性とのバランスが良好となる。
In the present invention, the nitrogen adsorption specific surface area is 150 to 250 2 / g, preferably from 175~225m 2 / g, 185~215m 2 / g is more preferable.
When the nitrogen adsorption specific surface area is within this range, the balance between the processability of the rubber composition for a high attenuation laminate of the present invention described later and the attenuation of the high attenuation laminate of the present invention described later becomes good.

(窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差)
窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差とは、カーボンブラック表面の凹凸の程度を表し、この値が小さいほどカーボンブラックの凹凸が少ないといえる。
また、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差は、窒素吸着比表面積からCTAB吸着比表面積を引いた値、即ち、(窒素吸着比表面積)−(CTAB吸着比表面積)で求められる値である。
ここで、CTAB吸着比表面積は、JIS K6217−3:2001に記載の「比表面積の求め方−CTAB吸着法」により測定した値を用いる。
(Difference between nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area)
The difference between the nitrogen adsorption specific surface area and the CTAB adsorption specific surface area represents the degree of unevenness on the surface of the carbon black, and it can be said that the smaller the value, the less the unevenness of the carbon black.
The difference between the nitrogen adsorption specific surface area and the CTAB adsorption specific surface area is a value obtained by subtracting the CTAB adsorption specific surface area from the nitrogen adsorption specific surface area, that is, a value obtained by (nitrogen adsorption specific surface area) − (CTAB adsorption specific surface area). is there.
Here, as the CTAB adsorption specific surface area, a value measured by “How to obtain a specific surface area—CTAB adsorption method” described in JIS K6217-3: 2001 is used.

本発明においては、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差は、25m2/g以下であり、21〜24m2/gであるのが好ましい。
窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差がこの範囲にあると、比較的凹凸が少ないカーボンブラックを用いることになり、カーボンブラックが後述するジエン系ゴムに必要以上の拘束を受けないため、カーボンブラックの分散性が高くなると考えられる。そのため、カーボンブラックの分散性の低下に伴うせん断弾性率の低下を抑制でき、所望のせん断弾性率を得ることができる。
In the present invention, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area is at 25 m 2 / g or less, preferably from 21~24m 2 / g.
If the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and the CTAB adsorption specific surface area is in this range, carbon black with relatively little unevenness is used, and the carbon black is not subject to excessive restriction by the diene rubber described later. It is considered that the dispersibility of carbon black is increased. Therefore, it is possible to suppress a decrease in shear modulus accompanying a decrease in dispersibility of carbon black, and a desired shear modulus can be obtained.

(凝集体分布の半値幅とストークス径との比)
凝集体分布の半値幅(D50)とストークス径(Dst)との比[(D50)/(Dst)]は、製造されるカーボンブラックの分布の程度を表し、この値が小さいほど凝集体分布がシャープとなる。
ここで、ストークス径(Dst)とは、カーボンブラックを遠心沈降させ、光学的に得た凝集体のストークス相当径の分布曲線における最大頻度のストークス相当径をいう。
また、半値幅(D50)とは、ストークス相当径最大頻度の50%の頻度が得られる位置の分布曲線の幅をいう。
本発明においては、次のように測定した。まず、カーボンブラックを水に加え、カーボンブラック濃度を0.05質量%にした後、超音波で充分に分散させた試料溶液を調製した。次いで、スピン液(蒸留水)10mLを回転ディスク(回転数:8000rpm)に加えた後、上記試料溶液を0.2ml注入し、遠心沈降を開始させ、光電沈降法により吸光度を測定した。その結果から、凝集体分布曲線を作成し、凝集体分布の半値幅(D1/2)およびストークス径(Dst)を算出した。なお、吸光度の測定には、Disk Centrifuge Photo sedimentometer(Joice Loebl社製)を使用した。
(Ratio between half-value width of aggregate distribution and Stokes diameter)
The ratio [(D50) / (Dst)] of the half-value width (D50) of the aggregate distribution and the Stokes diameter (Dst) represents the degree of distribution of the carbon black to be produced. Become sharp.
Here, the Stokes diameter (Dst) is the Stokes equivalent diameter of the maximum frequency in the distribution curve of the Stokes equivalent diameter of the aggregate obtained by centrifugal sedimentation of carbon black.
The half width (D50) refers to the width of the distribution curve at a position where 50% of the maximum Stokes equivalent diameter maximum frequency is obtained.
In this invention, it measured as follows. First, carbon black was added to water to adjust the carbon black concentration to 0.05% by mass, and then a sample solution sufficiently dispersed by ultrasonic waves was prepared. Next, 10 mL of spin solution (distilled water) was added to a rotating disk (rotation speed: 8000 rpm), and then 0.2 mL of the sample solution was injected to start centrifugal sedimentation, and the absorbance was measured by a photoelectric precipitation method. From the results, an aggregate distribution curve was prepared, and the half width (D1 / 2) and Stokes diameter (Dst) of the aggregate distribution were calculated. In addition, a disk centrifugal photo sidiometer (manufactured by Joye Loebl) was used for measuring the absorbance.

本発明においては、凝集体分布の半値幅(D50)とストークス径(Dst)との比[(D50)/(Dst)]は、0.62以下であり、0.62〜0.55であるのが好ましく、0.60〜0.57であるのがより好ましい。
凝集体分布の半値幅(D50)とストークス径(Dst)との比[(D50)/(Dst)]がこの範囲にあると、凝集体分布のシャープ化され、これによりカーボンブラックの分散性が良好となり、後述する本発明の高減衰積層体用ゴム組成物の加工性も良好となる。
In the present invention, the ratio [(D50) / (Dst)] between the half-value width (D50) of the aggregate distribution and the Stokes diameter (Dst) is 0.62 or less, and is 0.62 to 0.55. Is preferable, and it is more preferable that it is 0.60-0.57.
When the ratio [(D50) / (Dst)] of the half-value width (D50) of the aggregate distribution and the Stokes diameter (Dst) is within this range, the aggregate distribution is sharpened, and the dispersibility of the carbon black is thereby improved. The rubber composition for a highly attenuated laminate according to the present invention, which will be described later, also has good processability.

