KR100886761B1 - A outside rubber composition of high damping rubber bearing using the bridge support - Google Patents

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Abstract

An outside rubber composition of high damping rubber bearing for bridge support is provided to improve the tolerance against critical shear stress of high damping rubber bearing by improving the tearing strength. An outside rubber composition of high damping rubber bearing for bridge support comprises natural rubber 100.0 parts by weight, carbon black 16~33 parts by weight, inorganic reinforcing agent 9~22 parts by weight, zinc oxide 3~5 parts by weight, stearic acid 1~3 parts by weight, anti-aging agent 6~10 parts by weight, vulcanizate 1.0~1.6 parts by weight and vulcanization accelerator 0.8~1.5 parts by weight. The carbon black and inorganic reinforcing agent are mixed in a weight ratio of 56:44~66:34. The carbon black has the oil absorption value of 90 mg/g, the DBP adsorption value of 122ml/100g and the nitrogen adsorption surface area 96 m/g. The inorganic reinforcing agent is the inorganic silica powder having the specific gravity 1.95~2.05, and the SiO2 content 92%, and the pH 6.0~7.5.

Description

교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물{A outside rubber composition of high damping rubber bearing using the bridge support}A outside rubber composition of high damping rubber bearing using the bridge support}

본 발명은 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량의 상. 하부 구조물 사이에 설치되는 고감쇠고무받침 중 외부고무와 내부고무로 구성된 고무패드에 있어서, 상기 외부고무에 적용하여 고감쇠고무받침의 극한전단파괴 특성을 향상시킬 수 있는 고무 조성물에 대한 것이다.The present invention relates to a composition for external rubber used for high damping rubber support for bridges, and more particularly, to a phase of a bridge. In a rubber pad composed of an outer rubber and an inner rubber among the high damping rubber bearings installed between the lower structures, the rubber composition may be applied to the outer rubber to improve the ultimate shear fracture characteristics of the high damping rubber bearing.

오늘날 건축 및 토목분야에서 구조물의 지진하중과 같은 극심한 상황에서의 진동 제어 기술과 바람에 의한 하중, 건물내외의 진동원에 대한 건물의 진동가속도 제어를 확보하기 위한 진동제어기술(vibration control)이 필요로 하고 있다. 특히, 지진에 대한 대책을 건물의 초기 설계 단계에서 구조적 해석에 의한 대책으로 건물의 강성을 보완하는 방법을 강구하고 있으며, 이런 측면에서 방진, 제진 및 충격을 흡수할 수 있는 내진 장치가 계속적으로 개발되고 있다. In today's architecture and civil engineering, vibration control technology is needed to secure vibration control in extreme situations such as earthquake loads of structures, wind loads, and vibration acceleration control of buildings within and outside the building. I am doing it. In particular, measures are taken to supplement earthquakes with structural analysis in the early design stages of buildings, and in this respect, seismic devices that can absorb dust, vibration, and shock are continuously developed. It is becoming.

현재 개발된 내진 장치로서 금속 재료를 이용한 방진 스프링의 경우 방진 영 역에서 진동 절연효과는 크나 과도한 진동 응답이 발생하기 때문에 적용에 한계성을 가지고 있다. 반면, 탄성고무를 사용한 내진 장치의 경우 금속에 비하여 재료 자체의 큰 손실계수로 인하여 방진 영역에서 진동 절연효과는 떨어지나 과도한 진동응답이 억제되는 효과가 있기 때문에 최근에 많이 적용되고 있다In the case of the current-developed seismic device, the vibration isolation spring using metal materials has a large vibration isolation effect in the vibration isolation area, but it has a limitation in application because excessive vibration response occurs. On the other hand, in the case of seismic devices using elastic rubber, the vibration isolation effect is reduced in the dust-proof region due to the larger loss factor of the material itself than metals, but it has been applied recently.

이러한 내진 장치로서 교량에는 상부구조물에서 작용하는 수직하중을 수용하고, 계절의 기온변화나 바람, 지진 등의 충격 등에 의한 상대변위나, 수평으로 작용하는 전단변위를 수용하여 교량의 내구수명을 연장하기 위해 고감쇠고무받침이 사용된다. As a seismic device, the bridge accommodates vertical loads acting on the superstructure, and accommodates relative displacement due to seasonal temperature changes, wind, earthquakes, etc., or shear displacements acting horizontally to prolong the service life of the bridge. High damping rubber bearings are used for this purpose.

상기와 같은 고감쇠고무받침은 교량의 특성에 따라 정도의 차이는 있으나 내구성, 시공성, 유지보수성, 경제성을 고려하여 설치되어야 한다는 점에서는 공통점이 있으며, 그 구성으로는 일반적으로 상부판과, 하부판 및 상기 상부판과 하부판 사이에 구비된 고무패드 이루어진다.Such high damping rubber bearings have a degree of difference depending on the characteristics of the bridge, but they have a common point in that they should be installed in consideration of durability, workability, maintainability, and economic feasibility. It is made of a rubber pad provided between the upper plate and the lower plate.

