JP3418832B2 - 積層体 - Google Patents
積層体Info
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Description
エラストマー板と導電性金属板とを接着剤により積層固
着してなる積層体に関するものである。
震、防振、吸音等のエネルギー減衰機能を有したエラス
トマー板と金属板の積層体、例えば(免震材、ゴム支
承)、防振ゴム、制振鋼板、吸音板等がある。これらの
積層ゴムは、上述の如く一枚以上のほぼ等しく加硫され
たエラストマー板と導電性金属板とを接着剤により交互
に積層固着してなるものの例である。予め加硫されたエ
ラストマー板を用いることで、エラストマー板、導電性
金属板及び接着剤を積層した状態において、加圧しなが
ら接着剤を外部から加熱することにより前記接着剤を短
時間で硬化させて製造時間を短縮させるようにしてい
る。
は外部から内部に向かって昇温せしめられて硬化するも
のであるからから、以下に示すような問題があった。 .接着剤の全てを十分に硬化させるには多くの時間が
かかり、特に多層とした場合、積層ゴムの製造に多くの
時間を要することになる。 .型等を外周部に用いない場合、その部分は放熱の影
響が避けられず、温度が低くなることがあり、エラスト
マー板と導電性金属板相互における内外部での接着剤の
硬化度合いが相違するので接着力が均一にならない。 .接着のため高温で加圧すると、エラストマー板自体
が加圧方向に沈み込む(圧縮永久歪み)が発生して、製
品の高さ不良となる。
形型を用い、寸法を固定してしまう方法があるが、型を
用いることで型自体が必要となり、付随的に離型剤処
理、仕込み、脱型、掃除等の工程も付加されることにな
り時間短縮効果は薄れてしまう。 .外部からの加熱であるため、接着剤の硬化時間を短
縮しようとすると熱盤の温度より高温にせざるをえない
が、この場合エラストマー板の物性が劣化することがあ
る。
度を140℃超にすると、天然ゴムに加硫戻りが生じる
ことがあり、予め均一に加硫して整えた物性が変動する
ことになる。
は、短時間で製造でき、エラストマー板と導電性金
属板相互における内外部での接着力がほぼ均一であり、
成形型を用いなくても寸法不良の問題が発生すること
なく、エラストマー板の物性の劣化がほとんどない積
層体を提供することを課題とする。
この発明の積層体は、加硫され且つ粘弾性を有したエラ
ストマー板と導電性金属板相互を接着剤により積層固着
して成る積層体において、接着剤はエラストマー板より
も損失係数が高く設定されたものとしてあり、誘電加熱
により接着剤を加熱してエラストマー板と導電性金属板
相互を接着一体化して成る。 (請求項2記載の発明)この発明の積層体は、加硫され
且つ粘弾性を有した複数枚のエラストマー板と複数枚の
導電性金属板相互を交互に接着剤により積層固着して成
る積層体において、接着剤はエラストマー板よりも損失
係数が高く設定されたものとしてあり、誘電加熱により
接着剤を加熱してエラストマー板と導電性金属板相互を
接着一体化して成る。 (請求項3記載の発明)この発明の積層体は、上記請求
項1又は2記載の発明に関し、エラストマー板及び導電
性金属板の外周部に、接着剤により外周被覆材を接着一
体化してあり、前記接着剤又は/及び外周被覆材は、エ
ラストマー板よりも損失係数が高く設定されたものとし
てある。 (請求項4記載の発明)この発明の積層体は、上記請求
項1乃至3のいずれかに記載の発明に関し、接着剤とし
て用いられる材料が、誘電材料を主成分又は副成分とし
て含んでいる。 (請求項5記載の発明)この発明の積層体は、上記請求
項3記載の発明に関し、外周被覆材として用いられる材
料が、誘電材料を主成分又は副成分として含んでいる。
いては以下の発明の実施の形態の欄で説明する。
示した図面に従って説明する。 〔実施形態1〕図1はこの発明の実施形態の積層体Sを
示し、図2は前記積層体Sの製造方法を示している。 (この積層体Sの構成について)この積層体Sは、図1
や図2に示すように、複数枚のエラストマー板1と複数
枚の導電性金属板2相互を接着剤3により交互に積層固
着して成り、最上下の導電性金属板2は建造物側や地盤
側等に取り付けるために厚肉の取付板2a,2bとして
ある。なお、この積層体Sは以下に示す装置9による誘
電加熱により接着剤3を加熱してエラストマー板1と導
電性金属板2相互を接着一体化して成る。
ように加硫されたものであり、粘弾性を有している。な
お、エラストマー板1は積層体の大きさにより厚みは相
違するが、0.1〜50mm程度のものが使用できる。
もつ高分子物質の総称で、物性面から高分子物質を分類
する方式の一つによる分類である。エラストマーは小さ
な応力でかなり大きな変形をおこし、応力を除去したと
きその変形から急速にほとんど元の形にまで戻ろうとす
る、所謂ゴム状弾性を示す高分子物質で、だいたいにお
いて加硫ゴムはエラストマーに分類される。
ており、0.1〜8mm(取付板2a,2bが1〜50