本発明のカーボンブラックは、後述する本発明の高減衰積層体のせん断弾性率の低下を抑制できる理由から、DBP吸収量が、115cm3/100g以下であるのが好ましく、95〜113cm3/100gがより好ましく、100〜110cm3/100gが更に好ましい。
ここで、DBP吸収量とは、カーボンブラックがフタル酸ジブチル(DBP)を吸収する能力の尺度であり、この値が小さいほどカーボンブラックのストラクチャーが小さくなる傾向がある。
また、DBP吸収量は、JIS K6217−4:2008に記載の「オイル吸収量の求め方」により測定した値を用いる。
Carbon black of the present invention, for reasons that can suppress a decrease in shear modulus of the high damping laminate of the present invention to be described later, DBP absorption amount, but preferably not more than 115cm 3 / 100g, 95~113cm 3 / 100g Is more preferable, and 100-110 cm < 3 > / 100g is still more preferable.
Here, the DBP absorption is a measure of the ability of carbon black to absorb dibutyl phthalate (DBP), and the smaller this value, the smaller the structure of carbon black.
Further, the DBP absorption amount uses a value measured according to “Obtaining oil absorption amount” described in JIS K6217-4: 2008.

本発明のカーボンブラックの製造方法は特に限定されず、燃焼条件、高温燃焼ガス流速、原料油の導入条件、反応停止時間等を適宜制御することによって製造することができる。具体的には、例えば、原料炭化水素をカーボンブラックに転化させる反応帯域において、焼成ガスを均一にして、高温(1600℃以上)かつ短時間(100m秒以内)で熱分解反応させる方法等が挙げられる。   The method for producing the carbon black of the present invention is not particularly limited, and can be produced by appropriately controlling combustion conditions, high-temperature combustion gas flow rate, feedstock introduction conditions, reaction stop time, and the like. Specifically, for example, in a reaction zone where raw material hydrocarbons are converted to carbon black, a method in which the calcination gas is made uniform and subjected to a thermal decomposition reaction at a high temperature (1600 ° C. or higher) and in a short time (within 100 msec), etc. It is done.

本発明の高減衰積層体用ゴム組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう。)は、ジエン系ゴム100質量部と、上述した本発明のカーボンブラック50〜90質量部とを含有する高減衰積層体用のゴム組成物である。
以下、本発明の組成物に用いられる各成分について説明する。
The rubber composition for highly attenuated laminates of the present invention (hereinafter also referred to as “the composition of the present invention”) contains 100 parts by mass of a diene rubber and 50 to 90 parts by mass of the above-described carbon black of the present invention. This is a rubber composition for a high attenuation laminate.
Hereinafter, each component used for the composition of this invention is demonstrated.

<ジエン系ゴム>
本発明の組成物に用いられるジエン系ゴムは、特に限定されず、具体的には、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(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、Cl−IIR)、クロロプレンゴム(CR)等が挙げられる。
これらのジエン系ゴムの平均分子量、単量体構成モル比、ハロゲン化率等は特に限定されず、用いられる用途に応じて任意に設定できる。
<Diene rubber>
The diene rubber used in the composition of the present invention is not particularly limited. Specifically, for example, 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, Cl-IIR), chloroprene rubber (CR) and the like.
The average molecular weight, monomer composition molar ratio, halogenation rate, and the like of these diene rubbers are not particularly limited, and can be arbitrarily set depending on the intended use.

これらのうち、本発明の組成物の加工性が良好となり、本発明の高減衰積層体の減衰性も良好となる理由から、天然ゴム(NR)が好ましい。
また、本発明の高減衰積層体の減衰性、せん断弾性率の温度依存性を低減させることができる理由から、ブタジエンゴム(BR)が好ましい。
Among these, natural rubber (NR) is preferable because the processability of the composition of the present invention is good and the high attenuation laminate of the present invention is also good.
In addition, butadiene rubber (BR) is preferred because the temperature dependency of the damping property and shear modulus of the high damping laminate of the present invention can be reduced.

本発明においては、上記ジエン系ゴムをそれぞれ1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
2種以上を併用する場合の上記ジエン系ゴムの好適な組み合わせとしては、ゴム成分同士の相溶性、加工性、グリーン強度および加硫物性に優れ、また、後述する本発明の高減衰積層体の温度依存性と減衰性を確保できる理由から、例えば、天然ゴム(NR)とブタジエンゴム(BR)との併用系、イソプレンゴム(IR)とブタジエンゴム(BR)との併用系、天然ゴム(NR)とイソプレンゴム(IR)とブタジエンゴム(BR)との併用系が好適に挙げられる。中でも、この特性がより優れる点で、天然ゴム(NR)とブタジエンゴム(BR)との併用系がより好ましい。これらの混合比率は特に限定されない。
In the present invention, each of the diene rubbers may be used alone or in combination of two or more.
As a suitable combination of the above diene rubbers when two or more kinds are used in combination, the rubber components are excellent in compatibility, processability, green strength and vulcanized physical properties. For example, natural rubber (NR) and butadiene rubber (BR) combined use system, isoprene rubber (IR) and butadiene rubber (BR) combined use system, natural rubber (NR) ), Isoprene rubber (IR) and butadiene rubber (BR). Among these, a combination system of natural rubber (NR) and butadiene rubber (BR) is more preferable in that this characteristic is more excellent. These mixing ratios are not particularly limited.

<カーボンブラック>
本発明の組成物に用いられるカーボンブラックは、上述した本発明のカーボンブラックである。
上記カーボンブラックの含有量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して50〜90質量部であり、60〜80質量部であるのが好ましく、65〜75質量部であるのがより好ましい。
上記カーボンブラックの含有量がこの範囲であると、上述した本発明のカーボンブラックにおいて説明した効果、すなわち、本発明の組成物の加工性が良好となり、また、後述する本発明の高減衰積層体の減衰性が高く、せん断弾性率も良好となる。
<Carbon black>
The carbon black used in the composition of the present invention is the carbon black of the present invention described above.
Content of the said carbon black is 50-90 mass parts with respect to 100 mass parts of said diene rubbers, It is preferable that it is 60-80 mass parts, and it is more preferable that it is 65-75 mass parts.
When the content of the carbon black is within this range, the effects described in the above-described carbon black of the present invention, that is, the processability of the composition of the present invention is improved, and the high-attenuation laminate of the present invention described later is used. The damping property is high and the shear modulus is also good.

