JPH11141178A

JPH11141178A - 免震支承構造体

Info

Publication number: JPH11141178A
Application number: JP30306297A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hara; 誠治原; Fumio Sekido; 文雄関堂
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 1999-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】免震特性、ダンピング特性、耐破壊特性など
にすぐれた天然ゴムをベースポリマーとして使用した軟
質層を有し、かつ巨大地震の発生などによって大きく変
形した際にせん断破壊するおそれがない上、軟質層を構
成するゴム組成物を製造する際の混練加工性の低下や、
上記ゴム組成物を保管する際のリボン粘着性の上昇とい
った問題も生じない、新規な免震支承構造体を提供す
る。【解決手段】軟質層２を、ベースポリマーとしての天
然ゴムと、一般式(1) ：【化１】〔式中、Ｒ¹、Ｒ²は同一または異なって水素原子、ハ
ロゲン原子またはアルキル基を示す。〕で表わされるジ
フェニルジスルフィド化合物とを含むゴム組成物を加硫
して形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばビルや橋
梁などの建造物の基礎部分に設けられる、免震支承構造
体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビルや橋梁などの建造物の、地震による
破壊を防止すべく、その基礎部分に、横方向に柔らかい
免震支承構造体を挿入することが検討され、実用化され
つつある。上記の免震支承構造体としては種々の構造の
ものが提案されており、その中の１つに、加硫ゴムなど
のゴム状弾性を有する材料からなる軟質層と、鋼板など
の剛性を有する材料からなる拘束層とをそれぞれ複数層
ずつ交互に積層し、かつこの積層体の上下に、基礎およ
び建造物への連結フランジを配した積層構造のものがあ
る。

【０００３】上記の、積層構造の免震支承構造体におい
て軟質層に要求される最も重要な特性は、地震発生時に
大変形して、地震の巨大なエネルギーが直接、建造物に
伝わるのを抑制する特性（免震特性）と、この大変形時
にその変形のエネルギーを吸収して、建造物の振動を減
衰する特性（ダンピング特性）である。また軟質層は、
外力に対する高い耐性（耐破壊特性）を有している必要
もある。

【０００４】つまり免震支承構造体には、平常時でも常
に、建造物から巨大な圧縮荷重が加えられており、軟質
層は、この圧縮荷重によって外周部が外方へ膨張して、
その表面に大きな引張応力が加わった状態となっている
ため、この引張応力によって裂けたりしないことが求め
られる。また、地震発生による大変形時には、軟質層
に、局部的にではあるが大きなせん断変形が加えられる
おそれがあるため、この変形によって破壊されないこと
も求められる。

【０００５】上記の各特性を満足する軟質層を得るため
に従来、材料強度および伸びの点ですぐれた特性を示す
天然ゴムを中心とした、ゴム組成物の各種の配合が検討
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、とくにゴム
組成物のベースポリマーとして天然ゴムのみを使用して
形成した軟質層を有する免震支承構造体は、天然ゴム
が、上記のように材料強度の点ですぐれているにもかか
わらず、たとえば巨大地震の発生により、せん断変位が
３００％を超えるような大きな変形が発生した際にせん
断破壊するおそれのあることが、発明者らの検討によっ
て明らかとなった。

【０００７】すなわち上記の軟質層は、変形時の歪み量
と応力との関係を示す歪み−応力特性の非線形性が強
く、とくに高歪み領域では、応力が急激に上昇する傾向
を示す、いわゆるハードニング現象を生じる。このた
め、上記のように大きく変形した際に、その応力が、軟
質層と拘束層との間、および軟質層と連結フランジとの
間の接着力を超えて軟質層がはく離破断し、免震支承構
造体がせん断破壊するのである。

【０００８】本発明の目的は、前記のように免震特性、
ダンピング特性、耐破壊特性などにすぐれた天然ゴムを
ベースポリマーとして使用した軟質層を有し、しかも巨
大地震の発生などによって大きく変形した際にもせん断
破壊するおそれのない、新規な免震支承構造体を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者らの検討による
と、ベースポリマーとして天然ゴムを使用した軟質層が
前述したようなハードニング現象を生じるのは、かかる
軟質層が変形により伸長した際に、当該層中で複数の天
然ゴム分子が配向する、いわゆる伸長結晶化を生じるの
が原因であり、この伸長結晶化が発生するのは、天然ゴ
ムが、シス−１，４構造の含有率９８％以上という、結
晶性の高いポリイソプレンであることが原因である。

