JPH10110063A - 免震積層体用ゴム組成物 - Google Patents

免震積層体用ゴム組成物

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JPH10110063A
JPH10110063A JP21093697A JP21093697A JPH10110063A JP H10110063 A JPH10110063 A JP H10110063A JP 21093697 A JP21093697 A JP 21093697A JP 21093697 A JP21093697 A JP 21093697A JP H10110063 A JPH10110063 A JP H10110063A
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rubber
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英之 大石
Akio Murakoshi
昭夫 村越
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 減衰性能および長期耐久性に優れた免震積層
体用ゴム組成物の提供。 【解決手段】 この免震積層体用ゴム組成物は、天然ゴ
ム、ポリスチレンとビニル−ポリイソプレンのガラス転
移温度が−１５℃以上のブロック共重合体、石油樹脂、
および微粒子カーボンブラックからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動エネルギーを
効率良く吸収することが出来、且つ長期耐久性にすぐれ
たゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、振動エネルギーの吸収装置、即
ち、防振、除震、免震装置などが急速に普及しつつあ
る。そして、この装置においては、減衰性能を有するゴ
ム組成物が使用されている。従来、ゴム材料に高減衰特
性を持たせるために、すなわち、高減衰特性を持ったゴ
ム組成物を得るためには、カーボンブラックや石油樹脂
を多量に配合している。
【０００３】しかしながら、カーボンブラックの多量配
合では減衰性能は向上するが（高ヒステリシスロス）、
精練加工性が劣るとともに、免震装置のせん断破壊特性
が低下する欠点がある。一方、石油樹脂の多量配合で
も、減衰特性は向上するが、クリープ特性が低下し、長
期耐久性に劣るという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、振動
エネルギー吸収性及び長期耐久性に優れた免震積層体用
ゴム組成物を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の免震積層体用ゴ
ム組成物は、天然ゴムを主成分とするゴム１００重量部
に対し、ポリスチレンとビニル−ポリイソプレンのガラ
ス転移温度が−１５℃以上のブロック共重合体５〜３０
重量部、石油樹脂１５〜６０重量部、および微粒子カー
ボンブラック５０〜９０重量部を含んでなることを特徴
とする。
【０００６】このように天然ゴム（ＮＲ）、ポリスチレ
ンとビニル−ポリイソプレンのガラス転移温度が−１５
℃以上のブロック共重合体、石油樹脂、および微粒子カ
ーボンブラックを組み合わせて用いるため、振動エネル
ギー吸収性及び長期耐久性を向上させることが可能とな
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、免震積層体の一例を示す
断面説明図である。図１において、免震積層体１はゴム
組成物２が鋼板等の剛性を有する硬質板３を介して複数
層積層した構造となっている。本発明では、図１におけ
るゴム組成物２として、天然ゴム（ＮＲ）、ポリスチレ
ンとビニル−ポリイソプレンのガラス転移温度が−１５
℃以上のブロック共重合体、石油樹脂、および微粒子カ
ーボンブラックからなるゴム組成物を用いるのである。
【０００８】天然ゴム（ＮＲ）としては、市販されてい
るいずれのものを用いてもよい。ＮＲの他に、イソプレ
ンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム
（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等のゴムを配合し
てもよい。ポリスチレンとビニル−ポリイソプレンのガ
ラス転移温度が−１５℃以上のブロック共重合体は、例
えば、クラレ（株）製の“ハイブラー”として市販され
ている。なお、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣ（示
差走差熱量計）で測定した値である。
【０００９】石油樹脂は、いわゆる石油ナフサを熱分解
後、蒸留によって分画されて得られるインデン、α−メ
チルスチレンなどの重合成分を含むＣ9 〜Ｃ10 留分を
カチオン重合させて得られる樹脂であり、ＦＴＲ（三井
石油化学工業（株））、ハイレジン（東邦化学工業
（株））、クマロン樹脂（新日鐡化学社製）などとして
市販されているものである。
【００１０】本発明で使用する微粒子カーボンブラック
は窒素比表面積が通常６０〜１５０m2 /g、特には８０
〜１５０ m2 /gであり、ＤＢＰ吸油量が通常６０〜１６
０cm 3 / １００ｇ、特には９０〜１６０cm3 / １００ｇ
のものが好ましい。このようなものはＡＳＴＭで示され
るＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦタイプのカーボンブラック
として市販されており、使用することができる。
【００１１】本発明では、ＮＲを主成分とするゴム１０
０重量部に対し、ポリスチレンとビニル−ポリイソプレ
ンのガラス転移温度が−１５℃以上のブロック共重合体
５〜３０重量部、石油樹脂１５〜６０重量部、および微
粒子カーボンブラック５０〜９０重量部を配合する。ポ
リスチレンとビニル−ポリイソプレンのガラス転移温度
が−１５℃以上のブロック共重合体が５重量部未満では
得られるゴム組成物の減衰性が不足し、３０重量部超で
は低温特性が悪化する。石油樹脂が１５重量部未満では
振動エネルギーの吸収能が不足し、６０重量超ではクリ
ープ大となる。微粒子カーボンブラックが５０重量部未
満では吸収能に劣り、９０重量部超では本発明のゴム組
成物の製造の際に加工性が低下し製造上好ましくなく、
又強度も低下する。
【００１２】本発明のゴム組成物を製造するに当って
は、未加硫ゴムの加硫の目的で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−ｔ−ブチル
