KR100971188B1 - Hi-attenuation vulcanized rubber and a elastomeric bearing using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고감쇠 고무 조성물 및 이를 이용한 탄성받침에 관한 것으로, 특히 교량용 탄성받침에 사용되는 고무 조성물로서 감쇠율이 향상된 고무 조성물 및 이러한 고무 조성물을 이용하여 제조된 탄성받침에 관한 것이다.The present invention relates to a high damping rubber composition and an elastic bearing using the same, and more particularly, to a rubber composition having improved damping rate as a rubber composition used for an elastic bearing for a bridge and an elastic bearing manufactured using the rubber composition.
일반적으로 건축물, 교량 등에는 진동 에너지의 흡수장치, 즉 방진, 제진, 면진장치가 급속히 보급되고 있다. 예를 들면, 교량의 지지대나 빌딩의 기초 면진 등에는, 고무 조성물과 경질판을 번갈아 적층한 탄성받침 장치가 사용되고 있다. In general, buildings, bridges, and the like are rapidly being used to absorb vibration energy, that is, dust, dust, and seismic isolators. For example, the elastic support apparatus which laminated | stacked the rubber composition and the hard board alternately is used for the support stand of a bridge, the base seismic isolation of a building, etc.
이 장치는 고무 조성물 내부에 경질판을 등간격으로 배치함으로써, 상하 방향으로는 매우 딱딱하게, 가로 방향으로는 부드럽게, 즉 전단 강성을 작게 하여 건축물이나 교량의 고유진동 주기를 지진의 진동주기로부터 비켜 놓도록 작용시킴으로써, 지진으로 인해 건물이 받는 가속도를 매우 작게 하는 것이다. 이러한 용도로 사용되는 고무 조성물에는, 진동을 열로 치환하여 진동 에너지를 감쇠시키는 고감쇠성이 요구된다. By arranging the hard plates at equal intervals inside the rubber composition, the device is very hard in the vertical direction and smooth in the horizontal direction, that is, the shear stiffness is reduced, so that the natural vibration period of the building or bridge is shifted from the vibration period of the earthquake. By acting to release, the acceleration that a building receives from an earthquake is very small. The rubber composition used for such a use requires high attenuation which attenuates vibration energy by replacing vibration with heat.
이를 위해서, 종래기술에 의하면, 탄성패드로 사용되는 고감쇠성을 갖도록 고무 조성물을 조성하는 기술을 개시되었으나, 이와 같은 종래기술에 의한 탄성받침용 고무 조성물은 감쇠성이 저하되는 문제점이 있었다. 즉, 합성고무, 천연고무, 충진제, 오일, 촉진제, 노방제, 연화제 등을 배합하여 조성한 고무 조성물이 제시되었으나, 이러한 고무 제품의 감쇠율은 대략 14% 이하였기 때문에 고감쇠 기능을 충분히 갖지 못하였다. 또한, 탄성율을 저하시킴과 동시에 고감쇠성 및 높은 파괴강도 등을 균형있게 실현하는 것이 곤란하였던 것이다.To this end, according to the prior art, a technique for forming a rubber composition to have a high attenuation used as an elastic pad has been disclosed, but the rubber composition for elastic support according to the prior art has a problem that the damping property is lowered. That is, a rubber composition comprising a combination of synthetic rubber, natural rubber, filler, oil, accelerator, lubricating agent, softener, and the like has been proposed, but the damping rate of these rubber products is about 14% or less, and thus has not sufficiently high damping function. In addition, it was difficult to reduce the modulus of elasticity and at the same time to achieve a high attenuation and high fracture strength in a balanced manner.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 기술적 과제는, 인장강도와 신장율이 우수하면서도 감쇠율이 높은 고무 조성물을 제공하는 데 있다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the technical problem of the present invention is to provide a rubber composition excellent in tensile strength and elongation while high damping rate.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 고감쇠성을 갖는 고무 조성물로 제조된 탄성받침을 제공하는 데 있다. Another technical problem of the present invention is to provide an elastic bearing made of a rubber composition having high damping properties.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 고감쇠성을 갖는 고무 조성물로 제조된 탄성받침의 탄성패드 가장자리가 상,하부 플레이트로부터 박리되는 현상을 방지할 수 있는 수단을 제공하는 데 있다. Another technical problem of the present invention is to provide a means that can prevent the phenomenon that the elastic pad edge of the elastic support made of a rubber composition having a high attenuation peeled from the upper and lower plates.
상기과 같은 기술적 과제를 해소하기 위해, 본 발명은, In order to solve the above technical problem, the present invention,
고감쇠 고무 조성물로서, As a high damping rubber composition,
10 - 23 중량%의 천연고무;10-23 weight percent natural rubber;
19 - 21 중량%의 부틸고무;19-21 wt% butyl rubber;
8 - 10 중량%의 유산바륨;8-10 weight percent barium lactate;
33 - 35 중량%의 탄산칼슘;33-35 weight percent calcium carbonate;
10 - 12 중량%의 카본블랙;10-12 weight percent carbon black;
4 - 7 중량%의 탄소섬유파우더; 및4-7 wt% carbon fiber powder; And
3 - 5 중량%의 첨가제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고감쇠 고무 조성물을 제공한다. It provides a high-damping rubber composition comprising 3 to 5% by weight of an additive.