【００１０】そこで発明者らは先に、シス−１，４構造
の含有率の低い合成のポリイソプレン（ＩＲ）を単独
で、あるいは天然ゴムとともに、ベースポリマーとして
使用することを検討した。ところがかかるＩＲは、一般
に天然ゴムに比べて分子量が小さいために、これをベー
スポリマーとして単独で使用したり、あるい併用系のう
ちとくにＩＲを過剰となるように使用した場合には、そ
の粘性が高くなって、当該ベースポリマーに加硫剤などを添加、混練して
ゴム組成物を製造する際の混練加工性が低下し、ゴム組
成物の生産性が低下する、製造したゴム組成物の、たとえばシートなどにおけ
るいわゆるリボン粘着性が高くなって、当該シートなど
を免震支承構造体の製造に使用するまでしばらく保管し
ている間に、シート同士やシートと他部材とがブロッキ
ングなどの不良を生じる、といった新たな問題を生じる
おそれのあることが、その後の検討により明らかとなっ
た。

【００１１】そこで発明者らは次に、ベースポリマーと
しては上記のような問題を生じない天然ゴムを使用し、
かかる天然ゴム中のシス−１，４構造の含有率を、何ら
かの手段を用いて低下させて、伸長結晶化の発生を防止
するすることを検討した。その結果、ベースポリマーと
して天然ゴムを使用したゴム組成物中に、一般式(1) ：

【００１２】

【化２】

【００１３】〔式中、Ｒ¹、Ｒ²は同一または異なって
水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基を示す。〕で
表わされるジフェニルジスルフィド化合物を配合する
と、当該ゴム組成物の加硫時に、上記の化合物が天然ゴ
ムの改質剤として機能して、天然ゴムを構成するイソプ
レン単位のうちのいくつかをシス−１，４構造からトラ
ンス−１，４構造へと構造変化させる結果、軟質層中で
のシス−１，４構造の含有率が低下して、伸長結晶化の
発生が抑制されることを見出し、この発明を完成するに
至った。

【００１４】すなわち本発明は、ゴム状弾性を有する軟
質層と、剛性を有する拘束層とを複数層ずつ交互に積層
した免震支承構造体であって、上記軟質層が、ベースポ
リマーとしての天然ゴムと、前記一般式(1) で表わされ
るジフェニルジスルフィド化合物とを含むゴム組成物を
加硫して形成されていることを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の免震支承構造体
を、その実施の形態の一例を示す図１を参照しつつ説明
する。図１にみるように、この例の免震支承構造体Ｍ
は、円板状の２枚の連結フランジ１、１と、両連結フラ
ンジ１、１間に交互に積層された、同じく円板状の、複
数層ずつの軟質層２…および拘束層３…と、上記各層の
外周を被覆する被覆層４とを備えている。また免震支承
構造体Ｍの中心部には、上記連結フランジ１、１、軟質
層２…および拘束層３…の各層を貫通して、通孔Ｍ１が
形成されている。

【００１６】上記のうち連結フランジ１および拘束層３
…は、それぞれ従来同様に、鋼板などの剛性を有する材
料にて形成されており、このうち上側の連結フランジ１
の上面、および下側の連結フランジ１の下面には、それ
ぞれ免震支承構造体Ｍを基礎および建造物と連結するた
めのボルト（図示せず）が螺着される複数個のねじ穴１
２…が形成されている。

【００１７】軟質層２…は、前記のようにベースポリマ
ーとしての天然ゴムと、改質剤としての一般式(1) ：

【００１８】

【化３】

【００１９】〔式中、Ｒ¹、Ｒ²は同一または異なって
水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基を示す。〕で
表わされるジフェニルジスルフィド化合物とを含むゴム
組成物を加硫して形成される。上記のうち天然ゴムとし
ては、従来公知の種々のグレードのものがいずれも使用
可能である。

【００２０】また改質剤としての、上記一般式(1) で表
されるジフェニルジスルフィド化合物の具体例として
は、これに限定されないがたとえば、Ｒ¹、Ｒ²がとも
に塩素原子である、式(11)：

