JPH04212844A - 免震積層体用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、免震積層体用ゴム組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物などの構造物用の免震装置として
、積層免震構造体が広く利用されはじめている。このよ
うな、免震装置は積層免震構造体を構造物と基礎との間
に挿入して、地震のエネルギーが建築構造物へ伝達され
るのを小さくする働きを有している。この積層免震構造
体には種々の構造のものが提案されているが、基本的に
は硬質板と粘弾性的性質を有する高減衰性のゴム層とを
交互に貼り合わせた構造を有している（図１参照）。

【０００３】従来、高減衰を発現させるためにはゴム中
にカーボンブラックや充填剤を多量に配合したり、ガラ
ス転移点の高いポリマーを添加する方法がある。このよ
うな方法だと、得られるゴム組成物の伸びが小さくなっ
たり、あるいは弾性率の温度依存性が大きくなり、−１
０℃程度の低温域では弾性率が大きくなり過ぎることと
なる。

【０００４】免震積層体は地震発生時、剪断変形を起こ
すことによって免震効果とダンピング効果を発生し、そ
の剪断変形は大きいほどよく、剪断変形伸び（％）とし
て、５５０％以上のものが望まれている。また、免震積
層体の使用温度は３０℃あたりから−１０℃の間である
が、低温側で弾性率が高くなりすぎないことが重要であ
る。

【０００５】更に、上記ダンピング効果は、免震積層体
に大変形（例えば剪断変形量５％以上）を生じさせる比
較的大きな地震に対して特に有効となる。従って免震積
層体は大変形領域（例えば５％以上）における減衰性が
大きいことが重要である。そのためには、大変形領域に
於いてｔａｎδが大きいことが要求される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記要求を満
たす高減衰性のゴムであって、弾性率の温度依存性およ
び圧縮永久歪が小さく、剪断変形伸びが５５０％を越え
る特性を有し、且つ剪断歪５％以上の大変形領域におい
てｔａｎδが大きい、ゴム組成物を提供することを、目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、基材ゴム１０
０重量部に対して、ヨウ素吸着量７０〜１１５ｍｇ／ｇ
およびＤＢＰ吸油量Ａ法１１５〜７０ｍｌ／１００ｇの
ゴム用カーボンブラック３０〜７０重量部を含むゴム組
成物に於いて、組成物が更に軟化点７０〜１４０℃で且
つ臭素価０〜２．０の芳香族系石油樹脂と、クマロンイ
ンデン樹脂及びロジンまたはいずれか一方とを式

【数２
】 を満足する配合割合で含む免震積層体用ゴム組成物を、
提供する。

【０００８】本発明に用いる基材ゴムとしては天然ゴム
及び合成ゴム等が挙げられ、１種以上使用してよい。合
成ゴムとしてはポリイソプレンゴム等が好ましいが、他
のゴム（ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム等
）を全ゴム中２０重量部程度加えてもよい。

【０００９】本発明のゴム組成物中に配合するカーボン
ブラックはヨウ素吸着量７０〜１１５ｍｇ／ｇ、好まし
くは８０〜１１０ｍｇ／ｇで、かつＤＢＰ吸油量Ａ法１
１５〜７０ｍｌ／１００ｇ、好ましくは１１０〜７０ｍ
ｌ／１００ｇである。カーボンブラックのヨウ素吸着量
、ＤＢＰ吸油量Ａ法はＪＩＳ　Ｋ６２１１にもとずいて
測定する。カーボンブラックのヨウ素吸着量が７０ｍｇ
／ｇより小さい場合は減衰が小さくなる。ヨウ素吸着量
が１１５ｍｇ／ｇより大きいと、ゴム組成物の伸びが小
さくなり、また混練り、カレンダー、押出等の加工性が
悪くなる。 カーボンーブラックのＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００
ｇより小さい場合、分散が悪くなる。カーボンブラック
のＤＢＰ吸油量が１１５ｍｌ／１００ｇを越えると、切
断伸びが小さくなる。