<石油樹脂>
本発明の組成物は、更に、石油樹脂を含有するのが好ましい。
上記石油樹脂としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、C5系の脂肪族不飽和炭化水素の重合体、C9系の芳香族不飽和炭化水素の重合体、C5系の脂肪族不飽和炭化水素とC9系の芳香族不飽和炭化水素との共重合体等を使用することができる。
このような石油樹脂を含有することにより、加硫後の引張強さや切断時伸び等の物性が良好となり、また、後述する本発明の高減衰積層体の減衰性がより高くなる。
また、このような石油樹脂は、後述する石英とカオリナイトとの凝集体と組み合わせて用いると高減衰性および優れたせん断弾性率を安定して発揮できる。
<Petroleum resin>
The composition of the present invention preferably further contains a petroleum resin.
As the petroleum resin, conventionally known ones can be used, for example, C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon polymer, C9 aromatic unsaturated hydrocarbon polymer, C5 aliphatic. Copolymers of unsaturated hydrocarbons and C9 aromatic unsaturated hydrocarbons can be used.
By containing such a petroleum resin, physical properties such as tensile strength after vulcanization and elongation at break are improved, and the damping property of the high damping laminate of the present invention described later is further enhanced.
Such a petroleum resin can stably exhibit high damping properties and excellent shear modulus when used in combination with an aggregate of quartz and kaolinite described later.

C5系の脂肪族不飽和炭化水素としては、具体的には、例えば、ナフサの熱分解により得られるC5留分中に含まれる、1−ペンテン、2−ペンテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテンのようなオレフィン系炭化水素;2−メチル−1,3−ブタジエン、1,2−ペンタジエン、1,3−ペンタジエン、3−メチル−1,2−ブタジエンのようなジオレフィン系炭化水素;等が挙げられる。
これらは、適当な触媒の存在下で、重合または共重合されることが可能である。ここで、C5系の脂肪族不飽和炭化水素の重合体とは、一種のC5系の脂肪族不飽和炭化水素の単独重合体と、二種以上のC5系の脂肪族不飽和炭化水素の共重合体のいずれをもいう。
Specific examples of the C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon include, for example, 1-pentene, 2-pentene, 2-methyl-1-butene contained in a C5 fraction obtained by thermal decomposition of naphtha, Olefinic hydrocarbons such as 3-methyl-1-butene and 2-methyl-2-butene; 2-methyl-1,3-butadiene, 1,2-pentadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1 , 2-olefin hydrocarbons such as 2-butadiene;
These can be polymerized or copolymerized in the presence of a suitable catalyst. Here, the C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon polymer is a co-polymer of a single C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon homopolymer and two or more C5 aliphatic unsaturated hydrocarbons. It refers to any polymer.

C9系の芳香族不飽和炭化水素としては、具体的には、例えば、ナフサの熱分解により得られるC9留分中に含まれる、α−メチルスチレン、o−ビニルトルエン、m−ビニルトルエン、p−ビニルトルエンのようなビニル置換芳香族炭化水素等が挙げられる。
これらは、適当な触媒の存在下で、重合または共重合されることが可能である。ここで、C9系の芳香族不飽和炭化水素の重合体とは、一種のC9系の芳香族不飽和炭化水素の単独重合体と、二種以上のC9系の芳香族不飽和炭化水素の共重合体のいずれをもいう。
Specific examples of the C9 aromatic unsaturated hydrocarbon include, for example, α-methylstyrene, o-vinyltoluene, m-vinyltoluene, p contained in a C9 fraction obtained by thermal decomposition of naphtha. -Vinyl-substituted aromatic hydrocarbons such as vinyltoluene.
These can be polymerized or copolymerized in the presence of a suitable catalyst. Here, the C9 aromatic unsaturated hydrocarbon polymer is a co-polymer of a single C9 aromatic unsaturated hydrocarbon homopolymer and two or more C9 aromatic unsaturated hydrocarbons. It refers to any polymer.

また、C5系の脂肪族不飽和炭化水素とC9系の芳香族不飽和炭化水素との共重合体は、この共重合体の軟化点が高くなる点で、C9系の芳香族不飽和炭化水素ユニットが60モル%以上であるものが好ましく、90モル%以上であるものがより好ましい。
C5系の脂肪族不飽和炭化水素とC9系の芳香族不飽和炭化水素との共重合体は、適当な触媒の存在下で、共重合可能である。
In addition, a copolymer of a C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon and a C9 aromatic unsaturated hydrocarbon is a C9 aromatic unsaturated hydrocarbon in that the softening point of the copolymer is high. What a unit is 60 mol% or more is preferable, and what is 90 mol% or more is more preferable.
A copolymer of a C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon and a C9 aromatic unsaturated hydrocarbon can be copolymerized in the presence of a suitable catalyst.

本発明においては、上記石油樹脂は、ジエン系ゴムの物性に対し、その分子量および二重結合の反応性が影響を与えるので、軟化点(JIS K2207)が100℃以上のものが好ましく、120℃以上のものがより好ましい。   In the present invention, the petroleum resin preferably has a softening point (JIS K2207) of 100 ° C. or higher because the molecular weight and the reactivity of the double bond affect the physical properties of the diene rubber. The above is more preferable.

また、本発明においては、上記石油樹脂の含有量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜45質量部であるのが好ましく、10〜45質量部であるのがより好ましい。
石油樹脂の含有量がこの範囲であると、高減衰性を維持しつつ、温度依存性が小さく、長期の繰り返しせん断変形に対する安定性を悪化させることのないバランスの取れた高減衰積層体を得ることができる。
Moreover, in this invention, it is preferable that it is 5-45 mass parts with respect to 100 mass parts of said diene rubbers, and, as for content of the said petroleum resin, it is more preferable that it is 10-45 mass parts.
When the content of the petroleum resin is within this range, a balanced highly-damped laminate is obtained that maintains high damping properties but has low temperature dependence and does not deteriorate stability against long-term repeated shear deformation. be able to.

更に、本発明においては、後述する無機充填剤と上記石油樹脂との質量比(無機充填剤/石油樹脂)は、上記質量部の範囲において、1/0.2〜1/3.5であるのが好ましく、1/1〜1/3.0であるのがより好ましく、1/1〜1/2.5であるのが更に好ましい。
質量比がこの範囲であると、高減衰性、繰り返しせん断変形に対する安定性に優れる高減衰積層体を得ることができる。
Furthermore, in this invention, the mass ratio (inorganic filler / petroleum resin) of the inorganic filler mentioned later and the said petroleum resin is 1 / 0.2-1 / 3.5 in the range of the said mass part. Is more preferable, 1/1 to 1 / 3.0 is more preferable, and 1/1 to 1 / 2.5 is still more preferable.
When the mass ratio is within this range, it is possible to obtain a highly attenuated laminate having high attenuation and excellent stability against repeated shear deformation.