【００２１】

【化４】

【００２２】で表されるビス（４−クロロフェニル）ジ
スルフィドや、Ｒ¹、Ｒ²がともに水素原子である、式
(12)：

【００２３】

【化５】

【００２４】で表されるジフェニルジスルフィド、ある
いはＲ¹、Ｒ²がともにメチル基である、式(13)：

【００２５】

【化６】

【００２６】で表されるビス（４−メチルフェニル）ジ
スルフィドなどがあげられる。上記ジフェニルジスルフ
ィド化合物の配合割合は、天然ゴム１００重量部に対し
て１〜５重量部の範囲内であるのが好ましい。配合割合
が上記の範囲未満では、ジフェニルジスルフィド化合物
を配合したことによる、前述した改質剤としての機能が
十分にえられず、加硫時に、シス−１，４構造の含有率
が十分に低下しないために、とくに大変形時に、天然ゴ
ム分子の伸長結晶化によって軟質層２…がハードニング
現象を生じて、免震支承構造体Ｍがせん断破壊するおそ
れがある。

【００２７】また逆に配合割合が上記の範囲を超えて
も、それ以上の改質効果が期待できないだけでなく、過
剰のジフェニルジスルフィド化合物が天然ゴムの架橋密
度を低下させて、軟質層２…の強度を低下させる結果、
免震支承構造体Ｍの免震特性、ダンピング特性、耐破壊
特性などが低下するおそれがある。なおジフェニルジス
ルフィド化合物の配合割合は、上記の各特性を考慮する
と、上記の範囲内でもとくに２〜４重量部であるのが好
ましい。

【００２８】また本発明においては、前述した天然ゴム
の特性を損なわず、かつ粘性上昇の問題などをも生じな
い範囲で、すなわち天然ゴムが大過剰となる配合割合で
もって、種々の合成ゴムを、ベースポリマーとして天然
ゴムと併用してもよい。かかる合成ゴムとしては、たと
えば前述したＩＲの他に、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ス
チレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−
プロピレン共重合ゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレ
ン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル
−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩ
Ｒ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）などがあげ
られる。

【００２９】ゴム組成物は、上記のベースポリマーと改
質剤にさらに、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加
硫遅延剤、老化防止剤、補強剤、充てん剤、軟化剤、可
塑剤、粘着性付与剤、潤滑剤、シラン化合物その他、従
来公知の各種添加剤を適宜、添加して構成される。上記
のうち加硫剤としては、たとえば硫黄、有機含硫黄化合
物、有機過酸化物などがあげられ、このうち有機含硫黄
化合物としては、たとえばＮ，Ｎ′−ジチオビスモルホ
リンなどがあげられ、有機過酸化物としては、たとえば
ベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシドなどが
あげられる。

【００３０】また加硫促進剤としては有機促進剤、たと
えばテトラメチルチウラムジスルフィド、テトラブチル
チウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスル
フィドなどのチウラム系加硫促進剤；ジブチルジチオカ
ーバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカーバミン酸亜鉛、ジ
メチルジチオカーバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオ
カーバミン酸テルルなどのジチオカーバミン酸類；２−
メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ−シクロヘキシル−２
−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、ジベンゾチアジ
ルジスルフィドなどのチアゾール類；トリメチルチオ尿
素、Ｎ，Ｎ′−ジエチルチオ尿素などのチオウレア類
や、あるいは無機促進剤、たとえば消石灰、酸化マグネ
シウム、酸化チタン、リサージ（ＰｂＯ）などがあげら
れる。

【００３１】加硫促進助剤としては、たとえば亜鉛華な
どの金属酸化物や、あるいはステアリン酸、オレイン
酸、綿実脂肪酸などの脂肪酸があげられる。加硫遅延剤
としては、たとえばサリチル酸、無水フタル酸、安息香
酸などの芳香族有機酸；Ｎ−ニトロソジフェニルアミ
ン、Ｎ−ニトロソ−２，２，４−トリメチル−１，２−
ジハイドロキノン、Ｎ−ニトロソフェニル−β−ナフチ
ルアミンなどのニトロソ化合物などがあげられる。

