JP5917953B2 - Seismic isolation structure plug composition, seismic isolation structure plug and seismic isolation structure - Google Patents
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Description
本発明は、免震装置の支承等として使用される免震構造体のプラグ用組成物、および、該プラグ用組成物を用いた免震構造体用プラグ、並びに、該免震構造体用プラグを用いた免震構造体に関するものである。具体的には、本発明は、減衰性能を向上させた免震構造体用プラグを提供することが可能なプラグ用組成物、該プラグ用組成物を用いた免震構造体用プラグおよび該免震構造体用プラグを用いた免震構造体に関するものである。 The present invention relates to a plug composition for a seismic isolation structure used as a support for a seismic isolation device, a plug for a seismic isolation structure using the plug composition, and the plug for a seismic isolation structure This is related to seismic isolation structures using Specifically, the present invention provides a plug composition capable of providing a plug for a base isolation structure with improved damping performance, a plug for a base isolation structure using the plug composition, and the base isolation plug. The present invention relates to a seismic isolation structure using a plug for a seismic structure.
従来、ゴム板等の粘弾性的性質を有する軟質板と、鋼板等の硬質板とを交互に積層した免震構造体が、免震装置の支承等として使用されている。そして、このような免震構造体の中には、例えば、軟質板と硬質板とからなる積層体の中心に中空部を形成し、該中空部の内部に、均一組成となるように成形したプラグ（免震構造体用プラグ）を圧入したものがある。 Conventionally, a seismic isolation structure in which soft plates having viscoelastic properties such as rubber plates and hard plates such as steel plates are alternately stacked has been used as a support for seismic isolation devices. And in such a seismic isolation structure, for example, a hollow portion is formed at the center of a laminate composed of a soft plate and a hard plate, and the hollow portion is molded so as to have a uniform composition. There is a plug (base isolation structure plug) that has been press-fitted.
ここで、軟質板と硬質板とからなる積層体に圧入された上記プラグは、地震の発生に伴って積層体がせん断変形する際に塑性変形し、振動エネルギーを吸収する。そして、該プラグとしては、全体が鉛からなる鉛プラグが用いられることが多かった。しかしながら、鉛は、環境負荷が大きく、また廃棄時等に要するコストも大きい。そのため、近年では、鉛の代替材料を用いて、十分な減衰性能、変位追従性等を有するプラグを開発することが試みられている。 Here, the plug press-fitted into the laminate made of the soft plate and the hard plate is plastically deformed and absorbs vibration energy when the laminate is shear-deformed with the occurrence of an earthquake. As the plug, a lead plug made entirely of lead is often used. However, lead has a large environmental burden and a high cost for disposal. Therefore, in recent years, an attempt has been made to develop a plug having sufficient damping performance, displacement followability, etc., using a lead substitute material.
具体的には、鉛の代替材料を用いたプラグとして、エラストマー成分を含む高粘性体としてのエラストマー組成物と、鉄粉等の粉体とを含有するプラグ用組成物を加圧成形してなるプラグが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
そして、鉛の代替材料（プラグ用組成物）を用いた上記プラグでは、補強性充填剤としてカーボンブラックを配合したエラストマー組成物を用いることにより、プラグの減衰性能を向上させている。
Specifically, as a plug using an alternative material for lead, a plug composition containing a high-viscosity elastomer composition containing an elastomer component and a powder such as iron powder is pressure-molded. A plug has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
And in the said plug using the substitute material (composition for plugs) of lead, the damping performance of a plug is improved by using the elastomer composition which mix | blended carbon black as a reinforcing filler.
ここで、カーボンブラックを補強性充填剤として含有するエラストマー組成物を用いた上記従来の免震構造体用プラグでは、カーボンブラックとエラストマー成分との相互作用によりエラストマー組成物全体の粘度が上昇し、その結果としてプラグの減衰性能が向上する。そのため、上記エラストマー組成物と粉体とを含有するプラグ用組成物では、該プラグ用組成物を用いた免震構造体用プラグの減衰性能を向上させる観点からは、エラストマー組成物中のカーボンブラックの量を増加させることが好ましい。 Here, in the conventional plug for a base-isolated structure using an elastomer composition containing carbon black as a reinforcing filler, the viscosity of the entire elastomer composition increases due to the interaction between the carbon black and the elastomer component, As a result, the damping performance of the plug is improved. Therefore, in the plug composition containing the elastomer composition and the powder, from the viewpoint of improving the damping performance of the plug for a base isolation structure using the plug composition, the carbon black in the elastomer composition is used. It is preferable to increase the amount of.
しかし、エラストマー組成物中のカーボンブラックの量を増加させると、エラストマー成分とカーボンブラックとを混練してエラストマー組成物を調製する際にカーボンブラックがエラストマー組成物中で均一に分散せず、均一なエラストマー組成物および該エラストマー組成物を用いた均一なプラグ用組成物を得ることができない場合があった。即ち、上記従来のプラグ用組成物を用いた免震構造体用プラグでは、エラストマー組成物中のカーボンブラックの量を増加させ過ぎると、成形したプラグの組成の均一性が低下してしまい、プラグの減衰性能が逆に低下してしまうことがあった。 However, when the amount of carbon black in the elastomer composition is increased, the carbon black is not uniformly dispersed in the elastomer composition when the elastomer component and carbon black are kneaded to prepare the elastomer composition. In some cases, an elastomer composition and a uniform plug composition using the elastomer composition cannot be obtained. That is, in the seismic isolation structure plug using the conventional plug composition, if the amount of carbon black in the elastomer composition is excessively increased, the uniformity of the composition of the molded plug is lowered. On the other hand, the damping performance of the battery sometimes deteriorated.
そのため、上記従来のプラグ用組成物では、エラストマー成分１００質量部当たりのカーボンブラックの配合量を例えば１５０質量部以下に制限し、カーボンブラックの配合によるプラグの減衰性能の向上と、プラグ用組成物の均一性を確保することによるプラグの減衰性能の低下抑制とを両立させる必要があった。即ち、上記従来のプラグ用組成物では、カーボンブラックの配合量が制限されており、該プラグ用組成物を用いて成形した免震構造体用プラグの減衰性能の更なる向上が求められていた。 Therefore, in the conventional plug composition, the amount of carbon black added per 100 parts by mass of the elastomer component is limited to, for example, 150 parts by mass or less, and the plug damping composition is improved by the addition of carbon black, and the plug composition Therefore, it has been necessary to achieve both reduction in the attenuation performance of the plug by ensuring the uniformity of the plug. That is, in the above conventional plug composition, the amount of carbon black is limited, and further improvement in the damping performance of the seismic isolation structure plug formed using the plug composition has been demanded. .
そこで、本発明は、減衰性能を十分に向上させた免震構造体用プラグを提供することが可能なプラグ用組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、減衰性能に優れる免震構造体用プラグおよび該免震構造体用プラグを用いた免震構造体を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the composition for plugs which can provide the plug for seismic isolation structures which fully improved damping performance. Another object of the present invention is to provide a seismic isolation structure plug excellent in damping performance and a seismic isolation structure using the seismic isolation structure plug.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者は、カーボンブラックの少なくとも一部に所定のカーボンブラックを用いることにより、エラストマー組成物中のカーボンブラックの配合量を増加させても該エラストマー組成物を用いたプラグ用組成物の均一性の低下を抑制し得ることを見出し、本発明を完成させた。 The inventor has intensively studied to achieve the above object. Then, the inventor of the present invention uses a predetermined carbon black as at least a part of the carbon black to increase the amount of carbon black in the elastomer composition and increase the amount of the carbon black in the elastomer composition. The present inventors have found that a reduction in uniformity can be suppressed and completed the present invention.