이와 같은 구조를 갖는 고감쇠고무받침에 수직하중이 작용되면 고무패드의 내부고무가 팽출되게 되고, 이와 동시에 내부 보강철판은 내부고무의 팽출을 방해하게 되어 수직하중에 대해 내부고무의 내하력을 증대시켜 수직하중을 수용하게 된다. 마찬가지로 고감쇠고무받침에 수평변위가 발생하는 경우 내부고무가 전단변형하여 변위를 흡수하게 되고, 고감쇠고무받침이 회전변위를 받는 경우에도 고무의 탄성에 의해 회전시 작용하는 힘을 수용하게 된다. When a vertical load is applied to the high damping rubber bearing having such a structure, the internal rubber of the rubber pad swells, and at the same time, the internal reinforcing steel plate interferes with the expansion of the internal rubber, thereby increasing the load capacity of the internal rubber against the vertical load. Accepts vertical loads. Similarly, when a horizontal displacement occurs in the high damping rubber bearing, the inner rubber is sheared to absorb the displacement, and even when the high damping rubber bearing is subjected to the rotational displacement, the rubber elastic force of the rubber damping force receives the force acting upon rotation.

한편, 상기 고무패드는 전술한 바와 같이 보강철판과 교호로 적층되며서 하 중을 지지하는 내부고무 이외에도, 외부의 환경조건에 내구성을 유지해주고 극한 전단시 파괴를 방지해주는 외부고무로 구성되는데, 각각의 시방과 규격에는 상기 내. 외부고무는 한종 또는 이종으로 설계하여 제작하도록 되어 있다. On the other hand, the rubber pad is composed of an external rubber that is laminated alternately with the reinforcing steel plate as described above, in addition to the internal rubber to support the load, to maintain durability in the external environmental conditions and to prevent breakage during extreme shearing, respectively Specifications and specifications of the above. The external rubber is designed to be manufactured in one or two kinds.

그러나, 대부분의 경우 생산단가 및 공정상의 이유로 내. 외부고무를 하나로 통일하여 적용하고 있으며, 이를 각각 다른 고무 조성물을 적용하여 이중으로 설계하는 경우에도 내부고무 조성물의 배합설계에 노화특성을 등을 향상시키는 정도로 채택하여 적용하는데 그치고 있다.However, in most cases, due to production cost and process reasons. The external rubber is applied unified to one, and even if it is designed by applying different rubber compositions, respectively, it applies only to adopt the degree of aging characteristics to improve the compounding design of the internal rubber composition.

즉, 최근에는 외부고무의 경우 노화 등의 내구성 증대는 물론, 극한 전단파괴특성의 개선이 필요로 하고 있으며, 이러한 극한 전단파괴특성의 개선을 위해서는 외부고무 조성물의 인열강도 등의 재료물성을 크게 향상시켜야 하나, 아직까지는 이에 대한 연구가 미비한 실정이다.In other words, in the case of external rubber in recent years, it is necessary to increase durability such as aging and to improve the ultimate shear failure characteristics, and to improve the ultimate shear failure characteristics, material properties such as tear strength of the external rubber composition are greatly increased. It should be improved, but research on this is insufficient.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 교량의 상. 하부 구조물 사이에 설치되는 고감쇠고무받침 중 외부고무와 내부고무로 구성된 고무패드에 있어서, 상기 외부고무에 적용하여 인열강도 등의 재료물성을 크게 향상시켜 고감쇠고무받침의 극한 전단파괴특성의 개선할 수 있는 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve the above problems, the image of the bridge. In the rubber pad composed of the outer rubber and the inner rubber among the high damping rubber bearings installed between the lower structures, it is applied to the outer rubber to greatly improve the material properties such as tear strength and thus the extreme shear failure characteristics of the high damping rubber bearing. An object of the present invention is to provide an external rubber composition for use in high-damping rubber bearings for bridges that can be improved.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,

천연고무와 카본블랙, 무기보강제, 충전제, 산화아연, 스테아린산, 노화방지제, 가황제, 가황촉진제를 포함하는 외부고무 조성물에 있어서,In an external rubber composition comprising natural rubber, carbon black, inorganic reinforcing agent, filler, zinc oxide, stearic acid, antioxidant, vulcanizing agent, vulcanization accelerator,

상기 카본블랙과 무기보강제는 그 배합비가 56:44~66:34의 중량비율이 되도록 첨가된 것을 특징으로 하는 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물을 제공함으로써 달성된다.The carbon black and the inorganic reinforcing agent are achieved by providing an external rubber composition for use in high damping rubber support for bridges, characterized in that the mixing ratio is added so that the weight ratio of 56:44 ~ 66:34.

또한, 본 발명은 상기한 외부고무용 조성물에 있어서, 상기 카본블랙은 요오드 흡유량 90㎎/g, DBP 흡착가 122㎖/100g, 질소흡착표면적 96m2/g을 갖는 HAF-HS 등급의 것임을 특징으로 하는 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention, in the above external rubber composition, the carbon black is characterized in that the HAF-HS grade having an iodine oil absorption 90mg / g, DBP adsorption 122ml / 100g, nitrogen adsorption surface area 96m 2 / g. It provides an external rubber composition for use in high damping rubber support for bridges.