【００３２】上記加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤お
よび加硫遅延剤は、その合計の配合割合が、ベースポリ
マー１００重量部に対して４〜１５重量部程度であるの
が好ましい。なおここでいう、ベースポリマー１００重
量部に対する配合割合とは、当該ベースポリマーとして
天然ゴムのみを使用する場合は、天然ゴム１００重量部
に対する配合割合のことであるが、前記のように天然ゴ
ムと合成ゴムとを併用する場合は、先の式(1) の化合物
の場合と違って、使用するベースポリマーの総量１００
重量部に対する配合割合のことを示す。以下の各成分に
ついても同様である。

【００３３】老化防止剤としては、たとえば２−メルカ
プトベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類；フェニ
ル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ′−ジ−β−ナフチル
−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ′−イソ
プロピル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン類；ジ
−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、スチレン化フェノール
などノフェノール類があげられる。

【００３４】老化防止剤の配合割合は、ベースポリマー
１００重量部に対して１〜１０重量部程度が好ましい。
補強剤としては主にカーボンブラックが使用される他、
シリカ系あるいはケイ酸塩系のホワイトカーボン、亜鉛
華、表面処理沈降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、タルク、クレーなどの無機補強剤や、あるいはクマ
ロンインデン樹脂、フェノール樹脂、ハイスチレン樹脂
（スチレン含有量の多いスチレン−ブタジエン共重合
体）などの有機補強剤も使用できる。

【００３５】また充てん剤としては、たとえば炭酸カル
シウム、クレー、硫酸バリウム、珪藻土などがあげられ
る。上記補強剤および／または充てん剤の配合割合は、
ベースポリマー１００重量部に対して５〜１５０重量部
程度が好ましい。軟化剤としては、たとえば脂肪酸（ス
テアリン酸、ラウリン酸など）、綿実油、トール油、ア
スファルト物質、パラフィンワックスなどの、植物油
系、鉱物油系、および合成系の各種オイルがあげられ
る。

【００３６】軟化剤の配合割合は、ベースポリマー１０
０重量部に対して１０〜１００重量部程度が好ましい。
可塑剤としては、たとえばジブチルフタレート、ジオク
チルフタレート、トリクレジルフォスフェートなどの各
種可塑剤があげられる。可塑剤の配合割合は、ベースポ
リマー１００重量部に対して５〜２０重量部程度が好ま
しい。

【００３７】粘着性付与剤としては、たとえばクマロン
・インデン樹脂、芳香族系樹脂、芳香族・脂肪族混合系
樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂などが
あげられる。これら粘着性付与剤の配合割合は、ベース
ポリマー１００重量部に対して５〜５０重量部程度が好
ましい。

【００３８】さらに潤滑剤としては、ポリエチレングリ
コール、ジエチレングリコールなどの各種潤滑剤があげ
られる。またシラン化合物としては、各種のシリル化剤
やシランカップリング剤などがあげられる。これら潤滑
剤およびシラン化合物は、その合計の配合割合が、ベー
スポリマー１００重量部に対して１〜４０重量部程度で
あるのが好ましい。

【００３９】上記以外にもゴム組成物には、たとえば分
散剤、溶剤などを適宜、配合してもよい。上記ゴム組成
物の物性についてはとくに限定されないが、ＪＩＳＫ
６３０１「加硫ゴム物理試験方法」に規定された引張試
験に則って、環境温度２０℃、引張速度５００ｍｍ／分
の条件下で測定された、当該ゴム組成物の加硫物の、１
００％伸長時の応力Ｓ^* ₁₀₀が１１ｋｇｆ／ｃｍ²以上
で、かつ５００％伸長時の応力Ｓ^* ₅₀₀が１２０ｋｇｆ
／ｃｍ²以下であるのが好ましい。

【００４０】１００％伸長時の応力Ｓ^* ₁₀₀が上記の範
囲未満では、軟質層２…の強度が不足して、免震支承構
造体Ｍの免震特性、ダンピング特性、耐破壊特性などが
低下するおそれがある。なお、かかる応力Ｓ^* ₁₀₀は、
上記の範囲内でもとくに１３ｋｇｆ／ｃｍ²以上である
のが好ましい。また５００％伸長時の応力Ｓ^* ₅₀₀が上
記の範囲を超えるものは、ハードニング現象の発生の有
無にかかわらず、大変形時の応力が、軟質層と拘束層と
の間、および軟質層と連結フランジとの間の接着力を超
えて、軟質層のはく離破断を生じ、それによって免震支
承構造体Ｍがせん断破壊するおそれがある。なお、かか
る応力Ｓ^* ₅₀₀は、上記の範囲内でもとくに１００ｋｇ
ｆ／ｃｍ²以下であるのが好ましい。