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の免震構造体のプラグ用組成物は、エラストマー成分およびカーボンブラックを含むエラストマー組成物と、粉体とを混合してなる、免震構造体のプラグ用組成物であって、前記エラストマー組成物は、前記カーボンブラックを、エラストマー成分１００質量部当たり１６０質量部以上２００質量部以下の割合で含み、前記カーボンブラックが、ＤＢＰ吸収量が１５０×１０-5ｍ3／ｋｇ以上でヨウ素吸着量が８０ｇ／ｋｇ以上の第１カーボンブラックと、ＤＢＰ吸収量が１５０×１０ -5 ｍ 3 ／ｋｇ未満でヨウ素吸着量が８０ｇ／ｋｇ以上の第２カーボンブラックとを含み、質量比で、前記第２カーボンブラックの含有量が前記第１カーボンブラックの含有量の２〜１５倍であり、前記粉体が鉄粉であり、プラグ用組成物における該粉体の含有量が５０〜７４体積％であることを特徴とする。このように、ＤＢＰ吸収量が１５０×１０-5ｍ3／ｋｇ以上の第１カーボンブラックを用い、且つ、エラストマー成分１００質量部当たりのカーボンブラックの配合量を２００質量部以下とすれば、エラストマー成分とカーボンブラックとを混練してエラストマー組成物を調製する際にエラストマー組成物中におけるカーボンブラックの分散性の低下を抑制することができる。従って、エラストマー組成物を用いたプラグ用組成物の組成の均一性の低下を抑制して、プラグ用組成物を用いて作製した免震構造体用プラグの減衰性能の低下を抑制することができる。また、エラストマー成分１００質量部当たりのカーボンブラックの配合量を１６０質量部以上とすれば、減衰性能を十分に向上させた免震構造体用プラグを作製することが可能なプラグ用組成物が得られる。
なお、本発明において、「ＤＢＰ吸収量」はＪＩＳ Ｋ６２１７に準拠して測定することができる。また、本発明において、カーボンブラックは、第１カーボンブラックのみからなっても良い。
That is, the present invention aims to advantageously solve the above-mentioned problems, and the plug composition of the seismic isolation structure of the present invention comprises an elastomer composition containing an elastomer component and carbon black, and a powder. A composition for a plug of a seismic isolation structure, wherein the elastomer composition contains the carbon black at a ratio of 160 parts by mass or more and 200 parts by mass or less per 100 parts by mass of the elastomer component, The carbon black has a DBP absorption of 150 × 10 −5 m 3 / kg or more and an iodine adsorption of 80 g / kg or more , and a DBP absorption of less than 150 × 10 −5 m 3 / kg. look including a second carbon black iodine adsorption amount is more than 80 g / kg, the mass ratio, contained amount of the second carbon black of the first carbon black 2 to 15 times, the powder is iron powder, the content of the powder in the plug composition is characterized in that it is a 50 to 74% by volume. Thus, if the first carbon black having a DBP absorption of 150 × 10 −5 m 3 / kg or more is used and the blending amount of carbon black per 100 parts by mass of the elastomer component is 200 parts by mass or less, the elastomer When preparing an elastomer composition by kneading components and carbon black, it is possible to suppress a decrease in dispersibility of carbon black in the elastomer composition. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the uniformity of the plug composition using the elastomer composition and to suppress a decrease in the damping performance of the seismic isolation structure plug manufactured using the plug composition. . Moreover, when the blending amount of carbon black per 100 parts by mass of the elastomer component is 160 parts by mass or more , a plug composition capable of producing a plug for a seismic isolation structure with sufficiently improved damping performance is obtained. It is done.
In the present invention, the “DBP absorption amount” can be measured according to JIS K6217. In the present invention, the carbon black may consist of only the first carbon black.
ここで、本発明の免震構造体のプラグ用組成物は、前記カーボンブラックが、ＤＢＰ吸収量が１５０×１０-5ｍ3／ｋｇ未満でヨウ素吸着量が８０ｇ／ｋｇ以上の第２カーボンブラックを含む。ＤＢＰ吸収量が１５０×１０-5ｍ3／ｋｇ未満でヨウ素吸着量が８０ｇ／ｋｇ以上の第２カーボンブラックを含有すれば、プラグ用組成物を用いて作製した免震構造体用プラグの減衰性能を更に向上させることができるからである。
なお、本発明において、「ＤＢＰ吸収量」および「ヨウ素吸着量」はＪＩＳ Ｋ６２１７に準拠して測定することができる。
Here, in the plug composition of the seismic isolation structure of the present invention, the carbon black is a second carbon black having a DBP absorption of less than 150 × 10 −5 m 3 / kg and an iodine adsorption of 80 g / kg or more. Including Attenuation of a plug for a base-isolated structure produced using a plug composition if it contains a second carbon black having a DBP absorption of less than 150 × 10 −5 m 3 / kg and an iodine adsorption of 80 g / kg or more. This is because the performance can be further improved.
In the present invention, “DBP absorption amount” and “iodine adsorption amount” can be measured according to JIS K6217.
そして、本発明の免震構造体のプラグ用組成物は、質量比で、前記第２カーボンブラックの含有量が前記第１カーボンブラックの含有量の２〜１５倍である。第２カーボンブラックの含有量（Ｍ２）が第１カーボンブラックの含有量（Ｍ１）の２倍以上（２≦Ｍ２／Ｍ１）であれば、プラグ用組成物を用いて作製した免震構造体用プラグの減衰性能を十分に向上させることができるからである。また、第２カーボンブラックの含有量（Ｍ２）が第１カーボンブラックの含有量（Ｍ１）の１５倍以下（１５≧Ｍ２／Ｍ１）であれば、カーボンブラックをエラストマー組成物中で十分に均一に分散させ、プラグ用組成物を用いて作製した免震構造体用プラグの減衰性能の低下を抑制することができるからである。 Then, the plug composition for base isolation structure of the present invention, the mass ratio, the content of the second carbon black is 2 to 15 times the amount of the first carbon black. If the content (M2) of the second carbon black is at least twice the content (M1) of the first carbon black (2 ≦ M2 / M1), the seismic isolation structure manufactured using the plug composition This is because the damping performance of the plug can be sufficiently improved. Further, if the content (M2) of the second carbon black is 15 times or less (15 ≧ M2 / M1) of the content (M1) of the first carbon black, the carbon black is sufficiently uniform in the elastomer composition. This is because it is possible to suppress a decrease in the damping performance of the seismic isolation structure plug that is dispersed and manufactured using the plug composition.
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の免震構造体用プラグは、上述した免震構造体のプラグ用組成物の何れかを用いて製造したことを特徴とする。このように、上述したプラグ用組成物を用いれば、減衰性能に優れる免震構造体用プラグが得られる。 Moreover, this invention aims at solving the said subject advantageously, The plug for seismic isolation structures of this invention uses any of the composition for plugs of the above-mentioned seismic isolation structure. It is manufactured. Thus, if the composition for plugs mentioned above is used, the plug for seismic isolation structures which is excellent in damping performance will be obtained.
更に、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の免震構造体は、剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とが交互に積層されてなり、積層方向に延びる中空部を有する積層体と、該積層体の中空部に圧入されたプラグとを具える免震構造体において、前記プラグが上述した免震構造体用プラグであることを特徴とする。このように、上述した免震構造体用プラグを用いれば、優れた減衰性能を発揮し得る免震構造体が得られる。 Furthermore, the present invention has an object to advantageously solve the above-mentioned problems, and the seismic isolation structure of the present invention is formed by alternately laminating a rigid plate having rigidity and an elastic plate having elasticity. A seismic isolation structure comprising a laminate having a hollow portion extending in the laminating direction and a plug press-fitted into the hollow portion of the laminate, wherein the plug is the above-described plug for a seismic isolation structure And Thus, if the plug for base isolation structures mentioned above is used, the base isolation structure which can exhibit the outstanding damping performance will be obtained.
本発明によれば、減衰性能を十分に向上させた免震構造体用プラグを提供することが可能な免震構造体のプラグ用組成物を提供することができる。また、本発明によれば、減衰性能に優れる免震構造体用プラグおよび優れた減衰性能を発揮する免震構造体を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composition for plugs of the seismic isolation structure which can provide the plug for seismic isolation structures which fully improved damping performance can be provided. Moreover, according to this invention, the seismic isolation structure plug which is excellent in damping performance, and the seismic isolation structure which exhibits the outstanding damping performance can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ここで、本発明に従う免震構造体は、免震装置の支承等として使用される。また、本発明に従う免震構造体用プラグは、上記免震構造体に用いられる。更に、本発明に従う免震構造体のプラグ用組成物は、上記免震構造体用プラグを製造する際に用いられる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the seismic isolation structure according to the present invention is used as a support for the seismic isolation device. Moreover, the plug for seismic isolation structures according to this invention is used for the said seismic isolation structure. Furthermore, the composition for plugs of a base isolation structure according to the present invention is used when manufacturing the above plug for a base isolation structure.