이때, 상기 첨가제는, At this time, the additive,
35 - 45 중량%의 연화제;35-45 weight percent softener;
35 - 38 중량%의 분산제;35-38 weight percent dispersant;
9 - 12 중량%의 산화아연;9-12 weight percent zinc oxide;
5 - 6 중량%의 산화마그네슘;5-6% magnesium oxide;
3 - 4 중량%의 산화방지제;3-4 weight percent antioxidant;
0.5 - 1.5 중량%의 촉진제; 및0.5-1.5% by weight of accelerator; And
2.5 - 3.5 중량%의 황를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. And 2.5 to 3.5 wt% sulfur.
한편, 하부 플레이트;On the other hand, the lower plate;
상부 플레이트; 및Upper plate; And
내부에 복수개의 보강판이 등간격으로 배치된 상태에서 상기 상,하부 플레이트 사이에서 상,하부 플레이트와 가황접착식으로 결합되는 탄성패드로 이루어지되, In the state where a plurality of reinforcing plates are disposed at equal intervals between the upper and lower plates, the upper and lower plates are made of an elastic pad that is vulcanized and bonded to each other,
상기 탄성패드는, 상기 제4항에 의한 고감쇠 고무 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성받침을 제공한다. The elastic pad is provided with a high elastic rubber composition according to claim 4, characterized in that the elastic support.
이때, 상기 탄성패드의 상,하부측 가장자리에는 외측으로 경사면 또는 내측으로 오목한 만곡면이 형성되는 것을 특징으로 한다. At this time, the upper and lower edges of the elastic pad is characterized in that the curved surface concave inwardly or inwardly formed.
한편, 상기 상,하부 플레이트의 각 코너를 제외한 영역에는 소정깊이의 코팅홈이 각각 형성되고, On the other hand, the coating grooves of a predetermined depth are formed in regions except for the corners of the upper and lower plates, respectively.
상기 각 코팅홈에는 상기 탄성패드의 상,하부와 각각 일체화된 연장부가 삽입되어 코팅되는 것을 특징으로 한다. Each of the coating grooves may be coated by inserting an extension portion integrated with the upper and lower portions of the elastic pad, respectively.
그리고, 코팅홈과 연장부를 구비한 탄성패드의 상,하부측 가장자리 영역에도 외측으로 경사진 경사면 또는 내측으로 오목한 만곡면이 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the upper and lower edge regions of the elastic pad including the coating groove and the extension part may be inclined outwardly or curved inwardly.
본 발명에 따른 고감쇠 고무 조성물 및 이를 이용한 탄성받침은 천연고무와 부틸고무, 그리고 유산바륨과 탄산칼슘, 카본블랙 및 첨가제 뿐만 아니라, 탄소섬유파우더가 첨가됨으로써 인강강도와 신장율이 양호하면서도 감쇠성이 우수한 고무 조성물이 제공된다. The high damping rubber composition according to the present invention and the elastic support using the same are natural rubber, butyl rubber, barium lactate, calcium carbonate, carbon black and additives, and carbon fiber powder is added, so that the toughness and elongation are good, but the damping property is good. Excellent rubber compositions are provided.
또한, 감쇠성이 우수한 고무 조성물로 탄성받침의 탄성패드를 구성함으로써 고감쇠 특성을 갖는 탄성받침이 제공될 수 있다.In addition, the elastic support having a high attenuation characteristics may be provided by configuring the elastic pad of the elastic support with a rubber composition having excellent damping properties.
또한, 탄성패드의 가장자리에 경사면이나 만곡면을 형성함으로써 탄성패드의 가장자리가 상,하부 플레이트로부터 들뜨는 현상이 방지될 수 있다.In addition, by forming an inclined surface or a curved surface at the edge of the elastic pad, it is possible to prevent the edge of the elastic pad from lifting from the upper and lower plates.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1실시 예에 따른 탄성받침을 도시한 단면도.
도 2a,2b는 본 발명의 바람직한 제 2실시 예를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 제 3실시 예를 도시한 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 탄성받침을 도시한 단면도.
도 5a,5b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄성받침의 기본성능평가시험 결과를 도시한 그래프1 is a cross-sectional view showing an elastic support according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2a, 2b is a cross-sectional view showing a second preferred embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a third preferred embodiment according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the elastic support shown in FIG.
Figure 5a, 5b is a graph showing the results of the basic performance evaluation test of the elastic bearing according to a preferred embodiment of the present invention
이와 같은 특징을 갖는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다. When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention having such features as follows.