【００４１】上記両応力Ｓ^* ₁₀₀、Ｓ^* ₅₀₀を、それぞ
れ上記の範囲内に調整するには、前述した、一般式(1)
で表わされるジフェニルジスルフィド化合物や、あるい
は加硫剤などの各種添加剤の配合割合を、それぞれ前述
した範囲内で適宜、調整すればよい。被覆層４は、前記
のように建造物の基礎部分に設けられて、長期間にわた
って使用される免震支承構造体の耐候性を向上し、とく
に軟質層２…が、酸化劣化やオゾン劣化などを生じない
ようにするためのもので、軟質層２…と同じベースポリ
マーにて形成してもよいが、とくに耐候性にすぐれたベ
ースポリマーにより形成するのが好ましい。

【００４２】被覆層４を形成する、耐候性にすぐれたベ
ースポリマーとしては、これに限定されないがたとえ
ば、パラメチルスチレン−イソブチレン共重合体の臭素
化物〔エクソン化学（株）製のＥＸＸＰＲＯＥＭＤＸ
シリーズなど〕、ＩＩＲ、Ｘ−ＩＩＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤ
Ｍなどがあげられる。被覆層４は、上記ベースポリマー
に、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、
補強剤、充てん剤、軟化剤、可塑剤その他、各種添加剤
を添加したゴム組成物により形成される。

【００４３】本発明の免震支承構造体Ｍを製造するに
は、まず前述した各成分を、たとえば密閉式混練機など
を用いて混練して製造した軟質層２…用の未加硫のゴム
組成物を、ローラーヘッド押出機などを用いてシート状
に成形し、ついで円板状に打ち抜いた後、打ち抜いたシ
ートを複数枚、連結フランジ１、１、および複数枚の拘
束層３…とともに、図１に示す順序で積層して円柱状の
積層体とする。

【００４４】つぎにこの円柱状の積層体の周囲に、上述
した被覆層４用の未加硫のゴム組成物のシートを巻きつ
ける。なおこの際、連結フランジ１、１、軟質層２…用
のシート、および拘束層３…の各層間と、上記の各層と
被覆層４用のシートとの間にはそれぞれ、加硫接着剤の
層を介在させてもよい。このうち金属製の連結フランジ
１、拘束層３…と、ゴム製の軟質層２…、被覆層４との
間に介在させる加硫接着剤の層としては、たとえば金属
との接着性にすぐれた下塗り層と、ゴムとの接着性にす
ぐれた上塗り層との２層構造の接着剤層などが好まし
い。

【００４５】そして上記の組み立てたものを所定の温
度、圧力で加熱、加圧してやると、未加硫のシートが加
硫されて軟質層２…と被覆層４とが形成されるととも
に、当該軟質層２…および被覆層４と、連結フランジ
１、１と、拘束層３…とが互いに加硫接着されて、図１
に示す免震支承構造体Ｍが得られる。かかる免震支承構
造体Ｍは、前記のように軟質層２…が、前記一般式(1)
で表わされるジフェニルジスルフィドの改質効果によっ
て、シス−１，４構造の含有率の低い、したがって伸長
結晶化を生じにくい状態とされた天然ゴムの加硫物にて
形成されており、通常の、未改質の天然ゴム製の軟質層
に比べて、とくに高歪み領域において、応力の上昇の度
合いが低いために、いわゆるハードニング現象の発生が
抑制される。

【００４６】上記応力の上昇の度合いがどの程度である
かは、本発明ではとくに限定されないが、たとえば、下
記式(i) ：

【００４７】

【数１】Ｄ（％）＝ｄ／ｔ×１００ (i) 〔式中ｄは、免震支承構造体の上端と下端との水平方向
の変位量（ｍｍ）、ｔは軟質層の総厚み（ｍｍ）〕によ
って求められる、軟質層２…の、水平方向への伸びＤが
３００％のときの応力Ｓ₃₀₀と、上記伸びＤが２００％
のときの応力Ｓ₂₀₀との比Ｓ₃₀₀／Ｓ₂₀₀が２．２以下
程度であるのが好ましい。