（免震構造体）
ここで、図１に、本発明の免震構造体用プラグを用いた本発明の免震構造体の一例について、免震構造体用プラグの延在方向に沿う断面を示す。
図１に断面を示す免震構造体１は、剛性を有する剛性板２と、粘弾性を有する弾性板３とが交互に積層されてなり、積層方向（鉛直方向）に延びる円筒状の中空部を中心部に有する積層体４と、積層体４の中空部に圧入された円筒状の免震構造体用プラグ５と、積層体４および免震構造体用プラグ５の両端（上端および下端）に固定されたフランジ板６とを備えている。また、免震構造体１の積層体４の外周面は、被覆材７により覆われている。
(Seismic isolation structure)
Here, FIG. 1 shows a cross section along the extending direction of the seismic isolation structure plug of an example of the seismic isolation structure of the present invention using the seismic isolation structure plug of the present invention.
A seismic isolation structure 1 having a cross section shown in FIG. 1 includes a cylindrical hollow portion that is formed by alternately laminating a rigid plate 2 having rigidity and an
そして、免震構造体１では、積層体４を構成する剛性板２と弾性板３とは、例えば、加硫接着により、或いは、接着剤により強固に貼り合わされている。なお、加硫接着を用いて積層体４を形成する場合には、剛性板２と未加硫ゴム組成物との積層体を加硫して未加硫ゴム組成物の加硫物を弾性板３とすることにより、弾性板３の成形および剛性板２と弾性板３との加硫接着を同時に行っても良い。ここで、剛性板２としては、鋼板等の金属板、セラミックス板、ＦＲＰ等の強化プラスチックス板等を用いることができる。一方、弾性板３としては、加硫ゴム製の板等を使用することができる。また、積層体４は、被覆材７で覆われていなくてもよいが、酸素、オゾン、紫外線等による積層体４の劣化を防止する観点からは、積層体４の外周面は被覆材７で覆われていることが好ましい。ここで、被覆材７としては、弾性板３と同一の材料、例えば、加硫ゴム等を使用できる。
And in the seismic isolation structure 1, the rigid board 2 and the
なお、この免震構造体１では、振動により水平方向のせん断力を受けた際には、積層体４および免震構造体用プラグ５がせん断変形し、振動のエネルギーを効果的に吸収して、振動を速やかに減衰する。また、免震構造体１では、積層体４が、剛性板２と弾性板３とを交互に積層して構成されているため、積層方向（鉛直方向）に荷重が作用しても、圧縮が抑制されている。
そして、免震構造体１は、以下に詳細に説明する本発明のプラグ用組成物を使用した免震構造体用プラグ５を用いているため、優れた減衰性能を発揮する。
In the seismic isolation structure 1, when a horizontal shearing force is applied due to vibration, the laminate 4 and the seismic
And since the seismic isolation structure 1 uses the
（プラグ用組成物）
以下に、本発明の免震構造体のプラグ用組成物を詳細に説明する。本発明のプラグ用組成物は、エラストマー成分およびカーボンブラックを含むエラストマー組成物と、粉体とを混合してなり、カーボンブラックの配合量を所定の範囲内とすると共に、カーボンブラックの少なくとも一部に所定の性状を有するカーボンブラックを用いることを特徴とする。
(Composition for plug)
Below, the composition for plugs of the seismic isolation structure of this invention is demonstrated in detail. The plug composition of the present invention is obtained by mixing an elastomer composition containing an elastomer component and carbon black and a powder, so that the blending amount of the carbon black is within a predetermined range, and at least a part of the carbon black. The carbon black having a predetermined property is used.
ここで、エラストマー成分とカーボンブラックとを含有するエラストマー組成物を用いた従来のプラグ用組成物においては、カーボンブラックの配合量を所定量以下に制限することにより、カーボンブラックの配合によるプラグの減衰性能の向上と、プラグ用組成物の均一性を確保することによるプラグの減衰性能の低下抑制とを両立させていた。しかし、本発明のプラグ用組成物では、使用するカーボンブラックの少なくとも一部を、所定の性状を有する第１カーボンブラックとすることで、従来のプラグ用組成物よりもカーボンブラックの配合量を増加させても、カーボンブラックの配合によるプラグの減衰性能の向上と、プラグ用組成物の均一性を確保することによるプラグの減衰性能の低下抑制とを両立させ得るようにしている。そのため、このプラグ用組成物によれば、特に、成形したプラグの減衰性能（特には、荷重−歪ヒステリシス曲線における切片荷重Ｑｄや、切片応力τｄ）を向上させることができる。 Here, in a conventional plug composition using an elastomer composition containing an elastomer component and carbon black, the amount of carbon black is limited to a predetermined amount or less, so that the plug is attenuated by the carbon black. The improvement in performance and the reduction in the attenuation performance of the plug by ensuring the uniformity of the plug composition were both achieved. However, in the plug composition of the present invention, at least a portion of the carbon black used is a first carbon black having a predetermined property, so that the amount of carbon black added is higher than that of the conventional plug composition. Even if it makes it, it is trying to make compatible the improvement of the attenuation | damping performance of a plug by mixing | blending carbon black, and the suppression of the fall of the attenuation | damping performance of a plug by ensuring the uniformity of the composition for plugs. Therefore, according to this plug composition, in particular, molded plug damping performance (especially, the load - and intercept load Q d in the distortion hysteresis curve, intercept stress .tau.d) can be improved.
＜エラストマー組成物＞
上記プラグ用組成物に用いられるエラストマー組成物は、エラストマー成分およびカーボンブラックを少なくとも含み、更に、軟質樹脂等の各種配合剤を含むことができる。
<Elastomer composition>
The elastomer composition used for the plug composition includes at least an elastomer component and carbon black, and may further include various compounding agents such as a soft resin.
［エラストマー成分］
ここで、エラストマー成分としては、室温でゴム弾性を呈するもの、例えば、天然ゴム、合成ゴム等のゴムや、熱可塑性エラストマーを使用することができる。これらの中でも、エラストマー成分としては、天然ゴムや合成ゴム等のゴムを使用することが好ましい。天然ゴムや合成ゴム等のゴムは、粘弾性体であり、若干の弾性は示すものの塑性が大きく、大変形にも追従でき、更に、振動後、原点に戻ったときには再び同じ状態に再凝集できるからである。また、エラストマー成分がゴムの場合（即ち、エラストマー組成物がゴム組成物の場合）、プラグの減衰性能が向上する上、耐久性も向上するからである。なお、上記エラストマー成分としては、より具体的には、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ化ゴム、多硫化ゴム、ハイパロン、エチレン酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−メチルアクリレート共重合体、スチレン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー等が挙げられる。これらエラストマー成分は、１種単独で用いてもよいし、２種以上をブレンドして用いてもよい。
[Elastomer component]
Here, as the elastomer component, those exhibiting rubber elasticity at room temperature, for example, rubbers such as natural rubber and synthetic rubber, and thermoplastic elastomers can be used. Among these, it is preferable to use rubber such as natural rubber and synthetic rubber as the elastomer component. Rubbers such as natural rubber and synthetic rubber are viscoelastic bodies, exhibiting some elasticity, but have great plasticity, can follow large deformations, and can re-aggregate again in the same state when returning to the origin after vibration. Because. Further, when the elastomer component is rubber (that is, when the elastomer composition is a rubber composition), the damping performance of the plug is improved and the durability is also improved. More specifically, the elastomer component includes natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), ethylene-propylene. Rubber, nitrile rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, acrylic rubber, polyurethane, silicone rubber, fluorinated rubber, polysulfide rubber, hypalon, ethylene vinyl acetate rubber, epichlorohydrin rubber, ethylene-methyl acrylate copolymer, styrene elastomer, urethane Examples thereof include elastomers and polyolefin elastomers. These elastomer components may be used alone or in a blend of two or more.