<シリカ>
本発明の組成物は、更に、シリカを含有するのが好ましい態様の1つである。
シリカは、従来公知のものを用いることができ、その具体例としては、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、コロイダルシリカ等を挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、シリカは、平均凝集粒径が、5〜50μmのものが好ましく、5〜30μmのものがより好ましい。
<Silica>
It is one of the preferred embodiments that the composition of the present invention further contains silica.
As the silica, conventionally known ones can be used, and specific examples thereof include fumed silica, calcined silica, precipitated silica, pulverized silica, fused silica, colloidal silica, etc., and these can be used alone. Or two or more of them may be used in combination.
Silica preferably has an average aggregate particle diameter of 5 to 50 μm, more preferably 5 to 30 μm.

本発明においては、上記シリカの含有量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜35質量部であるのが好ましく、10〜30質量部であるのがより好ましい。
シリカの含有量がこの範囲であると、減衰性およびせん断弾性率が優れた高減衰積層体を得ることができる。
In the present invention, the content of the silica is preferably 5 to 35 parts by mass, and more preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
When the silica content is within this range, a highly attenuated laminate having excellent damping properties and shear modulus can be obtained.

<無機充填剤>
本発明の組成物は、更に、無機充填剤を含有するのが好ましい態様の1つである。
上記無機充填剤には、上述したカーボンブラックおよびシリカは含まれない。
使用される無機充填剤としては、例えば、T−クレー、カオリンクレー、ろう石クレー、セリサイトクレー、焼成クレー等のソフトクレー;けいそう土;重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、タルク、石英とカオリナイトとの凝集体;等が挙げられる。
これらのうち、後述する本発明の高減衰積層体の減衰性および繰り返しせん断変形に対する物性の安定性を特に高く保つことができるという理由から、T−クレー、カオリンクレー、石英とカオリナイトとの凝集体が好ましい。
<Inorganic filler>
It is one of the preferred embodiments that the composition of the present invention further contains an inorganic filler.
The inorganic filler does not include the above-described carbon black and silica.
Examples of the inorganic filler used include soft clays such as T-clay, kaolin clay, wax stone clay, sericite clay, and calcined clay; diatomaceous earth; heavy calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, sulfuric acid And agglomerates of barium, talc, quartz and kaolinite.
Among these, the high damping laminate of the present invention, which will be described later, can maintain particularly high damping properties and stability of physical properties against repeated shear deformation, so that the coagulation of T-clay, kaolin clay, quartz and kaolinite. Aggregation is preferred.

ここで、上記石英とカオリナイトとの凝集体は、従来公知のものを使用することができる。中でも、塊状石英と板状のカオリナイトとの天然結合物であることが好ましい。
市販品としては、具体的には、例えば、シリチン(シリチンZ86、シリチンV85、シリチンN82、シリチン85、シリチンN87、(いずれもホフマンミネラル社製))等が好適に挙げられる。なお、人工的に製造された同様の構造を有するものを用いることもできる。
本発明の組成物は、上述したように、上記石英とカオリナイトとの凝集体を含む場合、特に、減衰性およびせん断弾性率の安定性改善効果に優れ、上記石油樹脂と組み合わせて用いると、減衰性およびせん断弾性率をより安定して発揮できる。
Here, conventionally known aggregates of quartz and kaolinite can be used. Especially, it is preferable that it is a natural coupling | bonding material of block quartz and plate-shaped kaolinite.
Specific examples of commercially available products include siritin (Siritin Z86, Siritin V85, Siritin N82, Siritin 85, Siritin N87 (all manufactured by Hoffman Mineral Co., Ltd.)). In addition, what has the same structure manufactured artificially can also be used.
As described above, when the composition of the present invention contains an aggregate of quartz and kaolinite, it is particularly excellent in the effect of improving the stability of damping property and shear modulus, and when used in combination with the petroleum resin, Damping and shear modulus can be exhibited more stably.

また、上記石英とカオリナイトとの凝集体を構成する石英とカオリナイトの質量比(石英/カオリナイト)は特に限定されないが、後述する本発明の高減衰積層体が繰り返しせん断変形されても、より高い減衰性およびより優れたせん断弾性率を安定して発揮できるという理由から、石英とカオリナイトの質量比は、12/1〜1/1であるのが好ましく、9/1〜2/1であるのがより好ましい。   Further, the mass ratio of quartz and kaolinite constituting the aggregate of quartz and kaolinite (quartz / kaolinite) is not particularly limited, but even if the high attenuation laminate of the present invention described later is repeatedly shear-deformed, The mass ratio of quartz and kaolinite is preferably 12/1 to 1/1, because higher damping properties and higher shear modulus can be stably exhibited, and 9/1 to 2/1. It is more preferable that

更に、上記石英とカオリナイトとの凝集体は、石英とカオリナイトとの他に、例えば、酸化鉄、リン成分、硫黄成分を含むことができる。このような凝集体は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Further, the aggregate of quartz and kaolinite can contain, for example, iron oxide, phosphorus component, and sulfur component in addition to quartz and kaolinite. Such an aggregate may be used independently and may use 2 or more types together.

本発明においては、上記無機充填剤の含有量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜55質量部が好ましく、10〜50質量部がより好ましく、15〜40質量部が更に好ましい。
無機充填剤の含有量がこの範囲であると、高い減衰性を維持しつつ、長期の繰り返しせん断変形に対する減衰性およびせん断弾性率を安定な高減衰積層体を得ることができる。
In the present invention, the content of the inorganic filler is preferably 5 to 55 parts by mass, more preferably 10 to 50 parts by mass, and still more preferably 15 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. .
When the content of the inorganic filler is within this range, it is possible to obtain a highly-damped laminate having a stable damping property and shear modulus for a long-term repeated shear deformation while maintaining a high damping property.

また、本発明においては、上記シリカと上記無機充填剤との合計量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して、20〜75質量部であるのが好ましく、30〜65質量部がより好ましい。
シリカと無機充填剤との合計量がこのような範囲である場合、減衰性がより高くなり、長期の繰り返しせん断変形に対する減衰性およびせん断弾性率がより安定なものとなる、バランスの優れた高減衰積層体が得られる。
In the present invention, the total amount of the silica and the inorganic filler is preferably 20 to 75 parts by mass, more preferably 30 to 65 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. .
When the total amount of silica and inorganic filler is in such a range, the damping is higher, the damping against long-term repeated shear deformation and the shear modulus are more stable, and the balance is high. A damping laminate is obtained.

更に、本発明においては、上記シリカと上記無機充填剤の質量比は、1/1〜1/2.5であるのが好ましく、1/1〜1/2.0であるのがより好ましい。シリカと無機充填剤との質量比がこの範囲の場合、本発明の組成物の加工性がより良好となる。   Furthermore, in the present invention, the mass ratio of the silica to the inorganic filler is preferably 1/1 to 1 / 2.5, and more preferably 1/1 to 1 / 2.0. When the mass ratio of silica to the inorganic filler is within this range, the processability of the composition of the present invention becomes better.

