JPH0753783A - 免震ゴム用高減衰ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工性をはじめ、減衰性、実用温度領域での
動的貯蔵弾性率の温度依存性、低伸長応力、静的せん断
弾性率などの物性にすぐれた免震ゴム用高減衰ゴム組成
物を提供すること。 【構成】 天然ゴムとハイスチレンラバーとを天然ゴム
／ハイスチレンラバー（重量比）が２／１〜２０／１と
なるように含有させてなるゴム成分１００重量部に対し
て、クマロンインデン樹脂１０〜２０重量部を配合して
なる免震ゴム用高減衰ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、免震ゴム用高減衰ゴム
組成物に関する。さらに詳しくは、振動伝達エネルギー
の伝達緩和材、振動エネルギー吸収材などとして好適に
使用しうる免震ゴム用高減衰ゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、人や建物および該建物の内部の各
種機器類を地震などの振動から守るための免震構造が普
及しつつある。免震構造は、その設置部位から建物と基
礎の間に設置して建物全体の免震を図る「基礎免震」
と、特定の床や階だけの免震を図る「床免震」に大別さ
れる。

【０００３】前記基礎免震は、建物の荷重を支持しなが
ら横振れを長周期化し、地震が収まったのちに建物をも
との位置に戻すものであり、一般に鉛コア、鋼材、オイ
ルダンパーなどのコア材が埋め込まれた積層体が用いら
れている。前記積層体は、塑性変形で地震エネルギーを
吸収し、衝撃力を減衰し、免震効果を発揮するものであ
る。したがって、積層体には、鉛直方向に対する荷重支
持機能と水平方向に対する弾性復元機能が必要とされ、
一方、鉛コアやオイルダンパーなどのコア材には、振動
減衰機能が必要とされる。しかしながら、かかる積層体
は、その構造が複雑であり、また工期、コストの面でも
不利になるという欠点がある。

【０００４】そこで、この免震構造全体を簡素化するた
めに、振動減衰機能を積層体のゴム自体にもたせた免震
ゴム用高減衰ゴムの開発が検討されている。

【０００５】ところで、一般にゴム材料に高減衰性をも
たせるためには、カーボンブラックやオイルなどの軟化
剤を多量に配合する方法が知られており、かかる方法
は、特開昭６３−２２８４７号公報、特開平１−１０３
６３７号公報、特開平２−３２１３５号公報、特開平２
−３０８８３５号公報、特開平２−３４６４３号公報、
特開平３−１７７４４１号公報などに提案されている。
しかしながら、かかる方法では、たとえばヒステリシス
ロス、伸び、実用温度領域での弾性率の変化、破壊強度
などの機能上必要とされる特性のバランスが充分でない
という欠点がある。

【０００６】そこで、本発明者は、特願平４−１８９５
７号明細書で高減衰性と、破壊強度、伸び、弾性率の温
度依存性および耐クリープ性とのバランスにすぐれた免
震ゴム用高減衰ゴム組成物を提案しているが、かかる方
法では、弾性率が高い免震ゴム用高減衰ゴム組成物をう
るためには、補強性充填剤であるカーボンブラックを増
量しなければならず、このようにカーボンブラックを増
量したばあいには、伸びや加工性が低下するという問題
がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は前
記従来技術に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、減衰性（ヒ
ステリシスロス）、実用温度領域での動的貯蔵弾性率の
温度依存性、低伸長応力、静的せん断弾性率などの物性
にすぐれた免震ゴム用高減衰ゴム組成物を見出し、本発
明を完成するにいたった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、天
然ゴムとハイスチレンラバーとを天然ゴム／ハイスチレ
ンラバー（重量比）が２／１〜２０／１となるように含
有させてなるゴム成分１００重量部に対して、クマロン
インデン樹脂１０〜２０重量部を配合してなる免震ゴム
用高減衰ゴム組成物に関する。

【０００９】

【作用および実施例】本発明の免震ゴム用高減衰ゴム組
成物は、前記したように、天然ゴムとハイスチレンラバ
ーとを天然ゴム／ハイスチレンラバー（重量比）が２／
１〜２０／１となるように含有させてなるゴム成分１０
０重量部に対して、クマロンインデン樹脂１０〜２０重
量部を配合させたものである。