上記エラストマー成分は、少なくとも一部、好ましくは全てが未架橋であることが好ましい。即ち、エラストマー成分がゴムの場合には、ゴムは未加硫であることが好ましい。エラストマー成分が完全に架橋されている場合、そのエラストマー成分を含むプラグ用組成物を用いて成形したプラグは、大変形を受けた際には変形するものの、変形時にプラグ中での粉体の位置を変えることができない。従って、エラストマー成分が完全に架橋されている場合、プラグは、ある限界点をもって変形への追従が不可能となり、架橋エラストマー部分が破断、或いは、架橋エラストマー部分の反発力で元の形状に戻ろうとする。そして、架橋エラストマー部分が破断してしまうと、プラグの位置が原点に戻ってもプラグが元の形状に戻らないため、減衰性能が徐々に低下してしまい、また、架橋エラストマー部分の反発力が働くと、プラグ本来の減衰性能が発揮できなくなる。一方、エラストマー成分が未架橋であれば、変形への追従が可能であり、また、プラグが大変形の履歴を受けた後、再び原点に戻った際に、プラグ全体には静圧がかかっているため、プラグが元の形状に戻ることができる。そして、その結果、初期と同等の性能を長期に亘って維持することが可能となる。なお、架橋点が非常に少ない場合、または、プラグの表面のみが架橋されている場合は、プラグが、変形した後に元の形状に戻ることができる。従って、本発明において「未架橋」とは、架橋反応を未だ完全には経ていない状態を指し、部分的に架橋された状態も包含する。 The elastomer component is preferably at least partially, preferably all uncrosslinked. That is, when the elastomer component is rubber, the rubber is preferably unvulcanized. When the elastomer component is completely crosslinked, the plug formed using the plug composition containing the elastomer component deforms when subjected to a large deformation, but the position of the powder in the plug at the time of deformation. Cannot be changed. Therefore, when the elastomer component is completely cross-linked, the plug cannot follow the deformation at a certain limit point, and the cross-linked elastomer portion breaks or tries to return to its original shape by the repulsive force of the cross-linked elastomer portion. To do. If the cross-linked elastomer part breaks, the plug does not return to its original shape even if the plug position returns to the origin, so that the damping performance gradually decreases, and the repulsive force of the cross-linked elastomer part is reduced. If it works, the inherent damping performance of the plug cannot be exhibited. On the other hand, if the elastomer component is uncrosslinked, it is possible to follow the deformation, and when the plug returns to the origin after receiving a history of large deformation, static pressure is applied to the entire plug. Therefore, the plug can return to its original shape. As a result, it is possible to maintain the same performance as the initial stage over a long period of time. When the number of cross-linking points is very small, or when only the plug surface is cross-linked, the plug can return to its original shape after being deformed. Accordingly, in the present invention, “uncrosslinked” refers to a state in which the crosslinking reaction has not been completely completed, and includes a partially crosslinked state.
［カーボンブラック］
上記エラストマー組成物は、更に、補強性充填剤としてカーボンブラックを含む。なお、「補強性充填剤」とは、エラストマー成分に対する補強を行っており、自身の凝集力とエラストマー成分との結合力を強く有する物質である。そして、補強性充填剤は、エラストマー成分に配合されることによって、該結合力によりエラストマー組成物全体の粘度を上昇させ、その結果としてプラグの減衰性能を向上させる作用を有する。
なお、一般に、免震構造体のプラグは、地震で発生したエネルギーを吸収する（例えば、熱等に変換する）ことで減衰効果を発揮するため、プラグの流動抵抗が大きくなるに従って、減衰効果が大きくなる。これに対し、エラストマー成分に補強性充填剤を配合した場合、エラストマー組成物の流動抵抗が大きくなり（即ち、エラストマー組成物を用いて成形したプラグの流動抵抗が大きくなり）、十分な減衰性能、変位追従性等を有するプラグを得ることが可能となる。
[Carbon black]
The elastomer composition further contains carbon black as a reinforcing filler. Note that the “reinforcing filler” is a substance that reinforces the elastomer component and has a strong cohesive force between itself and the elastomer component. The reinforcing filler has the effect of increasing the viscosity of the entire elastomer composition due to the binding force when blended in the elastomer component, and as a result, improving the damping performance of the plug.
In general, the plug of the base isolation structure exhibits a damping effect by absorbing energy generated by the earthquake (for example, converting it into heat, etc.), so that the damping effect increases as the flow resistance of the plug increases. growing. On the other hand, when a reinforcing filler is blended in the elastomer component, the flow resistance of the elastomer composition increases (that is, the flow resistance of the plug formed using the elastomer composition increases), sufficient damping performance, It is possible to obtain a plug having displacement followability and the like.
ここで、上記エラストマー組成物は、エラストマー成分１００質量部当たり、カーボンブラックを１６０質量部以上２００質量部以下の割合で含有する。エラストマー成分１００質量部に対するカーボンブラックの配合量が１５０質量部以下では、従来のプラグ用組成物と比較して、カーボンブラックの配合によるプラグの減衰性能の向上効果を十分に得ることができないからである。また、エラストマー成分１００質量部に対するカーボンブラックの配合量が２００質量部超では、カーボンブラックの少なくとも一部に後述の第１カーボンブラックを用いた場合であっても、カーボンブラックをエラストマー組成物中で均一に分散させることが困難となり、プラグの減衰性能が低下してしまうからである。
なお、上記エラストマー組成物は、エラストマー成分１００質量部当たり、カーボンブラックを１９０質量部以下の割合で含有することが好ましい。
Here, the said elastomer composition contains carbon black in the ratio of 160 to 200 mass parts per 100 mass parts of elastomer components. If the blending amount of carbon black with respect to 100 parts by weight of the elastomer component is 150 parts by weight or less, the effect of improving the damping performance of the plug by blending carbon black cannot be sufficiently obtained as compared with the conventional plug composition. is there. Further, when the blending amount of the carbon black with respect to 100 parts by mass of the elastomer component exceeds 200 parts by mass, the carbon black is contained in the elastomer composition even when the first carbon black described later is used as at least a part of the carbon black. This is because it is difficult to uniformly disperse the plug, and the damping performance of the plug is lowered.
In addition, it is preferable that the said elastomer composition contains carbon black in the ratio of 190 mass parts or less per 100 mass parts of elastomer components.
また、上記エラストマー組成物は、カーボンブラックの少なくとも一部に、ＤＢＰ吸収量が１５０×１０-5ｍ3／ｋｇ（１５０ｃｍ3／１００ｇ）以上の第１カーボンブラックを用いることを必要とする。ＤＢＰ吸収量が１５０×１０-5ｍ3／ｋｇ以上の第１カーボンブラックを用いれば、エラストマー成分１００質量部当たりのカーボンブラックの配合量を１６０質量部以上としても、エラストマー組成物中におけるカーボンブラックの分散性の低下を抑制して、プラグの減衰性能が低下するのを抑制することができるからである。即ち、第１カーボンブラックを用いれば、プラグ用組成物の組成の均一性の低下を抑制して、該プラグ用組成物を用いて作製したプラグの減衰性能が低下するのを抑制することができる。
なお、第１カーボンブラックを用いることでカーボンブラックの分散性の低下を抑制することができる理由は、明らかではないが、ＤＢＰ吸収量が１５０×１０-5ｍ3／ｋｇ以上の第１カーボンブラックは、アグリゲート（凝集構造）が発達した所謂ハイストラクチャーなカーボンブラックであるため、大きなアグロメレート（二次凝集体）を形成し、エラストマー成分とカーボンブラックとを混練する際に大きなせん断力を受けて均一に分散するためであると推察される。即ち、カーボンブラックの少なくとも一部にハイストラクチャーな第１カーボンブラックを用いれば、ローストラクチャーなカーボンブラックのみを用いた場合と比較し、混練時にカーボンブラックに大きなせん断力を作用させてカーボンブラックをエラストマー組成物中で均一に分散させることができると推察される。
Further, the elastomer composition to at least a portion of the carbon black, DBP absorption amount requires the use of 150 × 10 -5 m 3 / kg (
Although the reason why the use of the first carbon black can suppress a decrease in the dispersibility of the carbon black is not clear, the first carbon black having a DBP absorption of 150 × 10 −5 m 3 / kg or more. Is a so-called high-structure carbon black that has developed an aggregate (aggregation structure), so it forms a large agglomerate (secondary aggregate) and receives a large shear force when kneading the elastomer component and carbon black. This is presumed to be uniformly dispersed. That is, if high-structure first carbon black is used for at least a part of carbon black, compared with the case where only low-structure carbon black is used, a large shearing force is applied to carbon black during kneading to make carbon black an elastomer. It is assumed that it can be uniformly dispersed in the composition.
なお、上述した第１カーボンブラックとしては、特に限定されることなく、ＡＳＴＭコード表示で、ＨＡＦ-ＨＳ(Ｎ３５６，Ｎ３５８)、ＦＥＦ(Ｎ５８２)を挙げることができる。 The first carbon black described above is not particularly limited, and may include HAF-HS (N356, N358) and FEF (N582) in ASTM code display.