mm)に設定されたものとしてある。
配合により異なるが、0.01〜50程度まで広い範囲
を採り得る。接着剤3は、誘電材料を主成分又は副成分
として含み、その損失係数はエラストマー板の損失係数
よりも相対的に高い値としてある。また、接着剤3はプ
ライマーと上塗りで合計約20〜100ミクロン程度の
厚みで使用される。
体積(1cm2 )中に毎秒あたり発生する熱エネルギー
Pは次式で示される。
δ(W/cm3 ) ここで、Eは電界の強さ(V/m)、fは周波数(H
z)、εrは比誘電率、tanδは誘電体損失角であ
る。εr・tanδは誘電体の性質を表すもので、物質
固有の値であり、損失係数と呼ばれる。上式は、電気的
条件が同一ならば損失係数の値が熱エネルギーの大きさ
を決めることを示している。
う。具体的にはフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン
樹脂、塩化ビニル、酸化チタン陶器等の陶器類、ジエチ
レングリコール等のグリコール類、トリエタノールアミ
ン等のアミン類、硫化ゴム等を含む硫化物、含水物質、
あるいはクロル基等のハロゲン化合物やシアノ基等を含
む極性物質が該当する。さらに、これらの極性基を有す
る物質より成る接着剤や被覆材も高発熱性を有すること
になる。
ゴムであるアクリロニトリロゴム、クロロプレンゴム等
は発熱しやすく、スチレン・ブタジエンゴム、天然ゴ
ム、ブチルゴム等は発熱性が劣るとされる。但し、この
発熱性もカーボンブラックを添加することで大幅に改善
することが可能である。特に、粒子径の小さなカーボン
ブラックほど昇温特性はよくなる。このカーボンブラッ
ク配合ゴムも誘電材料である。
中的に加熱するには、加硫したエラストマーより相対的
に高い損失係数を持つ接着剤を用いるとよい。そのため
にはゴムが非極性タイプならば極性物質より成る接着処
理や接着剤(ハロゲン化イソシアヌル酸等によるハロゲ
ン化処理、塩素系成分の入った市販加硫接着剤シクソン
P−6−1及びOSN−2、メタロックP−30及びG
−15等)が使われ、極性タイプのゴムに対しては、そ
れ以上の損失係数となるべくカーボンブラックや極性物
質等を適宜配合された接着処理や接着剤が用いられるこ
とになる。
材の選定においても同じであり、放熱による温度低下を
補う被覆材及び被覆材用の接着剤の配合を行うことにな
る。 (この積層体Sを製造するための装置9について)装置
9は、図2に示すように、基台90と、基台90の上方
に設けられた油圧シリンダー91と、前記油圧シリンダ
91の出力軸端に取り付けられている押圧板92と、前
記押圧板92に垂下固定された非導電性部材製の棒状押
圧部93とを具備し、前記棒状押圧部93の下端に平行
電極板P1を、基台40の上面に平行電極板P2を、そ
れぞれ取り付けると共に、平行電極板P1,P2相互間
に高周波発振器8を設けてある。 (この積層体Sの製造方法について)先ず、接着剤のア
ンカー効果を得るために、導電性金属板2及び加硫ゴム
の接着面に対して粗面化処理を行う。その後導電性金属
板表面に下塗りとしてシクソンOSN−2、プライマー
としてシクソンP−6−1を合計約80ミクロン塗布し
てエラストマー板1と導電性金属板2を交互に積層して
いき、この積層状態で図2に示すように、平行電極板P
1,P2で挟み込む。
ら高周波発振器8をON状態にして、接着剤3が硬化し
て導電性金属板2(取付板2a,2b含む)とエラスト
マー板1とが完全に接着すると考えられる30分間、周
波数1〜100MHz、好ましくは13.56MHzを
発生させる。このON状態の時間はエラストマー板や接
着剤の種類や配合、サイズ、形状によっても異なり、各
別に最適条件を見つける必要がある。またONとOFF
を組み合わせて温度の均一化を図ることも可能であり、
ONの後のOFF状態にても余熱を使って、加圧したま
まで接着を完了させることもできる。
取り除くと共に高周波発振器8をOFF状態にし、自然
冷却する。
了するが、完成した積層体Sは以下の及びに示す如
く優れたものになる。 .誘電加熱での導電性金属板とエラストマーの積層体
加熱においては、我々が先に出願した特開平11−48
396号及び特開平11−48397号により、全ての
導電性電極板2が中間電極板として機能して、積層体の
均一加熱が得られることになる。これにより全ての接着
剤3が同時に昇温することが可能であるため、接着剤3
は従来100kg/cm2 で最低100℃×1時間の条
件で接着していたが、積層体の中央部にこの条件を与え
るために熱盤は150℃設定としており、その近くのゴ
ムは高温にさらされることになっていた。
集中的に加熱でき、外部から熱伝導にて加熱する従来の
方法に対して昇温及び接着に要する時間は1/2〜1/
4(その際エラストマー部分は約60℃以下)に短縮で
きて、完全に硬化する。この時間短縮効果は、サイズが
大きくなるにつれてより大きくなる。よって、積層体S
が高温下で加圧される時間が非常に短くなるので、積層
方向の寸法変化を減少させることができ、またエラスト