【００１０】本発明に用いられる天然ゴムは、通常のゴ
ム製品に用いられるものであればとくに限定がないが、
耐久性および加工性の点で技術的な格付けがされたもの
が好ましい。とくに好ましい天然ゴムとしては、粘度安
定化された天然ゴムがあげられる。

【００１１】また、本発明に用いられるハイスチレンラ
バーとしては、そのスチレンの含有率が、あまりにも高
いばあいには、天然ゴムと混ざりにくくなり、またあま
りにも低いばあいには、ハイスチレンラバーの配合量を
必然的に多くしなければならず、配合物中の天然ゴム量
が減少し、天然ゴムが本来有するすぐれた破壊強度、伸
び、耐クリープ性などが低下する傾向があるので、５５
〜８５重量％であることが好ましい。

【００１２】前記天然ゴムとハイスチレンラバーとの配
合割合は天然ゴム／ハイスチレンラバー（重量比）が２
／１〜２０／１、好ましくは４／１〜１９／１となるよ
うに調整する。ハイスチレンラバーの配合割合が前記範
囲よりも小さいばあいには、ハイスチレンラバーの添加
効果が充分でなくなり、弾性率および加工性が充分に向
上しなくなり、また前記範囲よりも大きいばあいには、
天然ゴムが本来有するすぐれた破壊強度、伸び、耐クリ
ープ性などの性質が低下し、引張強さ、伸び、永久圧縮
歪みが悪化する。

【００１３】また、本発明に用いられるクマロンインデ
ン樹脂は、一般にゴム用粘着付与剤、接着剤、塗料など
に用いられているものであればよい。かかるクマロンイ
ンデン樹脂の軟化点は、あまりにも低いばあいには、液
状となり、減衰性（ヒステリシスロス）の向上効果が充
分でなくなり、あまりにも高いばあいには、天然ゴムと
均一に混合しがたくなる傾向があるので、３３３〜３９
８Ｋ、なかんづく３６３〜３９３Ｋであることが好まし
い。

【００１４】クマロンインデン樹脂の配合量は、あまり
にも多いばあいには、弾性率が低下する傾向があり、ま
たあまりにも少ないばあいには減衰性（ヒステリシスロ
ス）が小さくなるので、前記ゴム成分１００重量部に対
して１０〜２０重量部、好ましくは１０〜１５重量部で
ある。

【００１５】なお、前記ゴム組成物には、必要により、
たとえばイオウ、過酸化物などの加硫剤、Ｎ−シクロヘ
キシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−
オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾリルスルフェンア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリ
ルスルフェンアミドなどのスルフェンアミドなどのスル
フェンアミド類；メルカプトベンゾチアゾール、ジベン
ゾチアジルジスルフィド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、テトラメチルチウラムジ
スルフィドなどのチウラム類などの加硫促進剤、酸化亜
鉛、ステアリン酸などの加硫促進助剤、２，２，４−ト
リメチル−１，２−ジヒドロキノン重合物、６−エトキ
シ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリ
ン、Ｎ−フェニル−Ｎ´−イソプロピル−ｐ−フェニレ
ンジアミン、アルキル化ジフェニルアミン、特殊ワック
スなどの老化防止剤、レオゲン、ステアリン酸、高級ア
ルコールの脂肪酸エステルなどの加工助剤、カーボンブ
ラック、シリカなどの充填剤、テフテン系プロセスオイ
ル、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオ
イルなどの軟化剤などを配合してもよい。

【００１６】本発明の免震ゴム用高減衰ゴム組成物は、
各成分を混練したのち、たとえばプレス加硫などを行な
って、加硫物として用いることができる。

【００１７】かくしてえられる本発明の免震ゴム用高減
衰ゴム組成物は、すぐれた減衰性、実用温度領域での動
的貯蔵弾性率の温度依存性、低伸長応力、静的せん断弾
性率などを有するものである。

【００１８】つぎに本発明の免震ゴム用高減衰ゴム組成
物を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明
はかかる実施例のみに限定されるものではない。