ここで、上述した通り、補強性充填剤であるカーボンブラックは、エラストマー成分との相互作用によりエラストマー組成物全体の粘度を上昇させ、その結果として該エラストマー組成物を用いたプラグ用組成物を使用して作製したプラグの減衰性能を向上させる。そのため、エラストマー成分とカーボンブラックとの相互作用を大きくしてプラグの減衰性能を向上させるためには、プラグ用組成物の調製に用いるエラストマー組成物に、一次粒子の比表面積が大きい（即ち、カーボンブラックの比表面積の指標となるヨウ素吸着量が大きい）カーボンブラックを配合することが好ましい。
第１カーボンブラックと、ヨウ素吸着量の大きいカーボンブラックとを併用すれば、プラグ用組成物を用いて作製した免震構造体用プラグの減衰性能を更に向上させることができる。
なお、第１カーボンブラックの配合によるプラグの減衰性能の向上効果を十分に確保する観点から、第１カーボンブラックのヨウ素吸着量は８０ｇ／ｋｇ以上である。
Here, as described above, carbon black, which is a reinforcing filler, increases the viscosity of the entire elastomer composition by interaction with the elastomer component, and as a result, a plug composition using the elastomer composition is used. Thus, the damping performance of the produced plug is improved. Therefore, in order to increase the interaction between the elastomer component and carbon black and improve the damping performance of the plug, the elastomer composition used for preparing the plug composition has a large specific surface area of primary particles (that is, carbon It is preferable to blend carbon black (which has a large iodine adsorption amount as an index of the specific surface area of black).
When the first carbon black and the carbon black having a large iodine adsorption amount are used in combination, the damping performance of the seismic isolation structure plug produced using the plug composition can be further improved .
From the viewpoint of sufficiently securing the effect of improving the damping performance of the plug caused by the addition of the first carbon black, iodine adsorption amount of the first carbon black is 80 g / kg or more.
ヨウ素吸着量の大きいカーボンブラックとしては、ＤＢＰ吸収量が１５０×１０-5ｍ3／ｋｇ未満でヨウ素吸着量が８０ｇ／ｋｇ以上の第２カーボンブラックを挙げることができる。具体的には、第２カーボンブラックとしては、特に限定されることなく、ＡＳＴＭコード表示で、ＳＡＦ（Ｎ１１５，Ｎ１２０，Ｎ１３５など）、ＩＳＡＦ（Ｎ２２０，Ｎ２３４，Ｎ２９９など）、ＨＡＦ（Ｎ３３０，Ｎ３３５など）を挙げることができる。 Examples of the carbon black having a large iodine adsorption amount include a second carbon black having a DBP absorption amount of less than 150 × 10 −5 m 3 / kg and an iodine adsorption amount of 80 g / kg or more. Specifically, the second carbon black is not particularly limited, and is displayed in ASTM code, such as SAF (N115, N120, N135, etc.), ISAF (N220, N234, N299, etc.), HAF (N330, N335, etc.). ).
そして、第１カーボンブラックとは異なる（ＤＢＰ吸収量が１５０×１０−５ｍ３／ｋｇ未満の）カーボンブラックであって、ヨウ素吸着量が８０ｇ／ｋｇ以上の第２カーボンブラックを第１カーボンブラックと併用すれば、カーボンブラックの配合によるプラグの減衰性能の向上と、プラグ用組成物の均一性を確保することによるプラグの減衰性能の低下抑制とを高い次元で両立させることができる。即ち、第１カーボンブラックと第２カーボンブラックとを併用すれば、カーボンブラックとして第１カーボンブラックのみを用いた場合と比較し、比表面積の大きい第２カーボンブラックを用いてプラグの減衰性能を十分に向上させることができる。また、第１カーボンブラックと第２カーボンブラックとを併用すれば、カーボンブラックとして第２カーボンブラックのみを用いた場合と比較し、エラストマー組成物中におけるカーボンブラックの分散性が悪化してプラグの減衰性能が低下するのを抑制することができる。 The second carbon black is different from the first carbon black (the DBP absorption amount is less than 150 × 10 −5 m 3 / kg), and the second carbon black having an iodine adsorption amount of 80 g / kg or more is changed to the first carbon black. When used together, it is possible to achieve both a high level of improvement in the plug damping performance by blending carbon black and a reduction in the plug damping performance by ensuring the uniformity of the plug composition. That is, when the first carbon black and the second carbon black are used in combination, the second carbon black having a large specific surface area is sufficient for the plug attenuation performance compared to the case where only the first carbon black is used as the carbon black. Can be improved. Moreover, if the first carbon black and the second carbon black are used in combination, the dispersibility of the carbon black in the elastomer composition is deteriorated and the plug is attenuated as compared with the case where only the second carbon black is used as the carbon black. It can suppress that performance falls.
ここで、エラストマー組成物中におけるカーボンブラックの分散性の低下を抑制する観点からは、第２カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、１００×１０−５ｍ３／ｋｇ以上であることが好ましい。また、プラグ用組成物を用いて作製したプラグの減衰性能を十分に向上させる観点からは、第２カーボンブラックのヨウ素吸着量は、１１０ｇ／ｋｇ以上であることが好ましい。 Here, from the viewpoint of suppressing a decrease in the dispersibility of carbon black in the elastomer composition, the DBP absorption amount of the second carbon black is preferably 100 × 10 −5 m 3 / kg or more. Further, from the viewpoint of sufficiently improving the damping performance of the plug produced using the plug composition, the iodine adsorption amount of the second carbon black is preferably 110 g / kg or more.
また、エラストマー組成物中におけるカーボンブラックの分散性の低下を抑制する観点からは、第２カーボンブラックの配合量は、エラストマー成分１００質量部当たり、１５０質量部以下とすることが好ましく、１２０質量部以下とすることが更に好ましい。更に、プラグ用組成物を用いて作製したプラグの減衰性能を十分に向上させる観点からは、第２カーボンブラックの配合量は、エラストマー成分１００質量部当たり、５０質量部以上とすることが好ましい。 Further, from the viewpoint of suppressing a decrease in the dispersibility of the carbon black in the elastomer composition, the amount of the second carbon black is preferably 150 parts by mass or less per 100 parts by mass of the elastomer component, and 120 parts by mass. More preferably, it is as follows. Furthermore, from the viewpoint of sufficiently improving the damping performance of the plug produced using the plug composition, the amount of the second carbon black is preferably 50 parts by mass or more per 100 parts by mass of the elastomer component.
エラストマー組成物中における第２カーボンブラックの量（Ｍ２）は、第１カーボンブラックの量（Ｍ１）の２〜１５倍（質量比）である。エラストマー組成物において、第２カーボンブラックの含有量（Ｍ２）が第１カーボンブラックの含有量（Ｍ１）の２倍以上（２≦Ｍ２／Ｍ１）であれば、プラグ用組成物を用いて作製した免震構造体用プラグの減衰性能を十分に向上させることができるからである。また、第２カーボンブラックの含有量（Ｍ２）が第１カーボンブラックの含有量（Ｍ１）の１５倍以下（１５≧Ｍ２／Ｍ１）であれば、カーボンブラックをエラストマー組成物中で十分に均一に分散させ、プラグ用組成物を用いて作製した免震構造体用プラグの減衰性能の低下を抑制することができるからである。 The amount of the second carbon black in the elastomer composition (M2) is 2 to 15 times the amount of the first carbon black (M1) (mass ratio). In the elastomer composition, if the content (M2) of the second carbon black is more than twice the content (M1) of the first carbon black (2 ≦ M2 / M1), the plug composition was used. This is because the damping performance of the seismic isolation structure plug can be sufficiently improved. Further, if the content (M2) of the second carbon black is 15 times or less (15 ≧ M2 / M1) of the content (M1) of the first carbon black, the carbon black is sufficiently uniform in the elastomer composition. This is because it is possible to suppress a decrease in the damping performance of the seismic isolation structure plug that is dispersed and manufactured using the plug composition.