<添加剤>
本発明の組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、その他の添加剤を含有することができる。
上記添加剤としては、例えば、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、加硫助剤、難燃剤、耐候剤、耐熱剤等が挙げられる。
加硫剤としては、具体的には、例えば、硫黄;TMTDなどの有機含硫黄化合物;ジクミルペルオキシドなどの有機過酸化物;等が挙げられる。
加硫促進剤としては、具体的には、例えば、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(CBS)などのスルフェンアミド類;メルカプトベンゾチアゾールなどのチアゾール類;テトラメチルチウラムモノスルフィドなどのチウラム類;ステアリン酸;等が挙げられる。
老化防止剤としては、具体的には、例えば、TMDQなどのケトン・アミン縮合物;DNPDなどのアミン類;スチレン化フェノールなどのモノフェノール類;等が挙げられる。
可塑剤としては、具体的には、例えば、フタル酸誘導体(例えば、DBP、DOP等)、セバシン酸誘導体(例えば、DBS等)のモノエステル類等が挙げられる。
軟化剤としては、具体的には、例えば、パラフィン系オイル(プロセスオイル)等が挙げられる。
<Additives>
The composition of the present invention can contain other additives as necessary within a range not impairing the object of the present invention.
Examples of the additive include a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent, a plasticizer, a softening agent, a vulcanization aid, a flame retardant, a weathering agent, and a heat resistance agent.
Specific examples of the vulcanizing agent include sulfur; organic sulfur-containing compounds such as TMTD; organic peroxides such as dicumyl peroxide; and the like.
Specific examples of the vulcanization accelerator include sulfenamides such as N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide (CBS); thiazoles such as mercaptobenzothiazole; tetramethylthiuram monosulfide and the like. Thiurams; stearic acid; and the like.
Specific examples of the antiaging agent include ketone / amine condensates such as TMDQ; amines such as DNPD; monophenols such as styrenated phenol; and the like.
Specific examples of the plasticizer include phthalic acid derivatives (for example, DBP, DOP and the like), sebacic acid derivatives (for example, DBS and the like) monoesters, and the like.
Specific examples of the softening agent include paraffinic oil (process oil).

本発明の組成物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、上述した各成分を配合した未加硫ゴム組成物を、公知の方法、装置(例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等)を用いて、混練等により調製できる。   Although the manufacturing method of the composition of this invention is not specifically limited, For example, a well-known method and apparatus (for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, etc.) are used for the unvulcanized rubber composition which mix | blended each component mentioned above. And can be prepared by kneading.

本発明の高減衰積層体は、上述した本発明の組成物と硬質板とを交互に積層して得られる高減衰積層体であり、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。   The high attenuation laminate of the present invention is a high attenuation laminate obtained by alternately laminating the above-described composition of the present invention and a hard plate, and is a structure used for bridge support, building base isolation, etc. It is.

図1に、本発明の高減衰積層体の実施態様の一例を表す高減衰積層体の断面概略図を示す。図1において、符号1は高減衰積層体(免震積層体)を表し、符号2は硬質板を表し、符号3は本発明の高減衰積層体用ゴム組成物を表す。   In FIG. 1, the cross-sectional schematic of the high attenuation | damping laminated body showing an example of the embodiment of the high attenuation | damping laminated body of this invention is shown. In FIG. 1, the code | symbol 1 represents a high attenuation | damping laminated body (seismic isolation laminated body), the code | symbol 2 represents a hard board, and the code | symbol 3 represents the rubber composition for high attenuation | damping laminated bodies of this invention.

図1に一例として示すように、本発明の高減衰積層体1は、本発明の高減衰積層体用ゴム組成物3と、硬質板2(例えば、一般構造用鋼板、冷間圧延鋼板等)とが交互に積層されて構成される。
また、この高減衰積層体1は、本発明の高減衰積層体用ゴム組成物3と硬質板2との間に接着層を設けて構成してもよく、また、接着層を設けずに直接加硫して構成してもよい。
As shown in FIG. 1 as an example, the high attenuation laminate 1 of the present invention includes a rubber composition 3 for a high attenuation laminate of the present invention and a hard plate 2 (for example, a general structural steel plate, a cold rolled steel plate, etc.). Are alternately stacked.
The high attenuation laminate 1 may be configured by providing an adhesive layer between the rubber composition 3 for the high attenuation laminate of the present invention and the hard plate 2, or directly without providing the adhesive layer. It may be configured by vulcanization.

図1においては、本発明の高減衰積層体1は、本発明の高減衰積層体用ゴム組成物3と、硬質板2とを交互に積層させた状態が図示されているが、高減衰積層体用ゴム組成物3は2層以上を積層させた構造としてもよい。
また、図1においては、本発明の高減衰積層体用ゴム組成物3について6層、硬質板2について7層の合計13層の例を示してあるが、本発明の高減衰積層体1の本発明の高減衰積層体用ゴム組成物3と硬質板2との積層数はこれに限定されず、用いられる用途、要求される特性等に応じて、任意に設定できる。
更に、本発明の高減衰構造体1の大きさ、全体の厚さ、本発明の高減衰積層体用ゴム組成物3の層の厚さ、硬質板の厚さ等についても、用いられる用途、要求される特性等に応じて、任意に設定できる。
In FIG. 1, the high attenuation laminate 1 of the present invention is shown in a state where the rubber composition 3 for the high attenuation laminate of the present invention and the hard plate 2 are alternately laminated. The body rubber composition 3 may have a structure in which two or more layers are laminated.
Moreover, in FIG. 1, although the example of a total of 13 layers of 6 layers about the rubber composition 3 for high attenuation laminated bodies of this invention and 7 layers about the hard board 2 is shown, the high attenuation laminated body 1 of this invention is shown. The number of laminated layers of the rubber composition 3 for a highly attenuated laminate of the present invention and the hard plate 2 is not limited to this, and can be arbitrarily set according to the intended use, required characteristics, and the like.
Furthermore, the size of the high attenuation structure 1 of the present invention, the overall thickness, the layer thickness of the rubber composition 3 for the high attenuation laminate of the present invention, the thickness of the hard plate, etc. It can be set arbitrarily according to the required characteristics.