【００１９】実施例１〜１０および比較例１〜５ 表１に示す各成分を混練し、温度４２３Ｋで２０〜４０
分間プレス加硫を行なってゴム組成物をえた。

【００２０】えられたゴム組成物の物性および加工性を
以下の方法にしたがって調べた。その結果を表１に示
す。

【００２１】（イ）低伸長応力 ＪＩＳ Ｋ−６３０１「加硫ゴム物理試験方法」に準拠
し、２５％のモジュラスを測定した。

【００２２】（ロ）引張強さおよび伸び ＪＩＳ Ｋ−６３０１「加硫ゴム物理試験方法」に準拠
し、３号ダンベル試験片を用いて測定した。

【００２３】（ハ）圧縮永久歪み ＪＩＳ Ｋ−６３０１「加硫ゴム物理試験方法」に準拠
し、熱処理条件３４３Ｋ、２２時間で測定した。

【００２４】（ニ）静的せん断弾性率 ＪＩＳ Ｋ−６３０１「加硫ゴム物理試験方法」に準拠
し、短冊状１号形試験片を用いて２５％伸長させたとき
の応力を求め、ＪＩＳ Ｋ６３８６「防振ゴムのゴム材
料」を参考にしてこの応力に１．６３９を乗じて求め
た。

【００２５】（ホ）ヒステリシスロス 雰囲気温度２９６Ｋ、引張り速度２００mm/ 分、伸び１
００％の条件下で繰り返して３回引張試験を行なった際
の３回目の応力−歪曲線上におけるロス面積比（％）を
求めた。

【００２６】免震ゴム用高減衰ゴム組成物としては、ヒ
ステリシスロスが３０％以上であるものが好ましい。

【００２７】（ヘ）動的貯蔵弾性率の温度依存性（以
下、Ｅ´の比の値という） 周波数１０Ｈｚ、歪み０．０５％で動的に測定された貯
蔵弾性率Ｅ´の２６３Ｋにおける値と、３０３Ｋにおけ
る値との比の値を求めた。

【００２８】免震ゴム用高減衰ゴム組成物としては、Ｅ
´の比の値が１．０〜２．０であることが好ましい。

【００２９】（ト）加工性 オープンロールにおいて、バギング、ロール粘着、エア
ーの混入などの通常の加工における問題の有無を調べ
る。問題なく通常の加工作業を行なうことができるもの
を「５］、エアーの混入などの問題があるが、加工作業
を行なうことができるものを「３」、バギングが激しく
て加工作業を行なうことができないものを「１」とし、
１〜５点の官能評価を行なった。

【００３０】なお、表１中の各成分は、以下のとおりで
ある。

【００３１】（ハイスチレンラバー） Ａ（商品名：ＮＩＰＯＬ ２００７Ｊ、スチレン含有量
８５重量％、日本ゼオン（株）製） Ｂ（商品名：ＪＳＲ ００６１、スチレン含有量６６重
量％、日本合成ゴム（株）製） Ｃ（商品名：ＪＳＲ ００５１、スチレン含有量５６重
量％、日本合成ゴム（株）製） （クマロンインデン樹脂） Ａ（商品名：エスクロンＧ−９０、軟化点３６３Ｋ、重
量平均分子量６２５、新日鐵化学（株）製） Ｂ（商品名：エスクロンＮ−１００、軟化点３７３Ｋ、
重量平均分子量６４０、新日鐵化学（株）製） Ｃ（商品名：エスクロンＶ−１２０、軟化点３９３Ｋ、
重量平均分子量７３０、新日鐵化学（株）製） （軟化剤）ナフテン系プロセスオイル （充填剤）ＨＡＦカーボン （加硫促進助剤）酸化亜鉛 ステアリン酸 （老化防止剤）Ｎ−フェニル−Ｎ´−イソプロピル−ｐ
−フェニレンジアミン （加硫剤）イオウ （加硫促進剤）Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾ
リルスルフェンアミド

【００３２】

【表１】

【００３３】表１に示された結果から、以下のことがわ
かる。

【００３４】まず、実施例１〜３の結果から、ハイスチ
レンラバーの配合割合を大きくさせるにしたがって、そ
の低伸長応力、静的せん断弾性率、ヒステリシスロス、
圧縮永久歪みが増大し、逆に引張強さ、伸び、Ｅ´の比
の値が減少する。したがって、ハイスチレンラバーを増
量すれば、Ｅ´の比の値を低下させ、ヒステリシスロ
ス、低伸長応力および静的せん断弾性率を増大させうる
ことがわかる。また、引張強さ、伸び、Ｅ´の比の値を
好適に保つためには、要求される低伸長応力、および静
的せん断弾性率に応じてハイスチレンラバーの配合率を
少なくしておくことが好ましいことがわかる。