なお、上記エラストマー組成物は、カーボンブラック以外の補強性充填剤（例えば、湿式シリカ、乾式シリカおよびコロイダルシリカ等のシリカ）を含有しても良い。但し、補強性充填剤をエラストマー組成物中で均一に分散させ、プラグ用組成物を用いて作製した免震構造体用プラグの減衰性能の低下を抑制する観点からは、カーボンブラックの配合量と、カーボンブラック以外の補強性充填剤の配合量との合計（補強性充填剤の配合量）は、エラストマー成分１００質量部当たり２００質量部以下とすることが好ましい。 The elastomer composition may contain a reinforcing filler other than carbon black (for example, silica such as wet silica, dry silica and colloidal silica). However, from the viewpoint of uniformly dispersing the reinforcing filler in the elastomer composition and suppressing the deterioration of the damping performance of the plug for the base isolation structure manufactured using the plug composition, the blending amount of carbon black and The total amount of the reinforcing filler other than carbon black (the amount of the reinforcing filler) is preferably 200 parts by mass or less per 100 parts by mass of the elastomer component.
［その他の配合剤］
また、エラストマー組成物は、該エラストマー組成物よりも硬度が低い軟質樹脂を含有することが好ましい。エラストマー組成物が軟質樹脂を含む場合、プラグが大変形した際の減衰性能も向上させることができる。また、かかる軟質樹脂は、プラグ用組成物の調製時に加工助剤として作用し、プラグ用組成物の混練を容易にすることができる。
[Other ingredients]
The elastomer composition preferably contains a soft resin having a lower hardness than that of the elastomer composition. When the elastomer composition contains a soft resin, the damping performance when the plug is largely deformed can also be improved. Further, such a soft resin acts as a processing aid during preparation of the plug composition, and can facilitate kneading of the plug composition.
軟質樹脂としては、フェノール樹脂、ロジン樹脂、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）樹脂、ジシクロペンタジエン−イソプレン共重合体、Ｃ５系石油樹脂、Ｃ９系石油樹脂、脂環式系石油樹脂、Ｃ５留分とＣ９留分を共重合して得られる石油樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂およびケトン樹脂、並びに、これらの樹脂の変性樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、エラストマー組成物における軟質樹脂の配合量は、エラストマー成分１００質量部に対して２０〜１００質量部の範囲が好ましい。軟質樹脂の配合量が２０質量部未満では、大変形の際のプラグの減衰性能を向上させる効果が小さく、一方、１００質量部を超えると、エラストマー組成物の加工性が低下することがある。
Examples of the soft resin include phenol resin, rosin resin, dicyclopentadiene (DCPD) resin, dicyclopentadiene-isoprene copolymer, C5 petroleum resin, C9 petroleum resin, alicyclic petroleum resin, C5 fraction and C9. Examples include petroleum resins obtained by copolymerizing fractions, xylene resins, terpene resins and ketone resins, and modified resins of these resins. These resins may be used alone or in combination of two or more.
In addition, the compounding quantity of the soft resin in an elastomer composition has the preferable range of 20-100 mass parts with respect to 100 mass parts of elastomer components. When the blending amount of the soft resin is less than 20 parts by mass, the effect of improving the damping performance of the plug during large deformation is small. On the other hand, when it exceeds 100 parts by mass, the processability of the elastomer composition may be deteriorated.
更に、エラストマー組成物には、エラストマー成分、補強性充填剤、軟質樹脂の他に、老化防止剤、ワックス、可塑剤、軟化剤等のエラストマー組成物に一般に添加される添加剤も配合できる。ここで、エラストマー組成物に老化防止剤を配合することにより、長期間経過した後でもプラグの物性変化を小さく抑えることが可能となる。なお、成形したプラグの物性変化を抑制するために、老化防止剤と共に、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、安定剤、難燃剤等を配合することはとりわけ有効である。 Furthermore, in addition to the elastomer component, the reinforcing filler, and the soft resin, additives generally added to the elastomer composition such as an anti-aging agent, wax, plasticizer, and softener can be added to the elastomer composition. Here, by blending the anti-aging agent with the elastomer composition, it is possible to suppress a change in physical properties of the plug to a small amount even after a long period of time. In order to suppress changes in the physical properties of the molded plug, it is particularly effective to mix an antioxidant, an ozone degradation inhibitor, a stabilizer, a flame retardant, and the like with an anti-aging agent.
＜粉体＞
上記プラグ用組成物に用いる粉体は、プラグの減衰性能を主として担う材料であり、具体的には、粉体同士の摩擦、および、粉体とエラストマー成分との摩擦により振動エネルギーを減衰させる。なお、プラグ用組成物が粉体を含まない場合、プラグの減衰性能が大幅に低下して、十分な減衰性能を得ることができない。
<Powder>
The powder used for the plug composition is a material mainly responsible for the damping performance of the plug. Specifically, vibration energy is attenuated by friction between the powders and friction between the powder and the elastomer component . In addition, when the composition for plugs does not contain a powder, the damping performance of a plug falls significantly and it cannot obtain sufficient damping performance.
ここで、前記粉体は、鉄粉である。該鉄粉は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、該鉄粉は、鉄酸化物粉でもよい。鉄粉は、安価である上、他の金属粉と対比して破壊強度が高いからである。また、鉄粉を主成分とする免震構造体用プラグは、固すぎることも脆すぎることもないため、優れた減衰性能を長期に渡って発揮することができるからである。なお、鉄粉としては、還元鉄粉、電解鉄粉、噴霧鉄粉、純鉄粉、鋳鉄粉等が挙げられるが、これらの中でも、還元鉄粉が好ましい。 Here, the powder is iron powder. The iron powder may be used alone or in combination of two or more. The iron powder may be iron oxide powder . This is because iron powder is inexpensive and has high breaking strength as compared with other metal powders. Moreover, since the plug for seismic isolation structure which has iron powder as a main component is neither too hard nor too brittle, it can exhibit the outstanding damping performance over a long period of time. Examples of the iron powder include reduced iron powder, electrolytic iron powder, sprayed iron powder, pure iron powder, and cast iron powder. Among these, reduced iron powder is preferable.
プラグ用組成物における粉体の含有量は、５０〜７４体積％の範囲であり、６０〜７４体積％の範囲が好ましい。また、粉体の粒径は、０．１μｍ〜２ｍｍの範囲が好ましく、１μｍ〜１５０μｍの範囲が更に好ましい。更に、粉体の形状は、不定形であることが好ましい。ここで、不定形とは、球状などの１種類の形状のみではなく、凹凸を有するものや突起を有するものなど、種々の形態を有する形状が混在していることを意味する。 Content of the powder in the composition for plugs is the range of 50-74 volume%, and the range of 60-74 volume% is preferable . The particle diameter of the powder is preferably in the range of 0.1 μm to 2 mm, more preferably in the range of 1 μm to 150 μm. Furthermore, the shape of the powder is preferably indefinite. Here, the indefinite shape means that not only one type of shape such as a spherical shape but also shapes having various forms such as those having irregularities and protrusions are mixed.
＜プラグ用組成物の製造＞
ここで、本発明の免震構造体のプラグ用組成物は、上述したエラストマー組成物と、粉体とを用いる以外特に制限はなく、例えば、以下のようにして製造することができる。
<Manufacture of plug composition>
Here, the plug composition of the seismic isolation structure of the present invention is not particularly limited except that the above-described elastomer composition and powder are used, and can be produced, for example, as follows.
まず、第一工程において、エラストマー成分に、上述したカーボンブラックと、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを加えて混練して、エラストマー組成物を調製する。
なお、カーボンブラックとして第１カーボンブラックおよび第２カーボンブラックを用いる場合、カーボンブラックの分散性確保の観点からは、第１カーボンブラックよりも分散し難い第２カーボンブラックを、第１カーボンブラックよりも先にエラストマー成分と混練りすることが好ましい。
First, in the first step, an elastomer composition is prepared by adding the above-described carbon black and various compounding agents appropriately selected as necessary to the elastomer component and kneading them.
In addition, when using 1st carbon black and 2nd carbon black as carbon black, from a viewpoint of ensuring the dispersibility of carbon black, 2nd carbon black harder to disperse than 1st carbon black is compared with 1st carbon black. It is preferable to knead with the elastomer component first.
次に、第二工程において、上記エラストマー組成物に、上記粉体を加えて更に混練する。ここで、第二工程においては、粉体を複数回に分けて配合することが好ましい。粉体を複数回に分けて配合することで、均一なプラグ用組成物を製造することが可能となるからである。 Next, in the second step, the powder is added to the elastomer composition and further kneaded. Here, in the second step, it is preferable to mix the powder in a plurality of times. This is because a uniform plug composition can be produced by blending the powder into a plurality of times.