マー板1の物性の劣化はほとんどない。 .全ての導電性電極板2が中間電極板として機能し
て、全ての接着剤3が同時に昇温されるから、接着剤3
は全域においてほぼ均一に硬化することになる。したが
って、エラストマー板1と導電性金属板2相互における
内外部での接着力がほぼ均一であり、積層体Sとしての
物性は優れたものとなる。 (その他)このように型を用いないで誘電加熱を施す場
合、積層体Sの外周部は放熱の影響で加熱が困難になる
が、積層体Sの外周部付近における接着剤3の厚みを他
の部分よりも厚くすることで接着に必要な温度を確保で
きる。また、厚鋼板でできた取付板2a,2bによる吸
熱に対する対策についても同様の方法で解決できる。 〔実施形態2〕この実施形態の積層体S1は、実施形態
1の積層体Sに接着剤3によって外周被覆材4を接着し
て成るが、上記装置9による誘電加熱により接着剤3を
加熱して積層体Sと外周被覆材4相互を接着一体化した
ものである。なお、前記外周被覆材4は耐候性に優れた
エラストマーにより構成されている。
れる。
の内周となる面の少なくともいずれか一方に接着剤3を
塗布し、積層体Sの外周に外周被覆材4を巻回状態にす
る。
に外周被覆材4を巻回したものを損失係数の小さい材質
からなる加圧板70,71等で囲み、前記加圧板70,
71等が位置ずれしないようにゴムバンド5で止める。
加圧板及びゴムバンド等は、その損失係数がエラストマ
ー板、接着剤、外周被覆材の損失係数より低い非導電性
の材料であるなら使用可能である。例えば、エポキシ樹
脂板(所謂ガラエポ)やフェノール樹脂板、MCナイロ
ン、ガラスクロス、織布、繊維、エラストマー板、もし
くはそれぞれの複合体等の材料がそれぞれの損失係数に
応じて選択される。
トし、誘電加熱・加圧した後冷却すると積層体S1の製
造は完了する。
塗り込んだものでもよい。 .外周被覆材4は、誘電材料を主成分又は副成分とし
て含み、エラストマー板1よりも損失係数が高いエラス
トマーで構成してもよい。この場合、外周被覆材4は温
度が高くなるので、外周部からの放熱があっても積層体
S1の外周部分の温度低下を抑制できる。なお、この外
周被覆材4を使った場合、積層体Sと外周被覆材4の接
着に使用される接着剤は損失係数が高くないものも使用
できる。 .積層体S1が平面視円形状である場合は、加圧板を
使用することなく、外周被覆材4の上からゴムバンドで
止めるか又は紐で縛った状態で、誘電加熱・加圧するこ
とができる。 〔他の実施形態〕上記実施形態1の積層体Sの外周面を
見栄えの良いものとすべく、接着剤を使用することなく
当該外周面に、ゴムやテープを巻き付けたり、塗装する
ようにしてもよい。
れたエラストマー板とは、全加硫だけではなく半加硫の
もの(外部は全加硫であって内部だけが半加硫であり、
保形性を有するもの)も含む。
次の効果を有する。
ように、短時間で製造でき、エラストマー板と導電
性金属板相互における内外部での接着力がほぼ均一であ
り、成形型を用いなくても寸法不良の問題が発生する
ことなく、エラストマー板の物性の劣化がほとんどな
い積層体を提供できた。
図。
に、周囲を樹脂板で囲んだ状態を示す斜視図。
図。
Claims (5)
- 【請求項1】 加硫され且つ粘弾性を有したエラストマ
ー板と導電性金属板相互を接着剤により積層固着して成
る積層体において、接着剤はエラストマー板よりも損失
係数が高く設定されたものとしてあり、誘電加熱により
接着剤を加熱してエラストマー板と導電性金属板相互を
接着一体化して成ることを特徴とする積層体。 - 【請求項2】 加硫され且つ粘弾性を有した複数枚のエ
ラストマー板と複数枚の導電性金属板相互を交互に接着
剤により積層固着して成る積層体において、接着剤はエ
ラストマー板よりも損失係数が高く設定されたものとし
てあり、誘電加熱により接着剤を加熱してエラストマー
板と導電性金属板相互を接着一体化して成ることを特徴
とする積層体。 - 【請求項3】 エラストマー板及び導電性金属板の外周
部に、接着剤により外周被覆材を接着一体化してあり、
前記接着剤又は/及び外周被覆材は、エラストマー板よ
りも損失係数が高く設定されたものとしてあることを特
徴とする請求項1又は2記載の積層体。 - 【請求項4】 接着剤として用いられる材料が、誘電材
料を主成分又は副成分として含んでいることを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれかに記載の積層体。 - 【請求項5】 外周被覆材として用いられる材料が、誘
電材料を主成分又は副成分として含んでいることを特徴
とする請求項3記載の積層体。
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---|---|---|---|---|
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2001
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