JPH11263879A - 高減衰積層体用ゴム組成物 - Google Patents

高減衰積層体用ゴム組成物

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JPH11263879A
JPH11263879A JP6995198A JP6995198A JPH11263879A JP H11263879 A JPH11263879 A JP H11263879A JP 6995198 A JP6995198 A JP 6995198A JP 6995198 A JP6995198 A JP 6995198A JP H11263879 A JPH11263879 A JP H11263879A
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JP
Japan
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rubber
pts
liq
weight
resin
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JP6995198A
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Atsushi Shimada
島田  淳
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高減衰性を有する高減衰積層体用ゴム組成物の
提供。 【解決手段】ジエン系ゴム100重量部に対して、液状
ポリマー共重合樹脂を5〜60重量部含有する高減衰積
層体用ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高減衰性を有する
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、すな
わち、防振、除振、免震装置等が急速に普及しつつあ
る。例えば、橋梁の支承やビルの基礎免震等には、ゴム
組成物と硬質板とを交互に積層した免震用支承体が用い
られている。これは、ゴム組成物を硬質板との積層体と
することにより、上下方向には非常に硬く、横方向には
柔らかく、即ち剪断剛性を小さくして、建築物の固有振
動周期を地震の振動周期からずらすように作用させ、地
震により建築物が受ける加速度を非常に小さくするもの
である。このような用途に用いる支承用ゴム組成物に
は、振動を熱に置換して振動エネルギーを減衰させると
いう高減衰性、即ちゴム組成物のヒステリシスロスが高
いということが求められ、これは、カーボンと樹脂を多
量に配合させることにより行われるのが主流である。
【0003】しかしながら、従来用いられている石油樹
脂などの樹脂の配合量を多量化して高い減衰性能を得よ
うとすると、ゴム組成物の減衰性の向上が図れても、弾
性率が低下する、弾性率の湿度依存性が悪化するという
問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、弾性率を維
持しつつ、減衰性能に優れた高減衰積層体用ゴム組成物
を提供しようとする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ジエン系ゴム
100重量部に対して、液状ポリマー共重合樹脂を5〜
60重量部含有する高減衰積層体用ゴム組成物を提供す
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に、本発明についてさらに詳
細に説明する。本発明の高減衰積層体用ゴム組成物(以
下、本発明の組成物と記す)の調整に用いられる未加硫
ゴムとしては、ジエン系ゴムを用いる。ジエン系ゴムと
しては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、
ブタジエンゴム(BR)、1,2−ポリブタジエンゴム
(1,2−BR)、スチレン・ブタジエンゴム(SB
R)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(II
R)、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR,N
IR,NBIR)、ハロゲン化ブチルゴム(Br−II
R,C1−IIR)、エチレンプロピレンジエンゴム
(EPDM)等の種々の未加硫ゴムをあげることができ
る。なかでも、減衰性、加工性等のバランスが良いた
め、NR、IRが好適に用いられる。これらのジエン系
ゴムは単独もしくは2種以上を併用してもよい。
【0007】本発明の組成物は、新規な液状ポリマー共
重合樹脂を用いることにより、さらに減衰性能が高まる
(ヒステリシスロスが高まる)。本発明の組成物に用い
る樹脂は、石油樹脂C9 留分に、液状ゴムを共重合させ
てなる樹脂、または石油樹脂C9 留分および石油樹脂C
5 留分に、液状ゴムを共重合させてなる樹脂である。
【0008】石油樹脂C9 留分とは石油の精製過程にお
いて沸点の差により分離される、主に炭素数が9の炭化
水素よりなる画分であり、モノマーの混合物である。C
9 系芳香族不飽和炭化水素としてはメチルスチレン、o
−ビニルトルエン、m−ビニルトルエン、p−ビニルト
リエン、インデン等が挙げられる。これらの混合物がC
9 留分に活性成分として含まれ、本発明に用いる共重合
樹脂の構成要素となる。
【0009】石油樹脂C5 留分とは石油の精製過程にお
いて沸点の差により分離される、主に炭素数が5の炭化
水素よりなる画分であり、モノマーの混合物である。C
5 系脂肪族不飽和炭化水素としてはイソプレン、ピペリ
ン、シクロペンタジエン、ペンテン−(1)、ペンテン
−(2)、2−メチルブテン−(1)、3−メチルブテ