なお、上記プラグ用組成物の製造の第一工程および第二工程には、ニーダー、バンバリーミキサー等の通常の混練装置を用いることができる。また、混練の条件も、特に限定されるものではなく、当該技術分野において通常に用いられている条件を適宜改変して使用することができる。 In addition, a normal kneading apparatus such as a kneader or a Banbury mixer can be used in the first step and the second step in the production of the plug composition. Also, the kneading conditions are not particularly limited, and the conditions normally used in the technical field can be appropriately modified and used.
（免震構造体用プラグ）
本発明の免震構造体用プラグは、上述したプラグ用組成物を用いて製造されたことを特徴とする。そして、この免震構造体用プラグは、減衰性能が優れている。
(Seismic isolation structure plug)
The plug for a seismic isolation structure according to the present invention is manufactured using the plug composition described above. And this plug for base isolation structures is excellent in damping performance.
＜免震構造体用プラグの製造＞
ここで、本発明の免震構造体用プラグは、特に限定されることなく、上述したプラグ用組成物を金型内で加圧成形して製造することができる。
具体的には、本発明の免震構造体用プラグは、上記のようにして調製したプラグ用組成物を混練装置から取り出し、成型装置（円筒状金型）に移した後、金型内のプラグ用組成物を両側または片側からプッシャーで押して加圧（プレス加工）することにより成形することができる。なお、プラグ用組成物を加圧する際に使用するプレス機としては、当該技術分野において通常使用されているものを採用することができる。また、成形圧力は、特に限定されることなく、０．７ｔ／ｃｍ２以上とすることができる。
<Manufacture of plugs for seismic isolation structures>
Here, the plug for a seismic isolation structure of the present invention is not particularly limited, and can be produced by pressure-molding the above-described plug composition in a mold.
Specifically, the plug for a seismic isolation structure of the present invention is obtained by removing the plug composition prepared as described above from the kneading apparatus, transferring it to a molding apparatus (cylindrical mold), The plug composition can be molded by pressing with a pusher from both sides or one side and pressing (pressing). In addition, as a press machine used when pressurizing the composition for plugs, what is normally used in the said technical field is employable. The molding pressure is not particularly limited and can be 0.7 t / cm 2 or more.
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明の免震構造体のプラグ用組成物、免震構造体用プラグおよび免震構造体は上記一例に限定されることは無く、本発明の免震構造体のプラグ用組成物、免震構造体用プラグおよび免震構造体には、適宜変更を加えることができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, the plug composition of the seismic isolation structure of this invention, the plug for seismic isolation structure, and a seismic isolation structure are limited to the said example. Without change, the composition for plug of the seismic isolation structure, the plug for the seismic isolation structure, and the seismic isolation structure of the present invention can be modified as appropriate.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to the following Example at all.
（実施例１〜５、比較例４〜５）
まず、ニーダーを用いて、表１〜２に示す配合処方のエラストマー組成物Ａ〜Ｄ、Ｉ〜Ｋを調製した。
次に、ニーダーを用いて、エラストマー組成物Ａ〜Ｄ、Ｉ〜Ｋと、粉体としての鉄粉（粒径＝４０μｍ，不定形な還元鉄粉）とを表３〜４に示す体積比で混練して、プラグ用組成物を調製した。
最後に、得られたプラグ用組成物を温度１００℃、圧力１．３ｔｏｎ／ｃｍ2で加圧成形して、直径が４５ｍｍの円柱状の免震構造体用プラグを作製した。
そして、得られた円柱状の免震構造体用プラグについて、下記の方法で減衰性能を評価した。結果を表３〜４に示す。
る程、免震構造体用プラグの減衰性能が優れることを示す。
(Examples 1-5, Comparative Examples 4-5 )
First, elastomer compositions A to D and I to K having the compounding formulations shown in Tables 1 and 2 were prepared using a kneader.
Next, using a kneader, the elastomer compositions A to D and I to K and the iron powder (particle size = 40 μm, amorphous reduced iron powder) as a powder at a volume ratio shown in Tables 3 to 4 The plug composition was prepared by kneading.
Finally, the obtained plug composition was pressure-molded at a temperature of 100 ° C. and a pressure of 1.3 ton / cm 2 to prepare a columnar seismic isolation structure plug having a diameter of 45 mm.
And the attenuation | damping performance was evaluated with the following method about the obtained cylindrical plug for base isolation structures. The results are shown in Tables 3-4.
This shows that the damping performance of the seismic isolation structure plug is superior.
（従来例１）
まず、ニーダーを用いて、表１に示す配合処方のエラストマー組成物Ｅを調製した。
そして、エラストマー組成物Ｅを用いた以外は実施例１と同様にして、プラグ用組成物および円柱状の免震構造体用プラグを作製した。そして、実施例１と同様にして、免震構造体用プラグの減衰性能を評価した。結果を表３に示す。
(Conventional example 1)
First, an elastomer composition E having a formulation shown in Table 1 was prepared using a kneader.
Then, a plug composition and a columnar seismic isolation structure plug were produced in the same manner as in Example 1 except that the elastomer composition E was used. Then, in the same manner as in Example 1, the damping performance of the seismic isolation structure plug was evaluated. The results are shown in Table 3.
（比較例１〜３）
まず、ニーダーを用いて、表１に示す配合処方のエラストマー組成物Ｆ〜Ｈを調製した。
そして、エラストマー組成物Ｆ〜Ｈを用いた以外は実施例１と同様にして、プラグ用組成物および円柱状の免震構造体用プラグを作製した。そして、実施例１と同様にして、免震構造体用プラグの減衰性能を評価した。結果を表３に示す。
(Comparative Examples 1-3)
First, elastomer compositions F to H having the formulation shown in Table 1 were prepared using a kneader.
And the composition for plugs and the column-shaped seismic isolation structure plug were produced like Example 1 except having used elastomer composition FH. Then, in the same manner as in Example 1, the damping performance of the seismic isolation structure plug was evaluated. The results are shown in Table 3.
＜減衰性能＞
中央に円筒状の中空部を有し、外径が２２５ｍｍで、剛性を有する剛性板［鉄板］と弾性を有する弾性板［加硫ゴム板（Ｇ'＝０．４ＭＰａ）］とが交互に積層されてなる積層体の中空部に、免震構造体用プラグを圧入して、図１に示す構造の免震構造体を作製した。なお、圧入前の免震構造体用プラグの体積は、積層体の中空部の体積の１．０１倍とした。
そして、作製した免震構造体に対し、温度２０℃の条件下、動的試験機を用いて、鉛直方向に基準面圧をかけた状態で水平方向に加振して規定変位のせん断変形を生じさせた。なお、加振変位は、積層体の総厚さを１００％として、歪み５０〜２５０％とし、加振周波数は０．３３Ｈｚとし、垂直面圧は１０ＭＰａとした。図２に、水平方向の変位（δ）と免震構造体の水平方向荷重（Ｑ）との関係を示す。本試験においては、まず、歪５０％、１００％および２５０％における切片荷重Ｑｄ（変位０における水平方向荷重値）を求めた。なお、切片荷重Ｑｄは、ヒステリシス曲線が縦軸と交差する点での荷重Ｑｄ１、Ｑｄ2を用いて、下記式：
Ｑｄ＝（Ｑｄ１＋Ｑｄ2）／２
から計算した。更に、切片荷重Ｑｄとプラグの断面積Ｓを用いて、下記式：
τｄ＝Ｑｄ／Ｓ
から、切片応力τｄ（変位０における水平応力値）を計算した。τｄが大きくなる程、免震構造体用プラグの減衰性能が優れることを示す。
<Attenuation performance>
Cylindrical hollow part in the center, outer diameter is 225mm, rigid rigid plate [iron plate] and elastic elastic plate [vulcanized rubber plate (G '= 0.4MPa)] are laminated alternately The seismic isolation structure plug having the structure shown in FIG. 1 was produced by press-fitting a plug for the seismic isolation structure into the hollow portion of the laminate. The volume of the seismic isolation structure plug before press-fitting was 1.01 times the volume of the hollow portion of the laminate.