【００４８】上記比Ｓ₃₀₀／Ｓ₂₀₀が上記の範囲を超え
るものは、高歪み領域においてハードニング現象を生じ
て、たとえば巨大地震の発生などによって軟質層２…が
大きく変形した際に、免震支承構造体Ｍがせん断破壊し
てしまうおそれがある。また上記軟質層２…は、前記の
ように天然ゴムを主体とするものゆえ、粘性の上昇と、
それにともなうゴム組成物の混練加工性の低下やリボン
粘着性の上昇などの問題を生じるおそれもない。

【００４９】なお上記免震支承構造体Ｍの中心部に形成
された通孔Ｍ１は、主として、上記加硫の際に、２枚の
連結フランジ１、１と、軟質層２…となるシートと、拘
束層３…とを位置決めするためのものであり、製造方法
によっては省略することもできる。また図１の免震支承
構造体Ｍは、連結フランジ１、１、軟質層２…、および
拘束層３…の外径が全て同じで、この全ての部材の外周
を、被覆層４によって被覆していたが、軟質層２…、拘
束層３…の外径を、連結フランジ１、１の外径よりも小
さくして、当該連結フランジ１、１間で、軟質層２…、
拘束層３…の外周のみを、被覆層４で被覆してもよい。

【００５０】あるいはまた、上記被覆層４は省略しても
よい。その他、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々
の設計変更を施すことができる。

【００５１】

【実施例】以下に本発明を、実施例、比較例に基づいて
説明する。実施例１〈ゴム組成物の作製〉天然ゴム〔ＳＭＲＣＶ６０（シ
ス−１，４結合の含有率１００％）〕をベースポリマー
とし、このベースポリマー１００重量部、および改質剤
としての、前記式(11)で表わされるビス（４−クロロフ
ェニル）ジスルフィド〔旭化学（株）製〕４重量部を、
下記の各成分とともに密閉式混練機で混練してゴム組成
物を作製した。

【００５２】（成分）（重量部）・補強剤カーボンブラックＧＰＦ３５〔三菱化学（株）製のダイヤブラックＧ〕・軟化剤アロマオイル５〔出光興産（株）製のダイアナＡＨ４０〕・老化防止剤アンチゲンＦＲ２．０〔住友化学（株）製〕サントフレックス１３２．０〔フレキシス社製〕・加硫促進助剤亜鉛華１号４．０ステアリン酸〔日本油脂（株）製の桐〕１．０・加硫剤不溶性硫黄１．２〔四国化成（株）製のミュークロンＯＴ−Ｆ〕・加硫促進剤Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド１．０〔大内新興化学（株）製のノクセラーＮＳ〕テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド１．０〔大内新興化学（株）製のノクセラーＴＯＴ−ｎ〕〈免震支承構造体の製造〉上記ゴム組成物をローラーヘ
ッド押出機により、幅３００ｍｍ、厚み２．２ｍｍのシ
ート状に成形したのち、外径２２０ｍｍでかつその中心
部に内径７０ｍｍの通孔を有する円板状に打ち抜いた。

【００５３】つぎに上記円板状のシート２５枚を、外径
２４０ｍｍでかつその中心部に内径５１ｍｍの通孔を有
する、厚み１．０ｍｍの円板状の拘束鋼板（拘束層）２
４枚と、当該拘束鋼板の表面に塗布した加硫接着剤の層
を介して交互に積層し、かつその上下に、同じく外径２
４０ｍｍでかつその中心部に内径５１ｍｍの通孔を有す
る、厚み１９．０ｍｍの円板状の連結鋼板（連結フラン
ジ）２枚を、当該連結鋼板の表面に塗布した加硫接着剤
の層を介して重ね合わせた状態で、油圧プレスで圧着し
た。

【００５４】つぎに、上記積層体の周囲に、パラメチル
スチレン−イソブチレン共重合体の臭素化物〔エクソン
化学（株）製のＥＸＸＰＲＯＥＭＤＸ８９−４〕か
らなる厚み３．０ｍｍのシートを巻きつけた状態で、専
用の金型に仕込み、油圧プレスで加圧しつつ加熱して加
硫させた。加硫条件は、加硫圧２００ｋｇｆ／ｃｍ
²で、加硫温度×時間を１２０℃×１０分間→１３０℃
×１０分間→１４０℃×１０分間→１５０℃×８０分間
とした。