【００３５】つぎに、実施例２、４および５の結果か
ら、クマロンインデン樹脂の配合量が多くなるにしたが
って、低伸長応力および静的せん断弾性率が低下し、ヒ
ステリシスロス、伸びおよび圧縮永久歪みが大きくな
る。したがって、低伸長応力および静的せん断弾性率の
向上が要求されるばあいには、クマロンインデン樹脂の
配合量を少なくすることが好ましいことがわかる。

【００３６】また、比較例１および２の結果から、ハイ
スチレンラバーを配合しないゴム組成物でカーボンブラ
ックの配合量を多くさせると、低伸長応力および静的せ
ん断弾性率が大きくなるが、加工性がいちじるしく低下
することがわかる。比較例３では、加工性の向上を期待
し、プロセスオイルを添加しても低伸長応力および静的
せん断弾性率が低い。したがって、ハイスチレンラバー
を用いずに低伸長応力、静的せん断弾性率および加工性
を高めるためには、カーボンブラックを用いるばあいに
はカーボンブラックを多量に用いなければならず、その
うえ、伸び、圧縮永久歪みなどが低下することがわか
る。比較例３と実施例６の結果から、ハイスチレンラバ
ーを配合させることにより、高い低伸長応力および静的
せん断弾性率を有するものがえられることがわかる。

【００３７】また、比較例１、４および５の結果から、
ハイスチレンラバーを配合せずにクマロンインデン樹脂
の配合量を少なくさせると、低伸長応力、静的せん断弾
性率および引張強さが向上するが、ヒステリシスロスお
よび加工性の低下がいちじるしく、加工性を向上させる
ためにプロセスオイルを添加してもヒステリシスロスが
低いため、免震ゴム用高減衰ゴム組成物には適さないこ
とがわかる。

【００３８】また、実施例１、７および８の結果から、
クマロンインデン樹脂の軟化点が３６３〜３９３Ｋのあ
いだで異なったとしても、各種物性および加工性には大
差がないことがわかる。

【００３９】さらに、ハイスチレンラバーのスチレン含
有率が５６〜８５重量％のあいだでは、実施例２、９お
よび１０の結果から、ハイスチレンラバーのスチレン含
有率が高いほど、低伸長応力、静的せん断弾性率および
ヒステリシスロスが向上し、伸び、および引張強さは減
少することがわかる。したがって、要求される低伸長応
力、静的せん断弾性率およびヒステリシスロスに応じ
て、好適なハイスチレンラバーを選択すればよく、少量
のハイスチレンラバーを配合することで静的せん断弾性
率を向上させるためには、スチレン含有率の高いハイス
チレンラバーを用いればよいことがわかる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の免震ゴム用高減衰ゴム組成物
は、減衰性、実用温度領域での動的貯蔵弾性率の温度依
存性、伸び、圧縮永久歪みなどの物性およびそれらのバ
ランスにすぐれ、加工性が好適であるうえに高い低伸長
応力および静的せん断弾性率を有するものである。した
がって、本発明の免震ゴム用高減衰ゴム組成物は、建物
の免震構造物や、その他の振動エネルギーの伝達を緩和
させ、吸収する装置に設ける材料として好適に用いるこ
とができるものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天然ゴムとハイスチレンラバーとを天然
   ゴム／ハイスチレンラバー（重量比）が２／１〜２０／
   １となるように含有させてなるゴム成分１００重量部に
   対して、クマロンインデン樹脂１０〜２０重量部を配合
   してなる免震ゴム用高減衰ゴム組成物。
2. 【請求項２】 クマロンインデン樹脂が軟化点３３３〜
   ３９８Ｋを有するものである請求項１記載の免震ゴム用
   高減衰ゴム組成物。
3. 【請求項３】 ハイスチレンラバーがスチレン含有率が
   ５０〜９０重量％のものである請求項１または２記載の
   免震ゴム用高減衰ゴム組成物。