Then, the seismic isolation structure thus produced was subjected to a shear deformation with a specified displacement by exciting it in the horizontal direction with a reference surface pressure applied in the vertical direction under the condition of a temperature of 20 ° C. Was generated. The vibration displacement was set such that the total thickness of the laminate was 100%, the strain was 50 to 250%, the vibration frequency was 0.33 Hz, and the vertical surface pressure was 10 MPa. FIG. 2 shows the relationship between the horizontal displacement (δ) and the horizontal load (Q) of the seismic isolation structure. In this test, first, an intercept load Q d (horizontal load value at zero displacement) at strains of 50%, 100%, and 250% was obtained. Incidentally, the intercept load Q d, using the load Q d1, Q d2 at the point where the hysteresis curve crosses the vertical axis, the following formula:
Q d = (Q d1 + Q d2 ) / 2
Calculated from Further, using the section load Qd and the cross-sectional area S of the plug, the following formula:
τd = Q d / S
From this, the intercept stress τd (horizontal stress value at zero displacement) was calculated. It shows that the damping performance of the seismic isolation structure plug is superior as τd increases.
＊２ Ｎ５８２（ＦＥＦ），ＤＢＰ吸収量：１８０×１０−５ｍ３／ｋｇ，ヨウ素吸着量：１００ｇ／ｋｇ
＊３ Ｎ３５６（ＨＡＦ），ＤＢＰ吸収量：１５４×１０−５ｍ３／ｋｇ，ヨウ素吸着量：９２ｇ／ｋｇ
＊４ ＩＳＡＦ，ＤＢＰ吸収量：１１４×１０−５ｍ３／ｋｇ，ヨウ素吸着量：１２０ｇ／ｋｇ
＊５ Ｎ３４３（ＨＡＦ），ＤＢＰ吸収量：１３０×１０−５ｍ３／ｋｇ，ヨウ素吸着量：８２ｇ／ｋｇ
＊６ 軟質樹脂（ポリエステルポリオール、シクロペンタジエン、Ｃ８−Ｃ１０芳香族炭化水素留分）、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤およびワックスの混合物，ポリエステルポリオール：シクロペンタジエン：Ｃ８−Ｃ１０芳香族炭化水素留分：亜鉛華：ステアリン酸：老化防止剤：ワックス＝２０：１０：５：４：５：３：１（質量比）
* 2 N582 (FEF), DBP absorption: 180 × 10 −5 m 3 / kg, iodine adsorption: 100 g / kg
* 3 N356 (HAF), DBP absorption: 154 × 10 −5 m 3 / kg, iodine adsorption: 92 g / kg
* 4 ISAF, DBP absorption: 114 × 10 −5 m 3 / kg, iodine adsorption: 120 g / kg
* 5 N343 (HAF), DBP absorption: 130 × 10 −5 m 3 / kg, iodine adsorption: 82 g / kg
* 6 Soft resin (polyester polyol, cyclopentadiene, C8-C10 aromatic hydrocarbon fraction), zinc white, stearic acid, antioxidant and wax mixture, polyester polyol: cyclopentadiene: C8-C10 aromatic hydrocarbon fraction Minute: zinc white: stearic acid: anti-aging agent: wax = 20: 10: 5: 4: 5: 3: 1 (mass ratio)
＊２ Ｎ５８２（ＦＥＦ），ＤＢＰ吸収量：１８０×１０-5ｍ3／ｋｇ，ヨウ素吸着量：１００ｇ／ｋｇ
＊３ Ｎ３５６（ＨＡＦ），ＤＢＰ吸収量：１５４×１０-5ｍ3／ｋｇ，ヨウ素吸着量：９２ｇ／ｋｇ
＊４ ＩＳＡＦ，ＤＢＰ吸収量：１１４×１０-5ｍ3／ｋｇ，ヨウ素吸着量：１２０ｇ／ｋｇ
＊５ Ｎ３４３（ＨＡＦ），ＤＢＰ吸収量：１３０×１０-5ｍ3／ｋｇ，ヨウ素吸着量：８２ｇ／ｋｇ
＊６ 軟質樹脂（ポリエステルポリオール、シクロペンタジエン、Ｃ８−Ｃ１０芳香族炭化水素留分）、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤およびワックスの混合物，ポリエステルポリオール：シクロペンタジエン：Ｃ８−Ｃ１０芳香族炭化水素留分：亜鉛華：ステアリン酸：老化防止剤：ワックス＝２０：１０：５：４：５：３：１（質量比）
* 2 N582 (FEF), DBP absorption: 180 × 10 −5 m 3 / kg, iodine adsorption: 100 g / kg
* 3 N356 (HAF), DBP absorption: 154 × 10 −5 m 3 / kg, iodine adsorption: 92 g / kg
* 4 ISAF, DBP absorption: 114 × 10 −5 m 3 / kg, iodine adsorption: 120 g / kg
* 5 N343 (HAF), DBP absorption: 130 × 10 −5 m 3 / kg, iodine adsorption: 82 g / kg
* 6 Soft resin (polyester polyol, cyclopentadiene, C8-C10 aromatic hydrocarbon fraction), zinc white, stearic acid, antioxidant and wax mixture, polyester polyol: cyclopentadiene: C8-C10 aromatic hydrocarbon fraction Minute: zinc white: stearic acid: anti-aging agent: wax = 20: 10: 5: 4: 5: 3: 1 (mass ratio)
表３〜４より、実施例１〜５の免震構造体用プラグは、従来例１および比較例１〜３の免震構造体用プラグと比較し、減衰性能が向上していることが分かる。 From Tables 3-4 , it turns out that the damping performance is improving the plug for base isolation structures of Examples 1-5 compared with the plug for base isolation structures of the prior art example 1 and Comparative Examples 1-3. .
本発明によれば、減衰性能を十分に向上させた免震構造体用プラグを提供することが可能な免震構造体のプラグ用組成物を提供することができる。また、本発明によれば、減衰性能に優れる免震構造体用プラグおよび優れた減衰性能を発揮する免震構造体を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composition for plugs of the seismic isolation structure which can provide the plug for seismic isolation structures which fully improved damping performance can be provided. Moreover, according to this invention, the seismic isolation structure plug which is excellent in damping performance, and the seismic isolation structure which exhibits the outstanding damping performance can be provided.
１ 免震構造体
２ 剛性板
３ 弾性板
４ 積層体
５ 免震構造体用プラグ
６ フランジ板
７ 被覆材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Seismic isolation structure 2
Claims (3)
前記エラストマー組成物は、前記カーボンブラックを、エラストマー成分１００質量部当たり１６０質量部以上２００質量部以下の割合で含み、
前記カーボンブラックが、ＤＢＰ吸収量が１５０×１０-5ｍ3／ｋｇ以上でヨウ素吸着量が８０ｇ／ｋｇ以上の第１カーボンブラックと、ＤＢＰ吸収量が１５０×１０ -5 ｍ 3 ／ｋｇ未満でヨウ素吸着量が８０ｇ／ｋｇ以上の第２カーボンブラックとを含み、質量比で、前記第２カーボンブラックの含有量が前記第１カーボンブラックの含有量の２〜１５倍であり、
前記粉体が鉄粉であり、プラグ用組成物における該粉体の含有量が５０〜７４体積％であることを特徴とする、免震構造体のプラグ用組成物。 A composition for a plug of a base-isolated structure obtained by mixing an elastomer composition containing an elastomer component and carbon black and powder,
The elastomer composition contains the carbon black at a ratio of 160 parts by mass or more and 200 parts by mass or less per 100 parts by mass of the elastomer component,
The carbon black has a DBP absorption of 150 × 10 −5 m 3 / kg or more and an iodine adsorption of 80 g / kg or more , and a DBP absorption of less than 150 × 10 −5 m 3 / kg. look including a second carbon black iodine adsorption amount is more than 80 g / kg, the mass ratio, the content of the second carbon black is 2 to 15 times the amount of the first carbon black,
The composition for plug of a seismic isolation structure, wherein the powder is iron powder, and the content of the powder in the composition for plug is 50 to 74% by volume .
前記プラグが請求項２に記載の免震構造体用プラグであることを特徴とする、免震構造体。 A base-isolated structure comprising a laminate having a hollow portion extending in the lamination direction, and a plug press-fitted into the hollow portion of the laminate, wherein a rigid plate having rigidity and an elastic plate having elasticity are alternately laminated. In the body,
A base isolation structure, wherein the plug is the base isolation structure plug according to claim 2 .
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