이하에서 본 발명은 탄성패드와 상,하부 플레이트가 일체로 결합되어 제조되는 일체형 탄성받침에 적용된다. 따라서, 본 실시 예에서는 일체형 탄성받침을 기준으로 설명한다. Hereinafter, the present invention is applied to an integrated elastic support manufactured by combining the elastic pad and the upper and lower plates integrally. Therefore, the present embodiment will be described based on the integrated elastic bearing.
첨부된 도면 중에서 도 1은 본 발명의 바람직한 제 1실시 예에 따른 탄성받침을 도시한 단면도이고, 도 2a,2b는 본 발명의 바람직한 제 2실시 예를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 제 3실시 예를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 제 4실시 예를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing an elastic support according to a first preferred embodiment of the present invention, Figures 2a, 2b is a cross-sectional view showing a second preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is 4 is a cross-sectional view showing a third preferred embodiment, Figure 4 is a cross-sectional view showing a fourth preferred embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 고감쇠 고무 조성물은 10 - 23 중량%의 천연고무와, 19 - 21 중량%의 부틸고무와, 8 - 10 중량%의 유산바륨과, 33 - 35 중량%의 탄산칼슘과, 10 - 12 중량%의 카본블랙과, 4 - 7 중량%의 탄소섬유파우더와, 3 - 5 중량%의 첨가제를 포함하여 이루어진다. The high damping rubber composition according to the present invention comprises 10 to 23% by weight of natural rubber, 19 to 21% by weight of butyl rubber, 8 to 10% by weight of barium lactate, 33 to 35% by weight of calcium carbonate, 10 12 weight% carbon black, 4-7 weight% carbon fiber powder, and 3-5 weight% additives.
천연고무는 본 조성물의 조제에 사용되는 미가황 고무이다. 이러한 천연고무(NR)이나 이소프렌 고무(IR)를 사용할 수 있고, 양자를 병용할 수도 있다. 이와 같은 천연 고무(NR) 또는 이소프렌 고무(IR)의 첨가량이 10중량% 이하일 경우 인장력이 저하되고, 23중량% 이상일 경우 반발강성의 성질로 탄성은 높아지나 감쇄율이 저하되고, 오존균열이 발생될 수 있다. 따라서, 바람직하게는 17중량%가 첨가된다. Natural rubber is an unvulcanized rubber used for the preparation of the present composition. Such natural rubber (NR) and isoprene rubber (IR) can be used, and both can also be used together. When the amount of the natural rubber (NR) or isoprene rubber (IR) is 10 wt% or less, the tensile strength is lowered, and when the amount is 23 wt% or more, the elasticity is increased due to the repulsive stiffness. Can be. Therefore, preferably 17% by weight is added.
한편, 천연고무(NR) 또는 이소프렌 고무(IR) 이외에도 배합할 수 있는 미가황 고무로서 부타디엔 고무(BR), 스티렌·부타디엔 공중합 고무(SBR), 아크릴로니트릴·부타디엔 공중합 고무(NBR), 부틸고무(IIR), 할로겐화 부틸고무(Br-IIR, Cl-IIR 등), 클로로프렌 고무(CR) 등의 각종 미가황고무를 들 수 있는 것이고, 어느 하나의 성분에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, butadiene rubber (BR), styrene butadiene copolymer rubber (SBR), acrylonitrile butadiene copolymer rubber (NBR), butyl rubber as unvulcanized rubber which can be blended in addition to natural rubber (NR) or isoprene rubber (IR). Various unvulcanized rubbers, such as (IIR), halogenated butyl rubber (Br-IIR, Cl-IIR, etc.), and chloroprene rubber (CR), are mentioned, It is not limited to any one component.
부틸고무는 분자구조상 메틸기가 주쇄를 둘러싸서 주쇄의 회전을 곤란하게 하는 형태로 여러종류의 고무중 반발탄성이 가장 낮다. 따라서 충격을 감쇠해야하는 고감쇠 고무에는 꼭 필요한 역할을 하는 것으로, 내구성, 내오존성, 내노화성의 성질도 가지고 있다. 이러한 부틸고무의 경우 19중량% 이하일 경우 감쇠율이 저하되고, 21중량% 이상일 경우 인장강도가 저하될 뿐만 아니라, 경도가 높아지게 되어 성형 안정성이 떨어진다. 따라서, 20중량%가 가장 바람직하다. Butyl rubber has the lowest repulsive elasticity among various rubbers in a form in which the methyl group surrounds the main chain and makes the main chain difficult to rotate due to its molecular structure. Therefore, a high damping rubber that must dampen the impact plays an essential role, and also has properties of durability, ozone resistance, and aging resistance. In the case of such butyl rubber, the damping rate is lowered at 19 wt% or less, and at 21 wt% or more, not only the tensile strength is lowered, but also the hardness is increased, resulting in poor molding stability. Therefore, 20% by weight is most preferred.