【００１０】カーボンブラックの添加量はゴム１００重
量部に対して３０〜７０重量部、好ましくは４０〜６５
重量部である。カーボンブラックの配合量が３０重量部
より少ないと減衰が小さくなり、７０重量部を越えると
切断時伸びが小さくなる。

【００１１】本発明において、ゴムに配合する芳香族系
石油樹脂は芳香族環とメチレン基が交互に結合し芳香族
環以外の二重結合を含有しない芳香族系石油樹脂である
。その軟化点は７０〜１４０℃、好ましくは８０〜１３
０℃である。軟化点が７０℃より低いものは減衰が小さ
く、軟化点が１４０℃より高いものは混練中に溶解しに
くく、分散不良も生じやすい。また、臭素価は０〜２．
０、臭素価０が好ましく、２．０をこえると伸び、剪断
変形伸びが小さくなる。

【００１２】この芳香族系石油樹脂の配合量はゴム１０
０重量部に対して５〜５０重量部が好ましい。５重量部
より少ないと減衰力が低下したり、剪断伸びが小さくな
る欠点を有し、５０重量部を越えるとゴム加工時、混練
性、カレンダー性が悪くなる。

【００１３】本発明に於いては、大変形領域に於けるｔ
ａｎδを大きくするために、更にクマロンインデン樹脂
及び／又はロジンを配合するのが好ましい。尚、クマロ
ンインデン樹脂の方がｔａｎδ及び加工性の点に於いて
より好ましい。クマロンインデン樹脂及びロジンの配合
割合は

【数３】 を満足するのが好ましい。数３が５未満では十分な減衰
性が得られず、５０を超過すると弾性率の温度依存性、
圧縮永久歪が極端に悪くなると共に著しく粘着性が増し
加工性が極端に悪くなる。上記数３において、Ａは０〜
２５、Ｂは５〜３５が好ましい。又Ａが２５を超過する
と弾性率が高くなり過ぎたり剪断伸びが減少することと
なる。数３の領域を図示すると図４のようになる。尚、
ＡおよびＢが好ましい範囲の場合を図中斜線で示した。 さらに例えば０．２５以上の高ｔａｎδを必要とする場
合は図中交叉斜線で示した範囲が好ましい。

【００１４】本発明のゴム組成物には、加硫剤（例えば
、硫黄）、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、充填剤
、軟化剤、粘着付与剤等を必要に応じて、添加する。

【００１５】本発明のゴム組成物は上記成分を混練した
のち、１５０℃で加硫成形する。得られた加硫ゴムは剪
断変形伸びは５５０％を越える。

【００１６】本発明のゴム組成物の各物性は以下の方法
で測定する。引張強さ（ｋｇ／ｃｍ２）、伸び（％）お
よび圧縮永久歪み（％）はＪＩＳ　Ｋ６３０１に準じて
行い、剪断変形伸びは厚み５ｍｍの試料を図２に示すよ
うに鉄板に加硫接着し、上下の鉄板を水平方向に引っ張
り、破断時伸び率を測定した。

【００１７】動的剪断複素弾性率（Ｇ＊）およびＴａｎ
δは周波数０．５ｈｚ，温度３０℃および−１０℃，剪
断歪み±５０％の条件で測定した。

【００１８】

【実施例】本発明を実施例により、具体的に説明する。 実施例Ａ〜ＥとＫ〜Ｑ、Ｒ、Ｔ、Ｕおよび比較例Ｆ〜Ｊ
とＳ、Ｖ 　　第１表および第２表に示すカーボンブラック、芳香
族系石油樹脂を用いて第３表〜第６表にそれぞれ示すゴ
ム組成物を混練し、その組成物を１５０℃で３５分間プ
レス加硫して得られる加硫ゴムの諸物性値を測定した。 結果をそれぞれの表に示している。 配合設計目標値としては以下の通りである。 Ｔａｎδ（３０℃）　　；　　０．２以上剪断弾性率の
温度依存性，Ｇ＊（−１０℃）／Ｇ＊（３０℃）：２．
５以下 剪断変形伸び：５５０％以上