本発明の高減衰積層体を製造するには、本発明の高減衰積層体用ゴム組成物をシート状に成形した後に加硫して、シート状のゴム組成物を得た後、接着剤を含む層を設けて硬質板と交互に積層させてもよいし、また、あらかじめ未加硫の本発明の高減衰積層体用ゴム組成物をシート状に成形し、硬質板と交互に積層した後、加熱して加硫・接着を同時に行ってもよい。   In order to produce the highly attenuated laminate of the present invention, the rubber composition for the highly attenuated laminate of the present invention is molded into a sheet and then vulcanized to obtain a sheet-like rubber composition, and then the adhesive is used. It may be laminated alternately with a hard plate by providing a layer, or after the rubber composition for a highly damped laminate of the present invention which has not been vulcanized in advance is formed into a sheet shape and alternately laminated with a hard plate The vulcanization and adhesion may be performed simultaneously by heating.

本発明の高減衰積層体は、上述した本発明の組成物を用いているため、減衰性が高く、せん断弾性率にも優れるという効果を有する。
具体的には、後述するラップシェアせん断試験により測定する減衰性能の指標となる等価減衰定数(Heq)が0.18以上となり、同様に測定するせん断弾性率(Geq)が0.84以上となる。
Since the highly attenuated laminate of the present invention uses the above-described composition of the present invention, it has an effect of high attenuation and excellent shear modulus.
Specifically, an equivalent damping constant (Heq) that is an index of damping performance measured by a lap shear shear test described later is 0.18 or more, and a shear elasticity modulus (Geq) that is similarly measured is 0.84 or more. .

等価減衰定数(Heq)およびせん断弾性率(Geq)は、ラップシェアせん断試験により測定される。
図2は、ラップシェア型せん断試験用試料の模式的な側面図である。図2において、符号4はラップシェア型せん断試験用試料を表し、符号5は圧延した未加硫ゴム組成物を表し、符号6は鋼板を表す。
未加硫ゴム組成物5は、幅25mm×長さ25mm×厚さ5mmのサイズに圧延された、本発明の組成物の未加硫ゴム組成物である。鋼板6は、表面がサンドブラストされ、金属接着剤が塗布された鋼板(幅25mm×長さ100mm×厚さ20mm)である。
ラップシェア型せん断試験用試料4は、未加硫ゴム組成物5と鋼板6とを、図2に示されるように配置(積層)した後に、130℃で120分プレス加硫して得られる。
The equivalent damping constant (Heq) and shear modulus (Geq) are measured by a lap shear shear test.
FIG. 2 is a schematic side view of a sample for a lap shear type shear test. In FIG. 2, the code | symbol 4 represents the sample for a lap shear type shear test, the code | symbol 5 represents the rolled unvulcanized rubber composition, and the code | symbol 6 represents a steel plate.
The unvulcanized rubber composition 5 is an unvulcanized rubber composition of the composition of the present invention that has been rolled to a size of 25 mm wide × 25 mm long × 5 mm thick. The steel plate 6 is a steel plate (width 25 mm × length 100 mm × thickness 20 mm) having a surface sandblasted and coated with a metal adhesive.
The sample 4 for lap shear type shear test is obtained by placing (stacking) the unvulcanized rubber composition 5 and the steel plate 6 as shown in FIG. 2 and then press vulcanizing at 130 ° C. for 120 minutes.

ラップシェアせん断試験は、加振機(サギノミヤ社製)、入力信号発振機、出力信号処理機を用いて、以下に示す条件で行われる。
上記のように作製されたラップシェア型せん断試験用試料を用いて、2軸せん断試験機による変形周波数0.5Hz、測定温度23℃で、175%歪みを10回加えたときの各1回のせん断特性値の平均を求める。
具体的には、上記ラップシェア型せん断試験にて得られたヒステリシス曲線が示すXmaxおよびQmaxを用い、等価減衰定数(Heq)およびせん断弾性率(Geq)を下記式(1)、(2)に従って算出する。図3に、ラップシェア型せん断試験にて得られたヒステリシス曲線の一例を示す。
The lap shear shear test is performed under the following conditions using a vibrator (manufactured by Saginomiya), an input signal oscillator, and an output signal processor.
Using the lap shear type shear test sample prepared as described above, each time when a 175% strain was applied 10 times at a deformation frequency of 0.5 Hz by a biaxial shear tester at a measurement temperature of 23 ° C. Obtain the average shear characteristic value.
Specifically, using the Xmax and Qmax indicated by the hysteresis curve obtained in the lap shear type shear test, the equivalent damping constant (Heq) and shear modulus (Geq) are determined according to the following formulas (1) and (2). calculate. FIG. 3 shows an example of a hysteresis curve obtained by a lap shear type shear test.

Figure 2010285560
Figure 2010285560

式(1)中、△Wはヒステリシスループの面積(図3中、斜線部分)である。
式(2)中、Keqは下記式(3)で表され、Hは高減衰積層体中に積層されるゴム層の合計の厚みを表し、Aはゴム層の断面積である。
In equation (1), ΔW is the area of the hysteresis loop (the shaded area in FIG. 3).
In the formula (2), Keq is represented by the following formula (3), H represents the total thickness of the rubber layer laminated in the high attenuation laminate, and A is the cross-sectional area of the rubber layer.

Figure 2010285560
Figure 2010285560

高減衰積層体は、振動エネルギーの吸収装置として用いられればその用途、適用条件等は、特に限定されない。中でも、上述の優れた特性を有するため、建築用の振動エネルギーの吸収装置として用いられるのが好ましく、例えば、各種の免震、除振、防振等の振動エネルギーの吸収装置(より具体的には、例えば、道路橋の支承や、橋梁、ビルの基礎免震、戸建免震用途)に好適に用いられる。   The use, application conditions, and the like of the high attenuation laminate are not particularly limited as long as the high attenuation laminate is used as a vibration energy absorber. Among these, since it has the above-described excellent characteristics, it is preferably used as a vibration energy absorption device for buildings. For example, various vibration energy absorption devices for vibration isolation, vibration isolation, vibration isolation, etc. Is suitably used for, for example, support of road bridges, bridges, building base isolation, and detached base isolation applications).

以下、本発明を実施例に従ってより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely according to an Example, this invention is not limited to the following Example.