【００５５】そして加硫後に金型から取り出して、図１
に示す形状を有し、全体の厚みが１０７．０ｍｍ、通孔
Ｍ１の内径が５０ｍｍ、２枚の連結フランジ１、１間の
距離が６９ｍｍ、軟質層２の１層の厚みが１．８ｍｍで
ある免震支承構造体のモデルを製造した。実施例２〜４ゴム組成物における、改質剤としてのビス（４−クロロ
フェニル）ジスルフィドの配合量を１重量部（実施例
２）、２重量部（実施例３）および６重量部（実施例
４）としたこと以外は実施例１と同様にして、同寸法の
免震支承構造体のモデルを製造した。

【００５６】実施例５改質剤として、ビス（４−クロロフェニル）ジスルフィ
ドに代えて、前記式(12)で表されるジフェニルジスルフ
ィド〔旭化学（株）製〕４重量部を配合したこと以外は
実施例１と同様にして、同寸法の免震支承構造体のモデ
ルを製造した。比較例１ゴム組成物に、ビス（４−クロロフェニル）ジスルフィ
ドを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、
同寸法の免震支承構造体のモデルを製造した。

【００５７】比較例２ベースポリマーとして、天然ゴム〔前出のＳＭＲＣＶ
６０〕と、シス−１，４結合の含有率を調整した低シス
・ＩＲ〔シェル化学（株）製の商品名カリフレックスＩ
Ｒ３０９（シス−１，４結合の含有率９１．５％）〕と
を重量比で６５：３５の割合で配合したものを使用する
とともに、ゴム組成物に、ビス（４−クロロフェニル）
ジスルフィドを配合しなかったこと以外は実施例１と同
様にして、同寸法の免震支承構造体のモデルを製造し
た。

【００５８】比較例３ベースポリマーとして、天然ゴムに代えて、上記の低シ
ス・ＩＲ〔シェル化学（株）製の商品名カリフレックス
ＩＲ３０９（シス−１，４結合の含有率９１．５％）〕
を使用するとともに、ゴム組成物に、ビス（４−クロロ
フェニル）ジスルフィドを配合しなかったこと以外は実
施例１と同様にして、同寸法の免震支承構造体のモデル
を製造した。

【００５９】上記実施例、比較例で製造した免震支承構
造体のモデル、および実施例、比較例で使用した軟質層
用のゴム組成物について、以下の各試験を行って、その
特性を評価した。免震支承構造体のせん断変形試験実施例、比較例で製造した免震支承構造体Ｍのモデル
の、上下の連結フランジ１、１間に、雰囲気温度２０℃
の条件下で、５０ｔｏｎクリープ試験機〔近江度量
（株）製〕を用いて、図２に黒矢印で示すように鉛直方
向の荷重〔１２０ｋｇｆ／ｃｍ²〕をかけつつ、上側の
連結フランジ１を、図中白矢印で示すように水平方向
に、変位速度２０ｍｍ／分で変位させて、軟質層をせん
断変形させた。

【００６０】そして、下記式(1) ：Ｄ（％）＝ｄ／ｔ×１００（１）〔式中ｄは、免震支承構造体の上端と下端との水平方向
の変位量（ｍｍ）、ｔは軟質層の総厚み（ｍｍ）〕によ
って求められる、軟質層の、水平方向への伸びＤが２０
０％のときの応力Ｓ ₂₀₀〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕と、上記伸
びＤが３００％のときの応力Ｓ₃₀₀〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕
とを測定し、最後に軟質層にはく離破断が発生した時点
での破断時応力Ｓ_B〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕と、そのときの
伸びＤ_B（破断時伸び、％）とを測定した。また、上記
応力Ｓ₃₀₀とＳ₂₀₀との比Ｓ₃₀₀／Ｓ₂₀₀を求めた。

【００６１】加硫ゴムの引張試験実施例、比較例で使用したゴム組成物を厚み２ｍｍのシ
ート状に押出成形し、プレス加硫して、２ｍｍ厚の加硫
シートを作製した。そして上記の加硫シートを打ち抜い
て、ＪＩＳＫ６３０１「加硫ゴム物理試験方法」に規
定されたダンベル状１号形の試験片を作製し、この試験
片を、引張速度５００ｍｍ／分、雰囲気温度２０℃の条
件下、万能型引張試験機を用いて引張試験した。