ン−(1)、2−メチルブテン−(2)、シクロペンテ
ン、2−メチルブタジエン−(1,3)、ペンタジエン
−(1,2)、ペンタジエン−(1,3)、3−メチル
ブタジエン−(1,2)等が挙げられる。これらの混合
物が石油樹脂のC5 留分に活性成分として含まれ、本発
明に用いる共重合樹脂の構成要素となる。
【0010】液状ゴムとしては、炭素数4または5で炭
素−炭素二重結合を分子内に2つ持つジエンが2分子以
上付加重合してなるジエン系液状ゴムが挙げられ、オリ
ゴマーを含むポリマーである。ブタジエン系液状ゴム、
イソプレン系液状ゴム等が例示される。共重合樹脂に用
いる液状ゴムの分子量は500〜120,000程度が
好ましい。イソプレン系液状ゴム(LIR、(株)クラ
レ製)は、官能基を持たないもの(LIR−30,5
0)をはじめ各種官能基を有するもの(LIR−40
3,410,506)、二重結合を水添したもの(LI
R−290)等が例示される。
【0011】本発明に用いる液状ポリマー共重合樹脂は
液状ゴム0.5〜30重量部に対して、C5 留分とC9
留分の和が99.5〜70重量部であるような原料比で
共重合を行なう。C5 留分とC9 留分の和のうちC5
分は0〜30重量%である。重合反応は、これらの混合
物を三沸化ホウ素またはそのエーテル錯体、フェノール
錯体、塩化アルミニウム等のフリーデルクラフト型触媒
を0.05〜3.0重量%加え、反応温度−30〜10
0℃、0.5〜5時間反応させた後、触媒をアルカリ水
溶液で分解除去し、さらに蒸留により未反応留分および
低重合物を除去して、共重合反応樹脂組成物を得る。液
状ゴムの配合量が多い場合は、共重合反応物の粘度が高
くなるので、この場合、重合反応はベンゼン、トルエ
ン、キシレン、シクロヘキサン等の適当な溶媒を使用し
て行ってもよい。また、C9 留分およびC5 留分ととも
にスチレン、ジシクロペンタジエン、クマロン−インデ
ン留分等のカチオン重合が可能な化合物または留分を添
加して重合することもでき、さらに重合時にフェノール
類等を添加することによりフェノール類で変性すること
も可能である。共重合反応後、液状ポリマー共重合反応
樹脂組成物中に占める液状ゴムの含有量は特に制限され
るものではないが1〜50wt%が好ましい。
【0012】本発明に用いる共重合樹脂としては、液状
ゴムが液状イソプレン系ゴム(LIR)であるものが好
ましい。これらの樹脂はゴム成分に対して相溶性が良好
であり、また硫黄を介してゴム成分と共架橋するために
得られるゴム組成物の物性向上に寄与する。本発明の組
成物は、前記ゴム100重量部に対し、上記樹脂を、5
〜60重量部、好ましくは10〜50重量部含有する。
5重量部未満であると減衰性が不足し、60重量部を超
えると弾性率が低下してしまう。これらの樹脂は、組成
物製造時に単独で添加してもよく、また、予め他の配合
剤にブレンドしてから未加硫ゴムに配合してもよい。
【0013】本発明の組成物を製造する際に、上記成分
に加え、さらに未加硫時に、本発明の特徴を損なわない
範囲において、補強剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、
可塑剤、老化防止剤等の添加剤を配合することができ
る。
【0014】補強剤や充填剤としては、カーボンブラッ
ク、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、タルク、フェノ
ール樹脂等が挙げられる。これらのなかでもカーボンブ
ラックが好適に用いられる。用いるカーボンブラックは
窒素比表面積(N2 SA)が70m2 /g以上であるの
が好ましく、特に窒素比表面積(N2 SA)が100m
2 /g以上のカーボンブラックが好ましい。補強剤とし
てN2 SAが70m2/g以上のカーボンブラックを用
いる場合は、カーボンブラック配合量はジエン系ゴム1
00重量部に対し、50〜100重量部が好ましい。
【0015】加硫剤としては、硫黄や、テトラメチルチ
ウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウラ
ムジスルフィド(TETD)、ジペンタメチレンチウラ
ムジスルフィド(DPTT)等の有機含硫黄化合物、ジ
クミルペルオキシド等の有機過酸化物、亜鉛華、マグネ
シア等の金属酸化物、キノンジオキシム等が挙げられ
る。このような加硫剤は、所望の物性を得るために必要
な量を任意に配合することができるが、一般的な配合量
としては、ジエン系ゴム100重量部に対し、1.0〜
4.0重量部が好ましい。
【0016】加硫促進剤としては、メルカプトベンゾチ
アゾール(MBT)等のチアゾール類、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(CB
S)等のスルフェンアミド類、ジフェニルグアニジン等
のグアニジン類等が挙げられる。このような加硫促進剤
の配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し、0.5
〜5.0重量部が好ましい。
【0017】可塑剤としては、プロセスオイル、石油樹
脂、DOP(ジオクチルフタレート)、ジオクチルセバ
ケート等の合成可塑剤、植物油、液状ゴム等が挙げられ
る。このような可塑剤の配合量は、所望の物性を得るた
めに必要な量を任意に配合することができ特に限定され
るものではないが、一般的には、ジエン系ゴム100重
量部に対し、0〜50重量部が好ましい。
【0018】老化防止剤としては、N−(1,3−ジメ
チルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミ
ン(6PPD)、N,N’−ジナフチル−p−フェニレ
ンジアミン(DNPD)、N−イソプロピル−N’−フ