(カーボンブラック1〜4の製造)
カーボンブラック製造プラントを用い、下記第1表に示す原料油量(kg/h)、燃料油量(kg/h)および総空気量(Nm3/h)等の条件を調整し、下記第1表に示す窒素吸着比表面積(NSA)[m2/g]、CTAB吸着比表面積(CTAB)[m2/g]、DBP吸収量[cm3/100g]、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差[m2/g]、および、凝集体分布の半値幅(D50)[mm]とストークス径(Dst)[mm]との比[(D50)/(Dst)]となるようにカーボンブラック1〜4を製造した。
なお、カーボンブラック1、3および4については、新日化カーボン(株)に製造を依頼することで入手可能であり、カーボンブラック2については、新日化カーボン社製の「ニテロン#415UD」という商品名で入手可能である。
(Production of carbon blacks 1 to 4)
Using a carbon black production plant, the conditions such as the amount of raw material oil (kg / h), the amount of fuel oil (kg / h) and the total amount of air (Nm 3 / h) shown in Table 1 below are adjusted. Table nitrogen adsorption specific surface area shown (NSA) [m 2 / g ], CTAB adsorption specific surface area (CTAB) [m 2 / g ], DBP absorption [cm 3 / 100g], the nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area And carbon so that the difference [m 2 / g] and the ratio of the half-value width (D50) [mm] of the aggregate distribution to the Stokes diameter (Dst) [mm] [(D50) / (Dst)] Blacks 1 to 4 were produced.
Carbon blacks 1, 3 and 4 can be obtained by requesting production from Shin Nikka Carbon Co., Ltd., and carbon black 2 is referred to as “Niteron # 415UD” manufactured by Nippon Nikkei Carbon Co., Ltd. Available under the trade name.

Figure 2010285560
Figure 2010285560

(実施例1〜3、比較例1〜5:ラップシェア型せん断試験用試料の作製)
まず、下記第2表に示す組成(単位は質量部)になるように、各化合物を配合してB型バンバリーミキサーにて5分間混練し、未加硫ゴム組成物を調製した。
次に、調製した未加硫ゴム組成物を幅25mm×長さ25mm×厚さ5mmのサイズに圧延した。
圧延後の未加硫ゴム組成物(図2中の5)と、表面をサンドブラストして金属接着剤を塗布した鋼板(幅25mm×長さ100mm×厚さ20mm、図2中の6)とを、図2のラップシェア型せん断試験用試料4の側面図に示すように配置(積層)した後に、130℃で120分プレス加硫してラップシェア型せん断試験用試料を作製した。
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-5: Preparation of samples for lap shear type shear test)
First, each compound was blended and kneaded in a B-type Banbury mixer for 5 minutes so as to have the composition shown in Table 2 below (unit is part by mass) to prepare an unvulcanized rubber composition.
Next, the prepared unvulcanized rubber composition was rolled into a size of width 25 mm × length 25 mm × thickness 5 mm.
An unvulcanized rubber composition after rolling (5 in FIG. 2) and a steel plate (25 mm wide × 100 mm long × 20 mm thick, 6 in FIG. 2) coated with a metal adhesive by sandblasting the surface. 2 was placed (laminated) as shown in the side view of the lap shear type shear test sample 4 in FIG. 2, and then press vulcanized at 130 ° C. for 120 minutes to prepare a lap shear type shear test sample.

<ムーニー粘度>
得られた未加硫のゴム組成物について、JIS K6300−1:2001に準じて、L形ロータを使用し、予熱時間1分、試験温度125℃の条件で、ムーニー粘度を測定した。結果を第2表に示す。
ここで、125℃におけるムーニー粘度は、100以下であれば加工性に優れていると判断できるが、量産時における加工性の観点からは90以下であるのが好ましい。
<Mooney viscosity>
About the obtained unvulcanized rubber composition, Mooney viscosity was measured according to JIS K6300-1: 2001 using an L-shaped rotor under the conditions of a preheating time of 1 minute and a test temperature of 125 ° C. The results are shown in Table 2.
Here, if the Mooney viscosity at 125 ° C. is 100 or less, it can be determined that the processability is excellent, but it is preferably 90 or less from the viewpoint of processability during mass production.

<引張物性>
得られた未加硫ゴム組成物を148℃のプレス成型機を用い、面圧3.0MPaの圧力下で45分間加硫して、2mm厚の加硫シートを作製した。このシートからJIS3号ダンベル状の試験片を打ち抜き、引張速度500mm/分での引張試験をJIS K6251-2004に準拠して行い、引張強さ(TB)[MPa]、切断時伸び(EB)[%]、100%モジュラス(M100)[MPa]および300%モジュラス(M300)[MPa]を室温にて測定した。結果を第2表に示す。
<Tensile properties>
The obtained unvulcanized rubber composition was vulcanized for 45 minutes under a pressure of 3.0 MPa using a press molding machine at 148 ° C. to prepare a vulcanized sheet having a thickness of 2 mm. A JIS No. 3 dumbbell-shaped test piece was punched from this sheet, and a tensile test at a tensile speed of 500 mm / min was conducted in accordance with JIS K6251-2004. Tensile strength (T B ) [MPa], elongation at break (E B ) [%], 100% modulus (M 100 ) [MPa] and 300% modulus (M 300 ) [MPa] were measured at room temperature. The results are shown in Table 2.

<ラップシェアせん断試験>
上記ラップシェア型せん断試験用試料に対して、加振機(サギノミヤ社製)、入力信号発振機、出力信号処理機を用い、ラップシェアせん断試験を行った。なお、各実施例で使用したラップシェア型せん断試験用試料の数は10個であった。
具体的には、上記ラップシェア型せん断試験用試料に対し、2軸せん断試験機による変形周波数0.5Hz、測定温度23℃で、175%歪みを10回加えたときの各1回のせん断特性値の平均を求めた。
このラップシェアせん断試験によって得られたヒステリシス曲線が示すXmaxおよびQmaxを用い、上記式(1)および(2)に従って平均せん断特性値(Geq、Heq)を求めた。結果を第2表に示す。
ここで、せん断弾性率(Geq)は、高い値が望ましいが、0.84以上であるのが好ましく、0.90以上であるのがより好ましい。
また、等価減衰定数(Heq)は、高い値が望ましいが、0.18以上であるのが好ましく、0.19以上であるのがより好ましい。
<Lap shear test>
A lap shear shear test was performed on the lap shear type shear test sample using a vibrator (manufactured by Saginomiya), an input signal oscillator, and an output signal processor. The number of lap shear type shear test samples used in each example was ten.
Specifically, the shear characteristics of each time when 175% strain was applied 10 times at a deformation frequency of 0.5 Hz by a biaxial shear tester and a measurement temperature of 23 ° C. with respect to the lap shear type shear test sample. The average of the values was obtained.
Using Xmax and Qmax indicated by the hysteresis curve obtained by this lap shear shear test, average shear characteristic values (Geq, Heq) were determined according to the above formulas (1) and (2). The results are shown in Table 2.
Here, the shear modulus (Geq) is desirably a high value, but is preferably 0.84 or more, and more preferably 0.90 or more.
The equivalent attenuation constant (Heq) is desirably a high value, but is preferably 0.18 or more, and more preferably 0.19 or more.