유산바륨은 충전제로서 사용되는 것으로, 8중량% 이하로 첨가되면 감쇠율이 저하되고, 10 중량% 이상이면 인장력이 저하되고, 경도가 높아지게 되어 성형 안정성이 떨어진다 따라서, 9중량%를 첨가하는 것이 가장 바람직하다.Barium lactate is used as a filler. When added to 8 wt% or less, the damping rate is lowered. If it is 10 wt% or more, tensile strength is decreased, hardness is increased, and molding stability is low. Therefore, it is most preferable to add 9 wt%. Do.
그리고, 탄산칼슘은 보강제로 사용되는 것으로, 33중량%이하로 첨가되면 감쇠율이 저하되고, 35중량% 이상이 첨가되면 인장력이 저하될 뿐만 아니라, 경도가 높아지게 되어 성형 안정성이 떨어진다. 따라서, 34중량%가 첨가되는 것이 바람직하다. In addition, calcium carbonate is used as a reinforcing agent, and when added below 33% by weight, the damping rate is lowered, and when added by 35% by weight or more, the tensile force is lowered, and the hardness is increased, resulting in poor molding stability. Therefore, it is preferable that 34% by weight is added.
카본블랙이 10중량%이하로 첨가되면 감쇠율이 저하되고, 12중량%로 첨가되면 인장력이 저하되고, 경도가 높아지게 되어 성형 안정성이 떨어진다. 따라서, 11중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. If the carbon black is added at 10 wt% or less, the damping rate is lowered. If the carbon black is added at 12 wt%, the tensile strength is lowered and the hardness is increased, resulting in poor molding stability. Therefore, it is preferable to add 11 weight%.
그리고, 탄소섬유파우더는 부틸고무와 더불어 고무의 감쇠율을 높이기 위한 것으로, 나노입자형태 또는 미세한 탄소섬유파우더가 혼합됨으로써 고무 조성물의 강성은 향상된다. 즉, 미세한 탄소섬유파우더 입자가 고무 조성물의 주쇄 사이에 골고루 침투하여 섞이게 되면 천연고무의 주쇄의 움직임을 감소시키므로 고무 조성물 자체의 강성은 향상될 수 있다. 또한, 탄소섬유파우더 입자가 고무의 주쇄 사이에서 주쇄의 회전과 같은 움직임을 제어하게 되므로 감쇠성이 향상될 수 있게 된다. 이러한 탄소섬유파우더는 3중량%이하로 첨가되면 감쇠율이 저하되고, 7중량%이상이 첨가되면 인장력이 저하됨은 물론, 경도가 높아져 성형 안전성이 떨어진다. 따라서 바람직하게는 5중량%를 첨가한다. In addition, the carbon fiber powder is to increase the damping rate of the rubber together with the butyl rubber, and the rigidity of the rubber composition is improved by mixing the nanoparticle form or the fine carbon fiber powder. That is, when the fine carbon fiber powder particles are uniformly infiltrated and mixed between the main chains of the rubber composition, the stiffness of the rubber composition itself may be improved since the movement of the main chain of natural rubber is reduced. In addition, since the carbon fiber powder particles control the movement such as rotation of the main chain between the main chain of the rubber, the damping property can be improved. When the carbon fiber powder is added at 3 wt% or less, the damping rate is lowered, and when 7 wt% or more is added, the tensile strength is lowered, as well as the hardness is increased, resulting in poor molding safety. Therefore, preferably 5% by weight is added.
한편, 첨가제는 35 - 45 중량%의 연화제와, 35 - 38 중량%의 분산제와, 9 - 12 중량%의 산화아연과, 5 - 6 중량%의 산화마그네슘과, 3 - 4 중량%의 산화방지제와, 0.5 - 1.5 중량%의 촉진제와, 2.5 - 3.5 중량%의 황으로 이루어진다. On the other hand, the additives include 35-45 wt% softener, 35-38 wt% dispersant, 9-12 wt% zinc oxide, 5-6 wt% magnesium oxide, and 3-4 wt% antioxidant And 0.5-1.5% by weight of accelerator and 2.5-3.5% by weight of sulfur.
상기 첨가제 중에서 황을 2.5중량% 이하로 첨가하면 상온 내구력이 저하될 수 있고, 3.5중량% 이상으로 첨가될 경우 내열 내구력이 저하될 수 있다. When the sulfur is added in an amount of 2.5 wt% or less, the room temperature durability may be lowered, and when added in an amount of 3.5 wt% or more, the heat resistance may be lowered.
그리고, 촉진제(가황촉진제 또는 가황제)는 가황고무의 가교속도를 향상시키는 것으로 과소 배합시 유효 가황계가 형성되지 않아 다황 결합을 이룰 수 없고 과다 배합시 스코치가 발생하여 공정 불량이 발생한다.In addition, the accelerator (vulcanization accelerator or vulcanizing agent) improves the crosslinking speed of the vulcanized rubber, and when the compound is undermixed, no effective vulcanization system is formed, so that the polysulfur bond cannot be achieved.
산화방지제는 고무의 내열성, 내굴곡성, 내산화성을 향상시키기 위해 사용된다. Antioxidants are used to improve the heat, flex and oxidation resistance of rubber.