ェニル−p−フェニレンジアミン(IPPD)、スチレ
ン化フェノール(SP)等が挙げられる。このような老
化防止剤の配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対
し、0.5〜3重量部が好ましい。ただし、本発明の組
成物が免震等の振動エネルギーの吸収装置等に用いられ
る際、該組成物が外面に露出しない場合は、老化防止剤
を全く配合しなくてもよい。上述の添加剤は、単独また
は2種以上の混合物として用いることもできる。
【0019】本発明の組成物の製造は、これらの配合剤
が配合された未加硫ゴム組成物を、ニーダ、バンバリー
ミキサなど用いて混練することによって行われ、混練物
は130〜170℃の温度で加熱することにより加硫さ
れて、加硫ゴム組成物が得られる。
【0020】以上のようにして得られる本発明の組成物
は、新規な液状ポリマー共重合樹脂を配合することによ
り、ゴム成分との相溶性に優れ、また硫黄を介してゴム
成分と共架橋するため、弾性率の低下や、弾性率の温度
依存性の悪化を招くことなく、高い減衰性を発現する。
【0021】本発明のゴム組成物を用いる免震用支承体
とは、一般にゴム組成物と鉄板等の硬質板とを交互に積
層した積層体からなり、橋梁の支承やビルの基礎免震等
に用いられる構造体である。この積層体に用いる支承用
ゴム組成物には、高い減衰性をもつゴム組成物が好適で
ある。本発明の組成物は、従来の高減衰ゴムと同等の高
い減衰性を維持しながら、弾性率の低下や、温度依存性
の悪化が少ないため、高減衰積層体用ゴム組成物として
好適に用いることができる。
【0022】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 1.ゴム組成物の製造 表1に示す液状ポリマー共重合樹脂または混合物を用い
て、表2に示す組成に、表3に示す種類と量の液状ポリ
マー共重合樹脂等を加えてゴム組成物を調整した。表
中、単位は(重量部)である。ゴム成分に加硫促進剤C
BS及び硫黄を除く配合剤を加え、神戸製鋼(株)製B
型バンバリーミキサー(1.8L)を用いて5分間混合
し、得られた混合物に加硫促進剤と硫黄を添加して8イ
ンチの試験用練りロール機を用いて4分間混練し、ゴム
組成物を得た。なお、使用した配合剤は下記のとおりで
ある。 LIR−30 :クラレ社製イソプレン系液状ゴム LIR−50 :クラレ社製イソプレン系液状ゴム 天然ゴム :TSR20 亜鉛華 :亜鉛華3号、正同化学社製 ステアリン酸 :RUNAC YA、花王社製 オイル :アロマチックオイル、出光興産社製 カーボンブラック:N220、昭和キャボット社製 加硫促進剤CBS:ノクセラーCZ、大内新興化学社製 硫黄 :粉末硫黄、軽井沢精練所社製
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】2.物性の評価 実施例および比較例で得られたゴム組成物を、JIS
K6301に規定される加硫用プレス機を用いて、14
8℃で45分間プレス加硫し、加硫物の物性を評価し
た。なお、加硫物物性の規定方法は下記のとおりであ
る。
【0027】引張り試験による特性値 幅10mm、厚さ2mmの短冊状サンプルを、オートグ
ラフ引張り試験機を用いて、クロスヘッドスピード50
0mm/minの条件下、5回150%伸張させた際の
5回目の特性値を測定評価した。 i)モジュラス 150%伸張時の応力(MPa)を測定した。 ii)ヒステリシスロス 示す応力−歪み曲線図において、算出される面積比を比
較して、エネルギーの減衰性を評価した。 iii)温度依存性(−20/23) 測定温度−20℃と23℃でi)のモジュラスの測定を
行い、得られた測定値の比(−20℃でのモジュラス/
23℃でのモジュラス)を求めた。この値が1に近いほ
ど温度依存性が低い。
【0028】一般物性 JIS K6301に準拠して、300%引張り応力
(M300 )、引張り強さ(TB )、伸び(EB )、JI
S硬さを測定評価した。結果を表3に示す。
【0029】
【表1】 *#140:東邦化学社製のハイレジン#140
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】本発明の高減衰積層体用ゴム組成物は、
従来のカーボン、樹脂等の配合で得られる減衰性と同等
の高い減衰性を維持しつつも、従来のカーボン、樹脂等
の配合により生じた弾性率の低下や、弾性率の温度依存
性の悪化を解消することができる。したがって、各種の
免震、除震、防震等の振動エネルギーの吸収装置に好適
に用いることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジエン系ゴム100重量部に対して、液状
    ポリマー共重合樹脂を5〜60重量部含有する高減衰積
    層体用ゴム組成物。
JP6995198A 1998-03-19 1998-03-19 高減衰積層体用ゴム組成物 Pending JPH11263879A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010144142A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Tokai Rubber Ind Ltd 高減衰ゴム組成物
JP4595171B2 (ja) * 2000-07-04 2010-12-08 横浜ゴム株式会社 高減衰支承用ゴム組成物
JP2017171716A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 ヘンケルジャパン株式会社 熱硬化性組成物

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