Figure 2010285560
Figure 2010285560

上述したカーボンブラック1〜4以外の第2表中の各成分は、以下のものを使用した。
・天然ゴム:STR20、SIAM INDO RUBBER社製
・ブタジエンゴム:NipolBR1220、日本ゼオン社製
・シリカ:ニプシールAQ、東ソー・シリカ社製
・クレー:SUPREX CLAY、ケンタッキーテネシークレイカンパニー社製
・酸化亜鉛:亜鉛華3号、正同化学工業社製
・ステアリン酸:ビーズステアリン酸YR、日本油脂社製
・石油樹脂:ハイレジン#120S(軟化点120℃、東邦化学社製)
・老化防止剤:6C、精工化学社製
・ワックス:サンノック、大内新興化学工業社製
・オイル:アロマオイル(AO−MIX、三共油化社製)
・硫黄:粉末イオウ、細井化学工業社製
・加硫促進剤:ノクセラーCZ、大内新興化学工業社製
The components shown in Table 2 other than the carbon blacks 1 to 4 described above were as follows.
・ Natural rubber: STR20, manufactured by SIAM INDO RUBBER ・ Butadiene rubber: NipolBR1220, manufactured by Nippon Zeon ・ Silica: Nipseal AQ, manufactured by Tosoh Silica ・ Clay: SUPREX PLAY, manufactured by Kentucky Tennessee Clay Company ・ Zinc oxide: Zinc No. 3, manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd. ・ Stearic acid: beads stearic acid YR, manufactured by NOF Corporation ・ Petroleum resin: High Resin # 120S (softening point 120 ° C., manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.)
・ Anti-aging agent: 6C, manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd. ・ Wax: Sunnock, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. ・ Oil: Aroma oil (AO-MIX, manufactured by Sankyo Oil Chemical Co., Ltd.)
・ Sulfur: Sulfur powder, manufactured by Hosoi Chemical Co., Ltd. ・ Vulcanization accelerator: Noxeller CZ, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.

第1表および第2表から明らかなように、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差、および、凝集体分布の半値幅(D50)とストークス径(Dst)との比が所定の範囲にないカーボンブラック2を用いた場合は、減衰性およびせん断弾性率を向上させる観点からその配合量を増やした場合はムーニー粘度が高く加工性に劣ることが分かった(比較例1〜3参照)。
また、凝集体分布の半値幅(D50)とストークス径(Dst)との比が所定の範囲にないカーボンブラック3を用いて調製したゴム組成物(比較例4)は、加工性は優れるが、減衰性が低く、せん断弾性率が低くなることが分かった。
また、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差、および、凝集体分布の半値幅(D50)とストークス径(Dst)との比が所定の範囲にないカーボンブラック4を用いて調製したゴム組成物(比較例5)は、加工性は優れるがせん断弾性率が低くなることが分かった。
これに対し、窒素吸着比表面積、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差、および、凝集体分布の半値幅(D50)とストークス径(Dst)との比が所定の範囲となるカーボンブラック1を用いて調製したゴム組成物(実施例1〜3)は、加工性に優れ、減衰性が高く、せん断弾性率にも優れることが分かった。
As apparent from Tables 1 and 2, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and the CTAB adsorption specific surface area, and the ratio between the half-value width (D50) of the aggregate distribution and the Stokes diameter (Dst) are within a predetermined range. When carbon black 2 not used was used, it was found that the Mooney viscosity was high and the processability was poor when the blending amount was increased from the viewpoint of improving the damping property and the shear modulus (see Comparative Examples 1 to 3). .
In addition, the rubber composition (Comparative Example 4) prepared using the carbon black 3 in which the ratio between the half width of the aggregate distribution (D50) and the Stokes diameter (Dst) is not within the predetermined range is excellent in processability. It was found that the damping property was low and the shear modulus was low.
Further, a rubber prepared using carbon black 4 in which the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and the CTAB adsorption specific surface area, and the ratio between the half-value width (D50) of the aggregate distribution and the Stokes diameter (Dst) are not within a predetermined range. The composition (Comparative Example 5) was found to have excellent processability but low shear modulus.
In contrast, carbon black in which the nitrogen adsorption specific surface area, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and the CTAB adsorption specific surface area, and the ratio of the half-value width (D50) of the aggregate distribution to the Stokes diameter (Dst) are within a predetermined range. It was found that the rubber compositions (Examples 1 to 3) prepared using No. 1 were excellent in processability, high in damping properties, and excellent in shear modulus.

1 高減衰積層体(免震積層体)
2 硬質板
3 本発明の高減衰積層体用ゴム組成物
4 ラップシェア型せん断試験用試料
5 圧延した未加硫ゴム組成物
6 鋼板
1 High attenuation laminate (Seismic isolation laminate)
2 Hard plate 3 Rubber composition for high attenuation laminate of the present invention 4 Sample for lap shear type shear test 5 Rolled unvulcanized rubber composition 6 Steel plate

Claims (5)

窒素吸着比表面積が150〜250m2/gであり、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差が25m2/g以下であり、かつ、凝集体分布の半値幅(D50)とストークス径(Dst)との比[(D50)/(Dst)]が0.62以下であるカーボンブラック。 Nitrogen adsorption specific surface area of 150 to 250 2 / g, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area of not more than 25 m 2 / g, and a half width of aggregate distribution (D50) and the Stokes diameter ( Carbon black whose ratio [(D50) / (Dst)] to Dst) is 0.62 or less. ジエン系ゴム100質量部と請求項1に記載のカーボンブラック50〜90質量部とを含有する高減衰積層体用ゴム組成物。   A rubber composition for a high damping laminate comprising 100 parts by mass of a diene rubber and 50 to 90 parts by mass of the carbon black according to claim 1. 更に、石油樹脂を含有する請求項2に記載の高減衰積層体用ゴム組成物。   The rubber composition for a high attenuation laminate according to claim 2, further comprising a petroleum resin. 前記石油樹脂の含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して5〜45質量部である請求項3に記載の高減衰積層体用ゴム組成物。   The rubber composition for a high attenuation laminate according to claim 3, wherein the content of the petroleum resin is 5 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. 請求項2〜4のいずれかに記載の高減衰積層体用ゴム組成物と硬質板とを交互に積層して得られる高減衰積層体。   A high attenuation laminate obtained by alternately laminating the rubber composition for a high attenuation laminate according to any one of claims 2 to 4 and a hard plate.
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