또한, 본 발명은 상기한 외부고무용 조성물에 있어서, 상기 무기보강제는 비중 1.95~2.05, SiO2함량 92%이상, pH 6.0~7.5를 갖는 무기계 실리카 분말임을 특징으로 하는 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention, in the above external rubber composition, the inorganic reinforcing agent specific gravity 1.95 ~ 2.05, SiO 2 content 92% or more, the high-damping rubber support for bridges, characterized in that the inorganic silica powder having a pH 6.0 ~ 7.5. It provides a composition for external rubber used.

또한, 본 발명은 상기한 외부고무용 조성물에 있어서, 상기 카본블랙은 천연고무 100중량부에 대하여 16~33중량부가 첨가됨을 특징으로 하는 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for external rubber used for high damping rubber support for bridges, characterized in that the carbon black is added 16 to 33 parts by weight based on 100 parts by weight of natural rubber. do.

또한, 본 발명은 상기한 외부고무용 조성물에 있어서, 상기 무기보강제는 천연고무 100중량부에 대하여 9~22중량부가 첨가됨을 특징으로 하는 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for external rubber used in the high-damping rubber support for bridges, characterized in that the inorganic reinforcing agent is added 9 to 22 parts by weight based on 100 parts by weight of natural rubber. do.

또한, 본 발명은 상기한 외부고무용 조성물에 있어서, 상기 천연고무 100중량부에 대하여 산화아연 3~5중량부, 스테아린산 1~3중량부, 노화방지제 6~10중량부, 가황제 1.0~1.6중량부, 가황촉진제 0.8~1.5중량부가 포함됨을 특징으로 하는 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention, in the above external rubber composition, 3 to 5 parts by weight of zinc oxide, 1-3 parts by weight of stearic acid, 6 to 10 parts by weight of antioxidant, 1.0 to 1.6 vulcanizing agent with respect to 100 parts by weight of the natural rubber It provides an external rubber composition for use in high-damping rubber support for bridges, characterized in that it includes 0.8 parts by weight and 1.5 parts by weight of vulcanization accelerator.

전술한 바와 같이 본 발명의 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물은 외부고무와 내부고무로 구성된 고무패드 중 극한 전단시 파괴를 방지해주는 역할을 하는 외부고무의 특성을 향상시키기 위한 것으로, 이에 카본블랙과 무기보강제의 배합비율을 특정화하여 인열강도 등의 재료물성을 크게 향상시켜 고감쇠고무받침의 극한 전단파괴특성을 개선할 수 있는 효과를 가져온다.As described above, the external rubber composition used for the high-damping rubber support for the bridge of the present invention is to improve the characteristics of the external rubber, which serves to prevent fracture during extreme shearing of the rubber pad composed of the external rubber and the internal rubber. In addition, by characterizing the blending ratio of carbon black and inorganic reinforcing agent, the material properties such as tear strength are greatly improved, thereby bringing the effect of improving the ultimate shear failure characteristics of the high damping rubber bearing.

이하에서는 본 발명에 대하여 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 천연고무와 카본블랙, 무기보강제, 산화아연, 스테아린산, 노화방지제, 가황제, 가황촉진제를 포함하는 외부고무 조성물에 있어서, 상기 고무 조성물 내에 함유된 카본블랙과 무기보강제는 중량비로 56:44~66:34로 배합되어 있다. The present invention relates to an outer rubber composition comprising natural rubber, carbon black, inorganic reinforcing agent, zinc oxide, stearic acid, anti-aging agent, vulcanizing agent, and vulcanization accelerator, wherein the carbon black and inorganic reinforcing agent contained in the rubber composition are in a weight ratio of 56: It is compounded at 44-66: 34.

이러한 카본블랙과 무기보강제의 배합비율을 56:44~66:34로 한정하는 것은 외부고무 조성물에 요구되어지는 기계적 특성에 기인하는 것으로서 외부고무는 낮은 크리이프(Creep) 특성 및 다양한 내구성이 요구되고 재료의 특성(강성, 댐핑 등) 값이 결정된 내부고무와는 달리 전단방향의 극한 하중과 외부환경에 의한 재료의 노화를 방지하는 역할을 담당하고 있다. Limiting the mixing ratio of the carbon black and the inorganic reinforcing agent to 56:44 to 66:34 is due to the mechanical properties required for the external rubber composition, and the external rubber requires low creep properties and various durability and materials. Unlike internal rubbers whose properties (stiffness, damping, etc.) have been determined, they play a role in preventing aging of materials due to shear loads and external environments.