−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドなどの加硫促
進剤および亜鉛華、ステアリン酸などの加硫助剤が未加
硫ゴムに適切量配合される。本発明のゴム組成物を免震
積層体に適用した場合の一例を図１に示したが、本発明
のゴム組成物２と例えば一般構造用鋼板、冷間圧延鋼板
などからなる硬質板３とが交互に積層されて免震積層体
が構成される。この積層体を製造するには、成形・加硫
して、シート状のゴム組成物を得た後、接着剤により硬
質板と接着してもよいし、またあらかじめ未加硫のゴム
配合物をシート状に成形し、硬質板と積層した後に加熱
して加硫・接着を同時に行って製造することもできる。
【００１３】このような免震積層体は、例えば、道路橋
の支承や、ビルの基礎支承の用途に用いることができ
る。
【００１４】
【実施例】表２に示す配合内容（重量部）でゴム組成物
を作製した（実施例１〜３、比較例１〜２）。これらの
ゴム組成物につき、下記により引張強度（ＴB ）、破断
伸び（ＥB ）、JIS A 硬度(Hs)を評価した。また、ゴム
と鉄板を交互に積層した図１の免震積層体（サイズ１３
５mm×１３５mm×７４mm）を作製し、等価減衰定数（ｈ
eq）およびクリープ性（橋の設計供用年数に相当するク
リープ量）をそれぞれ評価した。ここで、等価減衰定数
（ｈeq）は振動エネルギー吸収性能を表わす。この結果
を表２に示す。
【００１５】引張強さ（ＴB 、kgf/cm2 ）：JIS K 6301
によって測定した。数値の大きい方が強度が大きく、
破断しにくい。破断伸び（ＥB 、％） ：JIS K 6301 によって測定し
た。
【００１６】等価減衰定数（ｈeq ）：２軸せん断試験機
により、0.5 Ｈz 、175 ％歪時の条件にて求めた。橋梁
の免震装置として用いられる高減衰ゴム支承は、設計で
期待する橋の減衰定数が得られるような地震時エネルギ
ー吸収能力を有する必要がある。免震設計の基本となる
「道路橋の免震設計法マニュアル（建設省（財）土木研
究センター）」では、橋の減衰定数に基づく設計水平震
度の補正係数は下記の表１のとおりとなっており、橋と
して地震時の震動を８割程度にすること（地震時のエネ
ルギーを２割ほど吸収すること）が望まれている。
【００１７】
【表１】
【００１８】高減衰ゴム支承の等価減衰定数はせん断ひ
ずみの増加に伴って減少する傾向にあるため、保有水平
耐力法レベルで期待できる橋の減衰定数は0.12〜0.15が
妥当であり、これを満足する対象ひずみレベルでの高減
衰ゴム支承の等価減衰定数は0.13程度以上となる。
【００１９】クリープ性（％）：温度＋２０℃で、設計
支圧応力度（６０kgf/cm2 ）に相当する鉛直荷重を１０
００時間作用させた場合に免震装置に生じる鉛直変位を
もとに、式（１）から橋の設計供用年数に相当するクリ
ープを求める。 δCR＝atb (1) ここに、 δCR：免震装置のクリープ変形量（mm） t ：橋の設計供用年数（時間） a,b ：クリープ定数で、式（２）および式（３）より算
出する。
【００２０】 a ＝（δ100 ）2 ／（δ1000）2 (2) b ＝ log（δ1000／δ100 ） (3) δ100 ：１００時間後に生じる免震装置の鉛直変位（m
m） δ1000：１０００時間後に生じる免震装置の鉛直変位
（mm） 式（１）で算出した橋の設計供用年数に相当するクリー
プ量は、ゴム総厚の５％以下でなければならない。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２から明らかなように、本発明ゴム組成
物（実施例１〜３）は、比較例のゴム組成物に比して振
動エネルギー吸収性、長期耐久性に優れていることが判
る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の免震積層体
用ゴム組成物は、天然ゴムを主成分とするゴム１００重
量部に対し、ポリスチレンとビニル−ポリイソプレンの
ガラス転移温度が−１５℃以上のブロック共重合体５〜
３０重量部、石油樹脂１５〜６０重量部、および微粒子
カーボンブラック５０〜９０重量部を含んでなるため、
振動エネルギー吸収性、長期耐久性に優れるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】免震積層体の一例を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１ 免震積層体 ２ ゴム組成物 ３ 硬質板
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 53:02 57:02）

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 天然ゴムを主成分とするゴム１００重量
    部に対し、ポリスチレンとビニル−ポリイソプレンのガ
    ラス転移温度が−１５℃以上のブロック共重合体５〜３
    ０重量部、石油樹脂１５〜６０重量部、および微粒子カ
    ーボンブラック５０〜９０重量部を含んでなる免震積層
    体用ゴム組成物。
  2. 【請求項２】 前記微粒子カーボンブラックが窒素比表
    面積６０〜１５０m 2 ／ｇ、ＤＢＰ吸油量６０〜１６０c
    m3 ／１００ｇを有する請求項１記載の免震積層体用ゴ
    ム組成物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6180711B1 (en) * 1997-01-22 2001-01-30 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition for seismic isolation laminates
JP2016074850A (ja) * 2014-10-08 2016-05-12 株式会社クラレ 免震構造体用ゴム組成物、及びこれを用いた免震構造体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6180711B1 (en) * 1997-01-22 2001-01-30 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition for seismic isolation laminates
JP2016074850A (ja) * 2014-10-08 2016-05-12 株式会社クラレ 免震構造体用ゴム組成物、及びこれを用いた免震構造体

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