그리고, 분산제, 산화아연, 산화마그네슘은 고무의 동적 특성과 가공성을 향상시키고 내열성을 개선하기 위하여 사용된다. 이러한 분산제, 산화아연, 산화마그네슘 등이 과소 배합일 경우 가황속도의 활성화가 약해지며 과대 배합일 경우 가황 속도 활성화가 커져서 스코치가 발생되어 고무의 성질이 약해지는 문제가 발생한다.In addition, dispersants, zinc oxide, and magnesium oxide are used to improve the dynamic properties and processability of rubber and to improve heat resistance. When such a dispersant, zinc oxide, magnesium oxide, etc. are under-incorporated, the activation of the vulcanization rate is weakened, and in the case of over-mixing, the vulcanization rate is increased, so that the scorch is generated and the properties of the rubber are weakened.
따라서, 첨가제는 4 중량%가 첨가되는 것 바람직하다.Therefore, the additive is preferably added 4% by weight.
이상과 같은 고무 조성물의 각 배합비율에 따른 실시 예가 아래 표 1에 나타나 있다. Examples according to the respective mixing ratio of the rubber composition as described above are shown in Table 1 below.
그리고, 이러한 각 실시 예에 따라 제조된 고감쇠 고무를 다양하게 시험한 결과가 아래 표 2에 나타나 있다. In addition, the results of various tests of the high damping rubber manufactured according to each of these examples are shown in Table 2 below.
시험항목
Test Items
단위
unit
결과치Example 1
Result
결과치Example 2
Result
결과치Example 3
Result
시험방법
Test Methods
%
%
30
30
38
38
25
25
균열발생
Cracking
균열없음
No crack
균열없음
No crack
이와 같은 시험결과에 따르면, 천연고무의 함량이 올라갈 수록 인장강도는 높아지나 신장율은 오히려 적은 값을 나타내었다. 또한 오존도에서 균열양상이 나타나 부적절하다. According to the test results, the higher the content of natural rubber, the higher the tensile strength but the smaller the elongation. In addition, cracks appear in ozone, which is inappropriate.
그리고, 탄소섬유파우더의 함량이 높아질수록 감쇠율이 저하되는 양상을 보였으며, 7중량% 이상을 첨가하였을 때 제품의 성형에 불안정성이 나타나고 감쇠율 테스트중에 파단되는 결과를 나타내었다. 따라서, 바람직하게는 4-7중량% 바람직하게는 5중량%를 첨가하였을 때 감쇠율이 높은값을 나타내었다. In addition, as the content of the carbon fiber powder increased, the damping rate was decreased, and when 7 wt% or more was added, instability appeared in forming the product, and the result was broken during the damping rate test. Therefore, when the 4-7% by weight, preferably 5% by weight is added, the attenuation rate is high.
이러한 시험 결과, 고감쇠 고무 조성물을 구성하는 각 성분의 바람직한 배합비율은 천연고무 17중량%, 부틸고무 20중량%, 유산바륨 9중량%, 탄산칼슘 34중량%, 카본블랙 11중량%, 탄소섬유파우더 5중량%, 첨가제 4중량%이다. 그리고, 이와 같은 고감쇠 고무 조성물로 이루어진 고감쇠 고무의 인장강도가 13.8 MPa, 신장률은 700%, 감쇠율은 17.92%이다. As a result of these tests, the preferred blending ratio of each component constituting the high damping rubber composition is 17% by weight of natural rubber, 20% by weight of butyl rubber, 9% by weight of barium lactate, 34% by weight of calcium carbonate, 11% by weight of carbon black, and carbon fiber 5% by weight of powder and 4% by weight of additives. In addition, the tensile strength of the high damping rubber composed of such a high damping rubber composition is 13.8 MPa, the elongation is 700%, and the damping is 17.92%.
이러한 고감쇠 고무 조성물은 시공사가 요구하는 스펙(시방서)을 충분히 만족시키는 것이다. Such a high damping rubber composition satisfies the specifications required by the contractor.