따라서, 내외부 고무조성물에 대한 배합도 그 역할과 기능에 따라 다르게 조성되어야만 한다. 예를 들어, 내부고무에는 외부 환경보다는 성형 및 가공안정성, 성형중의 고무재료의 산화를 방지하는 최소한의 노화방지제 및 산화방지제 등의 배합약품과 투입량이 선정되며, 장시간의 성형시간을 고려하여 가황촉진제는 지효성 촉진제를 적용하여 열에 의한 산화로 역가황(reversion)을 방지하는데 중점을 둔다. 또한 카본블랙도 입자경이 크고 비표면적이 작은 HAF-LS 등급이 설정되는데 이는 열에 의한 발열량이 적고 스코오치 안정성 및 크리이프 특성 등의 내구성이 우수하며 미가황 고무 생지의 흐름성도 안정하기 때문에 적합하게 사용된다.Therefore, the blending for the inner and outer rubber compositions should also be made differently according to their role and function. For example, internal rubbers are formulated with formulations and dosages, such as molding and processing stability, minimal antioxidants and antioxidants to prevent oxidation of rubber materials during molding, and are vulcanized in consideration of long molding times. Accelerators focus on the application of sustained-release accelerators to prevent reversion by thermal oxidation. In addition, the carbon black also has a HAF-LS grade with a large particle size and a small specific surface area, which is suitable for its low heat generation, excellent durability such as scotch stability and creep characteristics, and stable flowability of unvulcanized rubber dough. .

반면, 외부고무에 적용되는 조성물은 내부고무와는 상반되게 압축특성이 받지 않고 전단방향의 극한 변형이 요구되어지기 때문에 열에 의한 산화방지제 및 노화방지제, 오존방지제 등의 환경에 대한 내구성을 향상시키는 배합설계가 요구되어지며 장시간의 성형시간을 고려하여 가황촉진제는 지효성 촉진제와 초촉진제를 병용하여 열에 의한 산화로 역가황(reversion)을 방지하면서도 무기계보강제에 의한 가황 지연을 방지하는데 중점을 두어야 한다. 또한 카본블랙도 입자경이 작고 비표면적이 넓은 HAF-HS 등급이 설정되어야 하며, 이는 인장강도 등의 기계적특성이 우수하지만 열에 의한 발열량이 크고 스코오치 안정성 및 크리이프 특성 등의 내구성이 낮아 압축하중을 받지 않는 외부고무에 적합하기 때문이다. 아울러, 무리계보강제 또한 카본블랙만으로 부족한 인열강도를 보강하기 위하여 투입되는 것으로, 그 함량이 많을수록 기계적물성이 급격하게 향상되지만 과대하게 투입될 경우 혼연성이 결여되고 가황시간이 지연되는 현상이 발생하기 때문에 카본블랙에 대하여 적절한 양이 투입되어야만 한다.On the other hand, the composition applied to the external rubber does not have compression characteristics contrary to the internal rubber, and extreme deformation of the shear direction is required, so that it is compounded to improve the durability of the environment such as antioxidants, antioxidants, and ozone inhibitors due to heat. Design is required, and considering the long molding time, the vulcanization accelerator should be focused on preventing vulcanization delay by inorganic reinforcing agent while preventing reversion by heat oxidation using super accelerator and super accelerator. In addition, carbon black should be set to HAF-HS grade with small particle size and wide specific surface area. It is excellent in mechanical properties such as tensile strength, but it does not receive compressive load due to high heat generation and high durability of scotch stability and creep characteristics. This is because it is suitable for external rubber. In addition, the group-based reinforcement is also added to reinforce the tear strength lacking only with carbon black, the higher the content, the sharper the mechanical properties, but when excessively added, there is a lack of miscibility and delayed vulcanization time. Therefore, an appropriate amount should be added to the carbon black.

따라서, 전술한 배합비율에 따라 카본블랙과 무기보강제를 첨가하였을 경우 미가황 고무 생지의 흐름성이 우수하고 장시간 동안의 성형에도 열에 의한 열화로 기계적물성 저하가 적고 내부고무와의 상분리 현상이 발생하지 않는 성형 및 가공안정성을 보유하면서도 최종 제조된 외부고무의 인열강도를 향상시켜 고감쇠고무받침의 극한 전단파괴특성의 개선시킬 수 있기 때문이다.Therefore, when carbon black and an inorganic reinforcing agent are added according to the above-mentioned mixing ratio, the flowability of the unvulcanized rubber dough is excellent, and the deterioration due to heat decreases the mechanical properties and the phase separation phenomenon with the internal rubber does not occur even when molding for a long time. This is because the ultimate shear failure characteristics of high damping rubber bearings can be improved by improving the tear strength of the final manufactured external rubber while retaining molding and processing stability.

다만, 상기한 배합비율보다 카본블랙의 함량이 높게 되면 열에 의한 열화가급격하게 발생하여 역가황(reversion)에 의한 기계적물성이 낮아지는 문제점이 발 생하게 되며, 반대로 무기보강제의 함량이 높게 되면 스코오치 발생 및 내부고무와의 상분리, 혼연성이 급격이 떨아지는 문제점이 발생되기 때문이다.However, if the carbon black content is higher than the above blending ratio, deterioration due to heat may occur suddenly, resulting in a decrease in mechanical properties due to reverse vulcanization. This is because there is a problem in that the occurrence of errors, phase separation from the internal rubber, and sharp drop in the miscibility.