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】

【表４】

【００２３】

【表５】

【００２４】

【表６】

【００２５】

【表７】

【００２６】本発明の請求範囲内のカーボンブラック、
芳香族系石油樹脂をもちいた実施例Ａ、ＢはＴａｎδも
大きく、剪断変形伸びも大きい、比較例Ｇ、Ｊと比べる
と剪断変形伸びですぐれ比較例Ｆと比べるとＴａｎδに
おいてすぐれている。

【００２７】また、比較例Ｈ、Ｉに示すように本発明の
カーボンブラックを用いても比較例Ｈの場合の様に添加
量がすくないとＴａｎδが小さすぎ、比較例Ｉのように
多すぎると、剪断変形伸びが小さくなる。次に、実施例
Ｃ、Ｄ、Ｅは天然ゴムとポリイソブレンゴムをブレンド
し、本発明の請求範囲内のカーボンブラック，芳香族系
石油樹脂を用いたものである。Ｃ、Ｄ、ＥいずれもＴａ
ｎδは大きく、剪断変形伸びも大きく良好である。

【００２８】実施例Ｋ〜Ｎ及びＰ、Ｑ、Ｔ、Ｕは図４中
斜線部を満たす配合量でありｔａｎδ、剪断伸び、加工
性共に良好である。実施例Ｏ及びＲは数３は満たすが斜
線部外の配合であり、Ｏはｔａｎδ、剪断伸びが大きく
良好であるが、加工性において劣り、Ｒはｔａｎδが小
さい。

【００２９】比較例Ｖはｔａｎδが小さく、比較例Ｓは
加工性が悪い。

【００３０】各種ゴム用樹脂を用いた場合のｔａｎδと
剪断歪の相関関係測定試験 （試験例１〜８）天然ゴム１００重量部に対し各種ゴム
用樹脂を４０重量部配合し、その加硫物の動的粘弾性の
歪依存性を測定した。第７表及び図３に実験結果を示し
た。

【表８】

【表９】 試験例１、７はそれぞれクマロンインデン樹脂及びロジ
ンを天然ゴム１００重量部（ｐｈｒ）に対し４０ｐｈｒ
配合した。樹脂を添加していない試験例６に比べ、特に
大変形領域におけるｔａｎδの増大が顕著である。これ
に対し、試験例２、３はそれぞれアルキルフェノール樹
脂＊１、ＤＣＰＤ樹脂＊２を配合したが、これらの樹脂
は特に微小歪領域におけるｔａｎδの増大が顕著である
。さらに試験例８は微粉タルクを１５０ｐｈｒ配合した
が、微小歪におけるｔａｎδは大きいが、大変形におけ
るｔａｎδは小さい。また、芳香族樹脂＊３を配合した
試験例４は上記配合の中間的性質をもつ。すなわち、ク
マロンインデン樹脂及びロジンは免震積層体の配合剤に
好適である。 アルキルフェノール樹脂＊１：ＰＲ　　１９９００（住
友デュレズ（株）） ＤＣＰＤ樹脂＊２：クイントン　　１３２５（日本ゼオ
ン（株））

【発明の効果】本発明のゴム組成物は高い減衰性を示す
ばかりでなく、他の性能例えば、弾性率の温度依存性、
剪断変形伸びにも優れており免震積層体に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　積層免震構造体の１例を示す断面図である
。

【図２】　　剪断変形伸びの測定を示す図である。

【図３】　　各種ゴム用樹脂を用いた場合のｔａｎδと
剪断歪の相関関係を示す図である。

【図４】　　クマロンインデン樹脂とロジンの配合量を
示す数３の領域を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基材ゴム１００重量部に対して、ヨウ
   素吸着量７０〜１１５ｍｇ／ｇおよびＤＢＰ吸油量Ａ法
   １１５〜７０ｍｌ／１００ｇのゴム用カーボンブラック
   ３０〜７０重量部を含むゴム組成物に於いて、組成物が
   更に軟化点７０〜１４０℃で且つ臭素価０〜２．０の芳
   香族系石油樹脂と、クマロンインデン樹脂及びロジンま
   たはいずれか一方とを式 【数１】 を満足する配合割合で含む免震積層体用ゴム組成物。