이상에서와 같은 특징을 갖는 고감쇠, 즉 무탄성 고무 조성물을 이용하여 제조된 탄성패드(40)가 적용된 탄성받침(10)은 다음과 같다. 이하에서는 가황식 일체형 탄성받침을 기준으로 설명하기로 한다. 그러나, 이에 국한되는 것은 아니고, 다양한 형태의 모든 탄성받침 등에 사용할 수 있음은 물론이다. High attenuation having the characteristics as described above, that is, the
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고감쇠 고무 조성물로 이루어진 탄성받침(10)은 하부 플레이트(30)와, 상부 플레이트(20), 그리고 내부에 복수개의 보강판(42)이 등간격으로 배치된 상태에서 상기 상,하부 플레이트(20,30) 사이에서 상,하부 플레이트(20,30)와 가황접착식으로 결합되는 탄성패드(40)로 이루어진다. 이때, 탄성패드(40)는 전술한 본 발명에 따른 고감쇠 고무 조성물로 이루어지는 것이다. As shown in FIG. 1, the
즉, 하부금형(도시되지 않음)의 내부에 하부 플레이트(30)를 안착시키고, 전술한 고감쇠 고무 조성물로 제조된 고무판과 보강판(42)을 교대로 적층하고, 상부에 상부 플레이트(20)를 안착시킨후, 상부금형과 하부금형을 결합시키면서 하부금형 내부의 내용물을 고온,고압으로 가압하게 되면, 고무판이 가황접착에 의해 상,하부 플레이트(20,30) 및 보강판(42)과 견고하게 접착되면서 탄성패드(40)를 이루게 되고, 그 결과 도 1에 도시된 바와 같은 구조의 탄성받침(10)이 제조된다. That is, the
이와 같이 탄성패드(40)가 전술한 고감쇠 고무 조성물로 이루어진 탄성받침(10)은 감쇠율과 인장강도 및 신장율 등의 고무(재료)의 물성을 크게 향상시킬 수 있음으로써 탄성받침(10)의 극한 전단파괴특성을 개선할 수 있게 된다. As such, the
이러한 탄성받침(10)의 기본성능평가시험으로서 수평성능시험과 압축성능시험을 실시하였다. As a basic performance evaluation test of the
수평성능시험은, 수직하중 : 360.0 kN, 수직속도 : 500.0 kN/min, 고무두께 : 24mm, 수평변형율 : 100.0 %, 수평속도 : 2880.0 mm/min, 반복횟수 : 6회의 조건으로 하였다. The horizontal performance test was performed under the conditions of vertical load: 360.0 kN, vertical speed: 500.0 kN / min, rubber thickness: 24 mm, horizontal strain rate: 100.0%, horizontal speed: 2880.0 mm / min, and the number of repetitions: 6 times.
그리고 압축성능시험은, 수직하중 : 550.0 kN, 수직속도 500.0 kN/min, 반복횟수 : 3회, 상한하중 : 550.0 kN, 하한하중 : 90.0 kN, 시료갯수 : 2개로 하였다.Compression performance test was performed with vertical load: 550.0 kN, vertical speed 500.0 kN / min, number of repetitions: three times, upper limit load: 550.0 kN, lower limit load: 90.0 kN, number of samples: two.
그 결과 표 3 및 도 5a,5b에 도시된 바와 같이 1회부터 5회 까지의 평균유효강성은 2922.655(kN/m)였고, 평균등가감쇠비는 18.5727(%)였다. 또한, 압축스프링계수는 576059.0(kN/m)였고, 압축변형량은 0.000469(m)였다. As a result, the average effective stiffness from 1 to 5 times was 2922.655 (kN / m) and the average equivalent damping ratio was 18.5727 (%), as shown in Table 3 and FIGS. 5A and 5B. The compression spring coefficient was 576059.0 (kN / m) and the compressive strain amount was 0.000469 (m).
시험항목
Test Items
단위
unit
결과치
Result
표 3에서와 같이 본 발명에 따른 고감쇠 고무 조성물로 이루어진 탄성패드(40)를 구비한 탄성받침의 기본성능평가시험 결과 높은 감쇠율과 압축스프링계수 및 등가강성을 갖는 것으로 파악되었다. As shown in Table 3, the basic performance evaluation test of the elastic bearing with the
한편, 본 발명에 따른 탄성받침(10)의 압축피로시험, 압축.전단피로시험, 안전성능평가로서 온도 의존성 시험, 안전성능평가로서 주기 의존성 시험, 안전성능평가로서 면압 의존성 시험을 실시하였다. On the other hand, the compression fatigue test, compression and shear fatigue test of the
그 결과는 아래와 같다. The result is as follows.
시험항목
Test Items
단위
unit
초기
Early
50만회
500,000 times
100만회
1 million times
150만회
1.5 million times
200만회
2 million times
시험항목
Test Items
단위
unit
초기
Early
1,000회
1,000
2,000회
2,000 times
3,000회
3,000 times
4,000회
4,000 times
5,000회
5,000
시험항목
Test Items
단위
unit
-10℃
-10 ℃
0℃
0 ℃
10℃
10 ℃
23℃
23 ℃
40℃
40 ℃
시험항목
Test Items
단위
unit
0.33Hz
0.33 Hz
0.5Hz
0.5 Hz
1Hz
1 Hz
1.25Hz
1.25 Hz
시험항목
Test Items
단위
unit
3.0 N / ㎟
3.0 N / mm2
6.0N / ㎟
6.0 N / mm2
9.0N / ㎟
9.0 N / mm2
12.0N / ㎟
12.0 N / mm2
이와 같은 시험의 조건은 다음과 같다. The conditions of such test are as follows.