이 때 사용되는 카본블랙은 전술한 바와 같이 요오드 흡유량 90㎎/g, DBP 흡착가 122㎖/100g, 질소흡착표면적 96m2/g을 갖는 HAF-HS 등급의 것이 사용하는 것이 바람직하며, 이는 통상의 카본블랙보다 구조 발달정도를 나타내는 DBP 측정가가 높고 질소흡착표면적이 좋아 제조되는 고무에 더욱 향상된 인열강도를 나타냄을 후술되는 실시예를 통하여 확인할 수 있었다. The carbon black used at this time is preferably a HAF-HS grade having an iodine oil absorption of 90 mg / g, a DBP adsorption of 122 ml / 100 g, and a nitrogen adsorption surface area of 96 m 2 / g. It was confirmed through the examples described below that the DBP measurement value indicating the degree of structural development is higher than that of black and the nitrogen adsorption surface area shows a more improved tear strength in the manufactured rubber.

또한, 무기보강제로는 전술한 바와 같이 비중 1.95~2.05, SiO2 함량 92%이상, pH 6.0~7.5를 갖는 무기계 실리카 분말이 대표적으로 사용되며, 상기 실리카 분말은 카본블랙으로 부족한 고무의 인열강도를 향상시키는 역할을 수행한다. 이와 같은 특성을 갖는 카본블랙과 실리카 분말은 현재 시중에서 등급에 따라 용이하게 구입할 수 있는 제품들로서, 따라서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.In addition, as an inorganic reinforcing agent, as described above, inorganic silica powder having a specific gravity of 1.95 to 2.05, a SiO 2 content of 92% or more, and a pH of 6.0 to 7.5 is typically used, and the silica powder is used to reduce the tear strength of rubber that is insufficient in carbon black. To improve the role. Carbon black and silica powder having such characteristics are currently commercially available products according to the grade, and thus description thereof will be omitted.

이와 같은 배합비율을 갖는 카본블랙과 무기보강제는 원료고무로 사용되는 천연고무 100중량부에 대하여 각각 16~33중량부, 9~22중량부가 첨가되는 것이 바람직하다.Carbon black and inorganic reinforcing agent having such a compounding ratio is preferably added 16 to 33 parts by weight, 9 to 22 parts by weight based on 100 parts by weight of natural rubber used as the raw material rubber.

먼저, 카본블랙의 경우 그 함량이 천연고무 100중량부에 대하여 16중량부 미만으로 첨가되면 제조되는 외부고무의 경도가 낮아 정적(Static) 특성이 떨어져 기계적 특성이 저하되고, 반면 33중량부를 초과하여 첨가하면 고경도가 되어 정적 특성이 너무 높아져 성형안정성 및 기계적물성이 떨어지기 때문이다.First, in the case of carbon black, when the content is added less than 16 parts by weight with respect to 100 parts by weight of natural rubber, the hardness of the manufactured external rubber is low, so that the mechanical properties are lowered, while the mechanical properties are lowered. This is because when added, the hardness becomes high and the static properties are too high, resulting in poor molding stability and mechanical properties.

또한, 무기보강제의 경우 그 함량이 천연고무 100중량부에 대하여 9중량부 미만으로 첨가되면 외부고무의 인열강도가 충분히 향상되지 못하며, 반면 22중량부를 초과하여 첨가하면 오히려 고무와의 혼연성이 낮아져 물성을 떨어뜨릴 수 있기 때문에 전술한 첨가량으로 한정하는 것이 바람직하다. In addition, in the case of inorganic reinforcing agent, if the content is added less than 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of natural rubber, the tear strength of the external rubber is not sufficiently improved, while if it is added in excess of 22 parts by weight, it is rather mixed with rubber It is preferable to limit it to the above-mentioned addition amount, because it can lower the physical properties.

그 외에도 본 발명의 외부고무 조성물에는 천연고무 100중량부에 대하여 산화아연 3~5중량부, 스테아린산 1~3중량부, 노화방지제 6~10중량부, 가황제 1.0~1.6중량부, 가황촉진제 0.8~1.5중량부가 포함될 수 있으며, 이러한 배합비율은 통상의 고감쇠고무받침용 고무 조성물에 준하여 결정된 것이다.In addition to the external rubber composition of the present invention, 3 to 5 parts by weight of zinc oxide, 1 to 3 parts by weight of stearic acid, 6 to 10 parts by weight of antioxidant, 1.0 to 1.6 parts by weight of vulcanizing agent, and 0.8 to 100 parts by weight of natural rubber. 1.5 parts by weight may be included, and the blending ratio is determined according to a conventional high damping rubber composition.