【００６２】そして試験片の、１００％伸長時の応力Ｓ
^* ₁₀₀〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕、５００％伸長時の応力Ｓ^*
₅₀₀〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕、および破断時応力Ｓ^* _B〔ｋ
ｇｆ／ｃｍ²〕と、破断時の伸びＤ^* _B（％）とを測
定した。また、上記Ｓ^* ₅₀₀とＳ^* ₁₀₀との比Ｓ^* ₅₀₀
／Ｓ^* ₁₀₀を求めた。ゴム組成物の混練加工性試験実施例、比較例において、密閉式混練機を使用してゴム
組成物を製造した後、上記密閉式混練機から排出する際
に、機内のロータ（回転羽根）の表面への、ゴム組成物
の付着を観察した。そして下記の基準により、ゴム組成
物の混練加工性を評価した。

【００６３】 ◎：ゴム組成物は全く付着していない。混練加工性極め
て良好。 ○：ゴム組成物のうち、全量の３０％未満が付着した。
混練加工性良好。 △：ゴム組成物のうち、全量の３０％以上が付着した。
混練加工性やや不良。ゴム組成物のリボン粘着性試験実施例、比較例において製造したゴム組成物のシートを
１０枚、積み重ねて、２３℃で２４時間、放置したの
ち、最下層の２枚のシートを手で引き剥がして状態を観
察した。そして下記の基準により、リボン粘着性を評価
した。

【００６４】 ◎：２枚のシートを完全に引き剥がすことができた。リ
ボン粘着性全くなし。 ○：部分的に粘着して剥がせない部分があった。リボン
粘着性わずかにあり。 △：接触面積の半分以上が粘着して、剥がすことができ
なかった。リボン粘着性高い。結果を表１、２に示す。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【表２】

【００６７】両表より、各実施例の免震支承構造体は、
未改質の天然ゴム製の軟質層を有する比較例１や、かか
る未改質の天然ゴムと、少量の低シス・ＩＲとからなる
軟質層を有する比較例２に比べて、伸長結晶化による軟
質層のハードニング現象の発生を抑制して、上記低シス
・ＩＲ製の軟質層を有する比較例３と同様に、大変形時
のせん断破壊を防止できることがわかった。

【００６８】また上記各実施例の免震支承構造体の構成
によれば、比較例３に比べて、ゴム組成物を製造する際
の混練加工性を向上し、かつ当該ゴム組成物を保管する
際のリボン粘着性の上昇を抑制しうることもわかった。
さらに上記各実施例の比較より、改質剤としてのビス
（４−クロロフェニル）ジスルフィドの配合割合は、ゴ
ム組成物の物性などを考慮して、天然ゴム１００重量部
に対して５重量部以下、とくに２〜４重量部程度が好ま
しいことも確認された。

【００６９】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
免震特性、ダンピング特性、耐破壊特性などにすぐれた
天然ゴムをベースポリマーとして使用した軟質層を有
し、かつ巨大地震の発生などによって大きく変形した際
にせん断破壊するおそれがない上、軟質層を構成するゴ
ム組成物を製造する際の混練加工性の低下や、上記ゴム
組成物を保管する際のリボン粘着性の上昇といった問題
も生じない、新規な免震支承構造体が得られるという、
特有の作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震支承構造体の、実施の形態の一例
を示す部分切り欠き斜視図である。

【図２】本発明の実施例、比較例で作製した免震支承構
造体のモデルに対して行ったせん断変形試験の方法を説
明する図である。

【符号の説明】

Ｍ免震支承構造体２軟質層３拘束層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴム状弾性を有する軟質層と、剛性を有す
る拘束層とを複数層ずつ交互に積層した免震支承構造体
であって、上記軟質層が、ベースポリマーとしての天然
ゴムと、一般式(1) ：【化１】〔式中、Ｒ¹、Ｒ²は同一または異なって水素原子、ハ
ロゲン原子またはアルキル基を示す。〕で表わされるジ
フェニルジスルフィド化合物とを含むゴム組成物を加硫
して形成されていることを特徴とする免震支承構造体。
【請求項２】ゴム組成物における、天然ゴム１００重量
部に対するジフェニルジスルフィド化合物の配合割合
が、１〜５重量部の範囲内である請求項１記載の免震支
承構造体。