* 압축성능시험 - 수직하중 550 kN, 시험하중 385-715kN(550±30%), 수직반복주기 : 0.1Hz, 수직반복횟수 : 3 Cycle* Compression performance test-Vertical load 550 kN, Test load 385-715kN (550 ± 30%), Vertical repeat cycle: 0.1Hz, Vertical repeat count: 3 Cycle
* 압축.전단시험 - 수직하중 : 6MPa, 수평변위 : ± 24mm, 수평반복주기 : 0.5Hz, 수평반복횟수 : 5 Cycle* Compression and shear test-Vertical load: 6MPa, Horizontal displacement: ± 24mm, Horizontal repetition cycle: 0.5Hz, Horizontal repetition number: 5 Cycle
* 압축피로시험 - 수직하중 : 5.2-12.0 MPa, 수평변위 : ± 16.8mm, 수직반복주기 : 2Hz, 수직반복횟수 : 2,000,000 Cycle* Compression Fatigue Test-Vertical Load: 5.2-12.0 MPa, Horizontal Displacement: ± 16.8mm, Vertical Repeat Cycle: 2Hz, Vertical Repeat Count: 2,000,000 Cycle
* 압축.전단피로시험 - 12MPa, 수평변위 : ± 16.8mm, 수평반복주기 : 0.0056Hz, 수평반복횟수 : 5,000 Cycle* Compression and Shear Fatigue Test-12MPa, Horizontal Displacement: ± 16.8mm, Horizontal Repeat Cycle: 0.0056Hz, Horizontal Repeat Count: 5,000 Cycle
* 온도 의존성시험 - 수직하중 : 6MPa, 수평변위 : ±42mm, 수평반복주기 : 0.5Hz, 수평반복횟수 : 4 Cycle* Temperature dependence test-Vertical load: 6MPa, Horizontal displacement: ± 42mm, Horizontal repetition cycle: 0.5Hz, Horizontal repetition number: 4 Cycle
* 주기 의존성시험 - 수직하중 : 6MPa, 수평변위 : ±16.8mm, 수평반복횟수 : 5 Cycle * Cycle dependency test-Vertical load: 6MPa, Horizontal displacement: ± 16.8mm, Horizontal repetition number: 5 Cycle
* 면압 의존성시험- 수평변위 : ±42mm, 수평반복주기 : 0.5Hz, 수평반복횟수 : 5 Cycle* Surface pressure dependency test-Horizontal displacement: ± 42mm, Horizontal repetition cycle: 0.5Hz, Horizontal repetition number: 5 Cycle
* 최대압축.전단 성능시험 - 수직하중 : 6MPa, 수평변위 : ± 48mm, 수평반복주기 : 0.5Hz, 수평반복횟수 : 5 Cycle
* Maximum compression and shear performance test-Vertical load: 6MPa, horizontal displacement: ± 48mm, horizontal repeat cycle: 0.5Hz, horizontal repeat count: 5 Cycle
한편, 표 9는 전술한 탄성받침(10)에 최대로 변위(대략 200%)를 가하는 시험을 한 결과를 나타내고 있다. In addition, Table 9 has shown the result of having tested the maximum displacement (approximately 200%) to the
-
-
이상없음
clear
이상에서와 같이 본 발명에 따른 탄성받침(10)은 다양한 조건의 시험에서 양호한 강성 및 감쇠율을 보였다. As described above, the
한편, 도 2a,2b에는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 탄성받침이 개시되어 있다. 도 2a,2b 도시된 바와 같이 상기 탄성패드(40)의 상,하부측 가장자리에는 외측으로 경사면(44) 또는 내측으로 오목한 만곡면(46)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 경사면(44) 또는 만곡면(46)은 탄성패드(40)의 가장자리가 상,하부 플레이트(20,30)으로부터 들뜨는 현상을 방지하게 된다. 즉, 탄성받침(10)에 하중이 전달되어 탄성패드(40)의 수평변위시 경사면(44)이나 만곡면(46)이 유연하게 변형되기 때문에 그 가장자리가 들뜨지 않게 되는 것이다. On the other hand, Figure 2a, 2b discloses an elastic support according to a second embodiment of the present invention. 2A and 2B, the upper and lower edges of the
한편, 도 3 및 도 4에는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 탄성받침이 개시되어 있다. Meanwhile, FIGS. 3 and 4 disclose an elastic bearing according to a third preferred embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제3실시 예에 따른 탄성받침은, 상,하부 플레이트(20,30)의 코너부(C)를 제외한 영역에 소정깊이의 코팅홈(28.38)이 각각 형성되고, 각 코팅홈(28,38)에는 탄성패드(40)의 상,하부와 각각 일체화된 연장부(29,39)가 삽입되어 코팅되는 구성을 갖는다. 즉, 코너부(C)를 제외한 영역에 코팅홈(28,38)이 형성되고, 이러한 상태에서 탄성패드(40)를 구성하는 고무가 이 코팅홈(28,38)에 채워지는 연장부(29,39)가 탄성패드(40)와 일체화돤 구성을 갖는 것을 제외하고는 전술한 실시 예와 같다. 3 and 4, in the elastic support according to the third embodiment, the coating grooves 28.38 having a predetermined depth in the regions except for the corner portions C of the upper and
이때, 코너부(C)와 연장부(29,39)의 표면은 서로 이격되지 않고 수평하게 형성된다. 이와 같이 상,하부 플레이트(20,30)에 코팅홈(28,38)이 형성되고, 이 코팅홈(28,38)에 탄성패드(40)와 일체화된 연장부(29,39)가 코팅되어 채워짐으로써 상,하부 플레이트(20,30)에 접하는 탄성패드(40)의 상 하부 가장자리가 들뜨는 현상이 방지되며, 코팅효과를 얻게 되어 방청도료를 도포하는 작업이 생략될 수 있게 된다. At this time, the surfaces of the corner portion C and the
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 탄성패드(40)의 상,하부 가장자리에는 경사면(44)이 형성될 수 있으며, 만곡면(46)으로 대체될 수도 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 4, inclined surfaces 44 may be formed at upper and lower edges of the