이에 산화아연과 스테아린 산의 경우 활성제로 사용되는 것으로 고무의 동특성(Dynamic Characteristics)과 가공성이 우수해지며, 내열성을 개선시키기 위해 첨가되는 것으로서, 그 함량은 전술한 바와 같이 천연고무 100중량부에 대하여 산화아연 3~5중량부를, 스테아린산 1~3중량부를 첨가되며, 이러한 함량보다 적게 첨가되면 가황 속도의 활성화가 약해지고, 반대로 상기 함량을 초과하여 첨가하면 가황 속도 활성화가 커져서 스코치가 발생되어 고무의 성질이 약해지는 문제가 발생될 수 있다. In this case, zinc oxide and stearic acid are used as activators to improve rubber dynamic properties and processability, and are added to improve heat resistance, and the content thereof is 100 parts by weight of natural rubber as described above. 3 to 5 parts by weight of zinc oxide, 1 to 3 parts by weight of stearic acid are added, if less than this content, the activation of the vulcanization rate is weakened. On the contrary, when it is added in excess of the above content, the vulcanization rate is activated. This weakening problem can occur.

또한, 노화방지제는 외부고무의 내열성, 내굴곡성, 내산화성을 향상시키기 위해 사용되며 대표적으로 폴리머화된 2,2,4-트리메틸-1,2 디하이드로퀴놀린, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민 등이 사용될 수 있으며, 그 함량은 천연고무 100 중량부에 대하여 6~10중량부가 바람직하게 첨가되어야 전술한 효과를 낼 수 있다.In addition, anti-aging agents are used to improve the heat resistance, flex resistance, and oxidation resistance of external rubbers and are typically polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2 dihydroquinoline, N-phenyl-N'-isopropyl -p-phenylenediamine and the like may be used, and the content thereof may be preferably added in an amount of 6 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of natural rubber to achieve the aforementioned effect.

또한, 가황제는 가교제로 사용되며, 천연고무 100 중량부에 대하여 1.0∼1.6 중량부가 첨가되는 것이 바람직하며, 이는 상기 첨가량보다 적게 첨가되면 상온 내구력이 현저히 저하되고, 상기 첨가량을 초과하여 첨가되면 내열 내구력이 저하된다.In addition, the vulcanizing agent is used as a crosslinking agent, it is preferable to add 1.0 to 1.6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of natural rubber, which is significantly lower in room temperature durability when added less than the addition amount, heat resistance when added in excess of the addition amount Durability is lowered.

아울러, 가황촉진제는 상기 가황제의 가교속도를 향상시키는 것으로서, N-싸이클로헥실벤조티아졸-2-설펜아마이드(CZ), 테트라메틸티우람 디설파이드(TT), N-싸이클로헥실-2-벤조티아질-설펜아마이드(CBS) 중에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 혼합된 것이 사용될 수 있으며, 그 함량은 크게 한정되지 않으나 천연고무 100중량부에 대하여 0.8중량부 미만으로 첨가하면 유효 가황계가 형성되지 않아 다황 결합을 이룰 수 없고, 1.5중량부를 초과하여 첨가하면 스코치(Scorch)가 발생하여 공정 불량이 발생할 수 있다.In addition, the vulcanization accelerator improves the crosslinking rate of the vulcanizing agent, N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide (CZ), tetramethylthiuram disulfide (TT), N-cyclohexyl-2-benzothia One or two or more selected from the group consisting of vaginal-sulfenamide (CBS) can be used, and the content thereof is not limited. However, if the amount is less than 0.8 parts by weight based on 100 parts by weight of natural rubber, an effective vulcanization system is not formed. Unable to form a bond, when added in excess of 1.5 parts by weight Scorch (Scorch) may occur can cause a process failure.

이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are only presented to aid the understanding of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

<비교예 1 내지 비교예 3><Comparative Example 1 to Comparative Example 3>

고감쇠고무받침용 고무패드에 사용되는 내·외부고무를 하기 표 1과 같은 조성비율에 따른 고무 조성물을 이용하여 제작하였다.The internal and external rubber used for the rubber pad for high damping rubber support was manufactured using the rubber composition according to the composition ratio as shown in Table 1 below.

상기 내·외부고무은 원료고무를 밴버리 믹서를 이용하여 2분간 소련하고, 카본블랙을 일정량 투입하고 10분간 혼련한 후, 무기보강제, 충진제, 산화아연, 스 테아린 산 및 노화방지제 등의 첨가제를 혼합하고 다시 2분간 혼련하여 카본 마스터 배치(Carbon Master Batch)를 제조한 다음, 상기 카본 마스터 배치에 가황제와 가황촉진제를 첨가하여 롤믹서(Roll mixer)를 사용하여 분산 및 혼합하여 고무 조성물을 완성하고, 상기 고무 조성물을 유량계를 이용하여 적정 가황 시간을 측정한 뒤, 압축기를 이용하여 150℃에서 150kgf/cm2으로 가열 가압하여 제조하였다.The internal and external rubber was used for 2 minutes in the raw material rubber using a Banbury mixer, and a predetermined amount of carbon black was kneaded for 10 minutes, and then mixed with additives such as inorganic reinforcing agents, fillers, zinc oxide, stearic acid and anti-aging agents. And kneading again for 2 minutes to prepare a carbon master batch, and then adding a vulcanizing agent and a vulcanizing accelerator to the carbon master batch to disperse and mix using a roll mixer to complete a rubber composition. After the appropriate vulcanization time was measured using a flow meter, the rubber composition was heated and pressurized to 150 kgf / cm 2 at 150 ° C. using a compressor.

