JP4331003B2 - 高減衰支承用ゴム組成物および高減衰支承体 - Google Patents
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また、本発明は、支承体が繰り返し剪断変形されても、高減衰性および優れた剛性を安定して発揮できる支承体に用いられるゴム組成物を提供することを目的とする。
上記目的は、以下に示す(1)〜(4)の本発明によって達成される。
石英とカオリナイトの凝集体5〜55質量部と、
石油樹脂10〜55質量部とを含有する高減衰支承用ゴム組成物。
(3)さらに、カーボンブラックを含有する上記(1)または(2)に記載の高減衰支承用ゴム組成物。
本発明の高減衰支承用ゴム組成物は、ゴム成分100質量部と、石英とカオリナイトの凝集体5〜55質量部と、石油樹脂10〜55質量部とを含有するものである。
これらの中でも、減衰性、加工性等のバランスがよい観点からNRが、支承体の減衰性、剪断弾性率の温度依存性を低減させる観点からBRがそれぞれ好ましい。
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。
上記石英とカオリナイトの凝集体を含む高減衰支承用ゴム組成物は、特に、後述する減衰性および剛性の安定性改善効果に優れ、後述する石油樹脂と組み合わせて用いると、高減衰性および優れた剛性を安定して発揮できる。
該特性により優れる点で、含量の上限は、ゴム成分100質量部に対して、40質量部であることがより好ましく、30質量部であることが特に好ましい。同様に、含量の下限は、ゴム成分100質量部に対して、5質量部であることが好ましく、該特性により優れる点で、10質量部であることがより好ましい。
上記石油樹脂を含む高減衰支承用ゴム組成物は、特に、減衰性改善効果に優れ、上述した石英とカオリナイト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剛性を安定して発揮できる。
これらは、適当な触媒の存在下で、重合あるいは共重合可能である。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。
これらは、適当な触媒の存在下で、重合あるいは共重合可能である。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。
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。
本発明に用いられるカーボンブラックは、特に限定されないが、CTAB吸着比表面積が100m2/g以上、好ましくは、110〜370m2/gのカーボンブラックであることが好ましい。
CTAB(セチルトリメチルアンモニウムブロミド)比表面積は、カーボンブラックがゴム分子との吸着に利用できる表面積をセチルトリメチルアンモニウムブロミドの吸着によって測定した値である。CTABが上記範囲であれば、得られるゴム組成物を使用する支承体の減衰性を高く維持することができる。
このようなカーボンブラックとしては、例えば、SAF、ISAF等を挙げることができる。
なお、CATB吸着比表面積は、ASTM D3765−80に記載の方法により測定することができる。
図1に、本発明の高減衰支承体の一例を表す高減衰支承体1の断面概略図を示す。図1において、1は高減衰支承体(免震積層体)であり、2は硬質板であり、3は本発明の高減衰支承用ゴム組成物である。
本発明の高減衰支承体1は、本発明の高減衰支承用ゴム組成物3と、例えば一般構造用鋼板、冷間圧延鋼板等からなる硬質板2とが交互に積層されて構成される。また、この支承体1は、本発明の高減衰支承用ゴム組成物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。
なお、本発明の高減衰支承体1は、本発明の高減衰支承用ゴム組成物3と、硬質板2とを交互に積層させてなるが、高減衰支承用ゴム組成物3は2層以上を積層させた構造としてもよい。
本発明の高減衰支承体におけるHeq変化比の下限は、繰り返し剪断変形に対してHeqの低下が小さい(減衰性の低下が小さい)との観点から、0.82以上が好ましく、この特性により優れる点で、0.84以上がより好ましく、0.86以上が特に好ましい。また、本発明の高減衰支承体におけるGeq変化比の上限は、Geqの上昇が小さい(剪断剛性の上昇が小さい)との観点から、1.07以下が好ましく、これらにより優れる点で、1.06以下がより好ましく、1.05以下が特に好ましい。Geq変化比の下限は、Geqの低下が小さいとの観点から、0.93以上が好ましく、これらにより優れる点で、0.94以上がより好ましく、0.95以上が特に好ましい。
作製したラップシェア型剪断試験用試料を用いて、2軸剪断試験機による変形周波数0.5Hz、測定温度23℃下、175%歪みを10回加えたときの各1回の剪断特性値の平均(n=10)(Geq1、Heq1)を求める。Geq1、Heq1は、上記ラップシェア型剪断試験にて得られたヒステリシスループより、下記式(1)、(2)に従って算出する。
また、この支承体を用いて、引き続き、同様の条件で、70%歪みを5000回加えた後に上記剪断特性値と同条件で再度平均剪断特性値(Geq2、Heq2)を求める。
式(2)中、Keqは下記式(3)で表され、Hは支承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。
ラップシェア型剪断試験用試料は、下記第1表に記載の組成(単位は質量部)にて、各化合物を配合してB型バンバリーミキサーにて5分間混練して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ものと、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)とを、図2のラップシェア型剪断試験用試料4の側面図に示すように配置(積層)した後に、130℃で120分プレス加硫して作製した。
ラップシェア剪断試験を上記の方法と同様にして、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て、作製したラップシェア型剪断試験用試料を用いて、2軸剪断試験機による変形周波数0.5Hz、測定温度23℃下、175%歪みを10回加えたときの各1回の剪断特性値の平均(n=10)(Geq1、Heq1)を求めた。次に、この支承体を用いて、同様の条件で、引き続き70%歪みを5000回加えた後に、上記剪断特性値と同条件で再度平均剪断特性値(Geq2、Heq2)を求めた。次に、Geq2をGeq1で割ったGeq変化比およびHeq2をHeq1で割ったHeq変化比を求めた。
結果を第1表に示す。
天然ゴム:TSR20
ブタジエンゴム:NipolBR1220、日本ゼオン社製
シリチン:シリチンZ86(質量比(石英:カオリナイト)約6.8:1、密度2.6g/cm3)、ホフマンミネラル社製
石油樹脂:ハイレジン#120(軟化点120℃、東邦化学社製 )
カーボンブラック:ダイヤブラックI、三菱化学社製
カオリンクレー:Suprex Clay、ケンタッキーテネシークレイカンパニー社製
アロマオイル:ダイアナプロセスAH−20、出光興産社製
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
また、本明細書の比較例には示していないが、比較例5のカオリンクレーの代わりにタルクを用いた支承体は、破断特性に劣り、剪断変形を受けるとゴム組成物の部分に亀裂を生じた。
一方、実施例1および2の支承体は、等価減衰定数および剪断弾性率が好適範囲にあり、繰り返し剪断変形を受けた後もこれらの特性に大きな変化はなかった。
2 硬質板
3 本発明の高減衰支承用ゴム組成物
4 ラップシェア型剪断試験用試料
5 圧延した未加硫ゴム組成物
6 鋼板
Claims (4)
- ゴム成分100質量部と、
石英とカオリナイトの凝集体5〜55質量部と、
石油樹脂10〜55質量部とを含有する高減衰支承用ゴム組成物。 - 前記石英とカオリナイトの凝集体に対する前記石油樹脂の質量比(石英とカオリナイトの凝集体:石油樹脂)が、1:0.9〜1:3.5である請求項1に記載の高減衰支承用ゴム組成物。
- さらに、カーボンブラックを含有する請求項1または2に記載の高減衰支承用ゴム組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の高減衰支承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支承体。
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