앞에서, 본 발명의 특정한 실시 예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다. While specific embodiments of the invention have been described and illustrated above, it is to be understood that the invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is self-evident to those who have. Therefore, such modifications or variations are not to be understood individually from the technical spirit or point of view of the present invention, the modified embodiments will belong to the claims of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 탄성받침 20 : 상부 플레이트
30 : 하부 플레이트 40 : 탄성패드
42 : 보강판 44 : 경사면
46 : 만곡면 <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: elastic support 20: upper plate
30: lower plate 40: elastic pad
42: reinforcing plate 44: inclined surface
46: curved surface
Claims (6)
10 - 23 중량%의 천연고무;
19 - 21 중량%의 부틸고무;
8 - 10 중량%의 유산바륨;
33 - 35 중량%의 탄산칼슘;
10 - 12 중량%의 카본블랙;
4 - 7 중량%의 탄소섬유파우더; 및
3 - 5 중량%의 첨가제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고감쇠 고무 조성물. As a high damping rubber composition,
10-23 weight percent natural rubber;
19-21 wt% butyl rubber;
8-10 weight percent barium lactate;
33-35 weight percent calcium carbonate;
10-12 weight percent carbon black;
4-7 wt% carbon fiber powder; And
A high-damping rubber composition comprising 3 to 5% by weight of an additive.
상기 첨가제는,
35 - 45 중량%의 연화제;
35 - 38 중량%의 분산제;
9 - 12 중량%의 산화아연;
5 - 6 중량%의 산화마그네슘;
3 - 4 중량%의 산화방지제;
0.5 - 1.5 중량%의 촉진제; 및
2.5 - 3.5 중량%의 황를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고감쇠 고무 조성물. The method of claim 1,
The additive,
35-45 weight percent softener;
35-38 weight percent dispersant;
9-12 weight percent zinc oxide;
5-6% magnesium oxide;
3-4 weight percent antioxidant;
0.5-1.5% by weight of accelerator; And
High damping rubber composition, characterized in that it comprises 2.5 to 3.5% by weight of sulfur.
상부 플레이트(20); 및
내부에 복수개의 보강판(42)이 등간격으로 배치된 상태에서 상기 상,하부 플레이트(20,30) 사이에서 상,하부 플레이트(20,30)와 가황접착식으로 결합되는 탄성패드(40)로 이루어지되,
상기 탄성패드(40)는, 상기 제1항에 의한 고감쇠 고무 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성받침. Lower plate 30;
Upper plate 20; And
In the state in which a plurality of reinforcing plate 42 is disposed at equal intervals between the upper and lower plates 20 and 30 to the elastic pad 40 which is vulcanized and bonded to the upper and lower plates 20 and 30. But
The elastic pad 40, the elastic support, characterized in that made of a high damping rubber composition according to claim 1.
상기 탄성패드(40)의 상,하부측 가장자리에는 외측으로 경사진 경사면(44) 또는 내측으로 오목한 만곡면(46)이 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성받침. The method of claim 3,
An elastic support, characterized in that the upper and lower edges of the elastic pad 40, the inclined surface 44 inclined outward or the curved surface 46 concave inward is formed.
상기 상,하부 플레이트(20,30)의 각 코너(C)를 제외한 영역에는 소정깊이의 코팅홈(28.38)이 각각 형성되고,
상기 각 코팅홈(28,38)에는 상기 탄성패드(40)의 상,하부와 각각 일체화된 연장부(29,39)가 삽입되어 코팅되는 것을 특징으로 하는 탄성받침.The method of claim 3,
Coating grooves 28.38 having a predetermined depth are formed in regions except the corners C of the upper and lower plates 20 and 30, respectively.
Each of the coating grooves (28, 38) is elastic support, characterized in that the coating is inserted into the extension portion (29,39) integrated with the upper and lower portions of the elastic pad 40, respectively.
상기 탄성패드(40)의 상,하부측 가장자리 영역에는 외측으로 경사진 경사면(44) 또는 내측으로 오목한 만곡면(46)이 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성받침.
The method of claim 5,
Elastic support, characterized in that the upper and lower edges of the elastic pad 40, the inclined surface 44 inclined outwardly or the curved surface 46 concave inwardly.
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