<실시예 1과 실시예 2><Example 1 and Example 2>

고감쇠고무받침용 고무패드에 사용되는 내부고무를 비교예 1과 같은 조성비율에 따른 고무 조성물을 이용하여 제작하였으며, 외부고무는 하기 표 1과 같은 조성비율에 따른 고무 조성물을 이용하여 제작하였다. The internal rubber used for the rubber pad for high damping rubber support was manufactured using the rubber composition according to the composition ratio as in Comparative Example 1, and the external rubber was produced using the rubber composition according to the composition ratio as shown in Table 1 below.

상기 내·외부고무은 전술한 제조예 1 내지 3에 제시된 제조방법과 동일한 방법에 의해 제조하였다.The internal and external rubber was prepared by the same method as the production method shown in Preparation Examples 1 to 3 described above.

원료Raw material 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 실시예1Example 1 실시예2Example 2 천연고무Natural rubber 100100 5050 100100 100100 100100 이소프렌 고무Isoprene rubber -- 5050 -- -- -- 카본블랙ACarbon Black A 1010 25.625.6 1919 -- -- 카본블랙BCarbon Black B -- -- -- 3131 2121 무기보강제Inorganic reinforcement -- 14.214.2 10.510.5 -- 13.513.5 충진제Filler -- -- 3030 -- -- 산화아연Zinc oxide 55 55 55 55 55 스테아린산Stearic acid 22 22 22 22 22 노화방지제Anti-aging 4.54.5 1.51.5 33 6.56.5 8.78.7 연화제Softener -- 55 -- 55 -- 가황제Vulcanizer 1.01.0 1.41.4 1.41.4 1.41.4 1.41.4 가황촉진제Vulcanization accelerator 1.21.2 1.21.2 1.21.2 1.21.2 1.31.3 (1)카본블랙A: 요오드 흡유량 82㎎/g, DBP 흡착가 72㎖/100g, 질소흡착표면적 64m2/g (2)카본블랙B: 요오드 흡유량 90㎎/g, DBP 흡착가 122㎖/100g, 질소흡착표면적 96m2/g (3)무기보강제: 비중 1.95~2.05, SiO2함량 92%이상, pH 6.0~7.5, 용융점 1,600℃, 끓은점 2,230℃ (4)충진제: R.T Vandervit사, Dixie Clay (5)노화방지제: 2,2,4-트리메틸-1,2디하이드로퀴놀린, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민 (6)연화제: 미창석유공업(wm) 나프텐계 오일 N-2 (7)가황제: 황(Sulfer) (8)가황촉진제: N-tert-부틸-2-벤조티아질 설펜아미드(1) Carbon black A: iodine oil absorption 82 mg / g, DBP adsorption 72 mL / 100 g, nitrogen adsorption surface area 64 m 2 / g (2) Carbon black B: iodine oil absorption 90 mg / g, DBP adsorption 122 mL / 100 g, nitrogen Adsorption surface area 96m 2 / g (3) Inorganic reinforcing agent: Specific gravity 1.95 ~ 2.05, SiO 2 content over 92%, pH 6.0 ~ 7.5, Melting point 1,600 ℃, Boiling point 2,230 ℃ (4) Filler: RT Vandervit, Dixie Clay (5 Anti-aging agent: 2,2,4-trimethyl-1,2dihydroquinoline, N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine (6) Softener: Unchanged petroleum industry (wm) Naphthenic oil N- 2 (7) Vulcanizer: Sulfur (8) Vulcanizer: N-tert-butyl-2-benzothiazyl sulfenamide

<실험예 1>Experimental Example 1

상기 비교예 1 내지 3과, 실시예 1과 2에 의해 제조된 고무패드에 대한 기본물성을 다음과 같은 방법에 따라 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The basic physical properties of the rubber pads prepared by Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 and 2 were measured according to the following method, and the results are shown in Table 2 below.

-경도 : KS M 6518에 준하여 측정하였다.Hardness: measured according to KS M 6518.

-인장강도 및 신율 : KS M 6518에 따라 아령형 3호로 측정하였다.Tensile strength and elongation: measured by dumbbell No. 3 in accordance with KS M 6518.

-인열강도 : KS M 6518에 따라 앵글형으로 측정하였다.Tear strength: measured in angles according to KS M 6518.

비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 실시예1Example 1 실시예2Example 2 인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 21.421.4 221221 28.128.1 31.131.1 31.331.3 신장율(%)Elongation (%) 696696 650650 580580 648648 678678 인열강도(kN/m)Tear strength (kN / m) 35.035.0 49.349.3 38.338.3 106.3106.3 137.3137.3 경도(Shore-A)Shore-A 4242 5555 5959 5555 5454

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 서로 다른 내. 외부고무로 제작되고 카본블랙B를 선택한 실시예 1과 2의 고무패드가 동종의 내. 외부고무로 제작되고 카본블랙A를 선택한 비교예 1 내지 3보다 인열강도가 높게 나왔으며, 그 중에서도 특히 실시예 2와 같이 카본블랙B와 무기보강제의 비율이 61:39로 배합된 경우 더 높은 인열강도를 보이는 것으로 나타났다.As shown in Table 2 above, different mines. The rubber pads of Examples 1 and 2, which were made of external rubber and selected carbon black B, were the same type. Tear strength was higher than that of Comparative Examples 1 to 3 made of external rubber and carbon black A was selected. Among them, especially when the ratio of carbon black B and inorganic reinforcing agent was 61:39 as in Example 2, It showed tear strength.

<실험예 2>Experimental Example 2

상기 비교예 1과 실시예 2에 의해 제조된 고무패드에 대한 파단변형율을 A type(고감쇠고무받침 사양(외경-높이-내경):Φ300-148-60)과 B type(고무받침 사양(외경-높이-내경)=Φ840-288-200)으로 측정하였으며, 그 측정방법은 이축전단시험기를 이용하여 A type에는 50톤을, B type에는 500톤의 힘을 5㎜/sec속도로 파단시까지 전단으로 가하여 시험품을 파괴한 후, 파괴된 지점의 하중과 변위를 계측하여 파단변형율을 측정하였으며, 그 측정결과를 하기 표 3에 나타내었다.The strain at break for the rubber pads prepared by Comparative Examples 1 and 2 was defined as A type (high attenuation rubber support specification (outer diameter-height-inner diameter): Φ300-148-60) and B type (rubber support specification (outer diameter) -Height-inner diameter) = Φ840-288-200), and the measuring method is 50 tons for A type and 500 tons for B type at the time of breaking at 5mm / sec speed using a biaxial shear tester. After adding the shear to break the specimen, the load and displacement of the broken point were measured to measure the strain at break. The results of the measurement are shown in Table 3 below.

비교예1Comparative Example 1 실시예2Example 2 파단변형율(%)Breakage Rate (%) A typeA type 408408 505505 B typeB type 363363 467467

상기 표 3에 나타난 바와 같이 서로 다른 내. 외부고무로 제작되고 카본블랙B를 선택한 실시예 2의 고무패드가 동종의 내. 외부고무로 제작되고 카본블랙A를 선택한 비교예 1과 비교하여 더 높은 극한전단파괴 특성을 보임을 알 수 있다.Different mines as shown in Table 3 above. The rubber pad of Example 2 made of outer rubber and carbon black B is the same type. It can be seen that the ultimate shear fracture characteristics are higher than that of Comparative Example 1, which is made of external rubber and carbon black A is selected.

이상에서 본 발명은 전술한 실시예들을 참조하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 따라서 본 발명은 당해 기술분야의 통상의 지식을 지닌 자라면 자명하게 도출 가능한 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예를 포괄하도록 의도된 청구범위에 의하여 해석되어져야 할 것이다. Although the present invention has been described above with reference to the above-described embodiments, it is merely exemplary, and thus, the present invention covers various modifications and other equivalent embodiments that can be obviously derived by those skilled in the art. It should be interpreted by the claims intended to be.

Claims (6)

삭제delete 천연고무 100중량부에 대하여 카본블랙 16~33중량부, 무기보강제 9~22중량부, 산화아연 3~5중량부, 스테아린산 1~3중량부, 노화방지제 6~10중량부, 가황제 1.0~1.6중량부, 가황촉진제 0.8~1.5중량부가 포함된 외부고무 조성물에 있어서,16 to 33 parts by weight of carbon black, 9 to 22 parts by weight of inorganic reinforcing agent, 3 to 5 parts by weight of zinc oxide, 1-3 parts by weight of stearic acid, 6 to 10 parts by weight of antioxidant, 1.0 to vulcanizing agent In the outer rubber composition containing 1.6 parts by weight, 0.8-1.5 parts by weight of vulcanization accelerator, 상기 카본블랙과 무기보강제는 그 배합비가 56:44~66:34의 중량비율이 되도록 첨가되고, 상기 카본블랙은 요오드 흡유량 90㎎/g, DBP 흡착가 122㎖/100g, 질소흡착표면적 96m2/g을 갖는 HAF-HS 등급의 것임을 특징으로 하는 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물.The carbon black and the inorganic reinforcing agent are added in such a proportion that the weight ratio is 56:44 to 66:34, and the carbon black has iodine oil absorption 90 mg / g, DBP adsorption 122ml / 100g, nitrogen adsorption surface area 96m 2 / g Exterior rubber composition used for high damping rubber support for bridges, characterized in that having a HAF-HS grade. 청구항 2에 있어서, 상기 무기보강제는 비중 1.95~2.05, SiO2 함량 92%이상, pH 6.0~7.5를 갖는 무기계 실리카 분말임을 특징으로 하는 교량용 고감쇠고무받침에 사용되는 외부고무용 조성물.The composition of claim 2, wherein the inorganic reinforcing agent is an inorganic silica powder having a specific gravity of 1.95 to 2.05, a SiO 2 content of 92% or more, and a pH of 6.0 to 7.5. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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