JPH10219029A - 高減衰ゴム支承用ゴム組成物 - Google Patents
高減衰ゴム支承用ゴム組成物Info
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Abstract
の程度を必要に応じて適宜自由に設定できる高減衰ゴム
支承用ゴム組成物の提供。 【解決手段】ジエン系ゴム100重量部に対して、スチ
レンブロックを有する熱可塑性エラストマー共重合体5
超〜50重量部を含有する高減衰ゴム支承用ゴム組成
物。
Description
性が低減され、かつ減衰性能を自由に設定することので
きる高減衰ゴム支承用ゴム組成物に関する。
わち、防振、除振、免震装置等が急速に普及しつつあ
る。このような吸収装置の一形態として、鋼板とゴム層
を交互に積層した免震用積層ゴムが挙げられる。免震用
積層ゴムは、鉛直方向には非常に硬い物体として振る舞
い、水平方向に対しては単体のゴム塊の場合と同様に大
きくずれて、柔らかい物体として振る舞うことから、例
えば建物等の支承体として用いた場合には、地面の揺れ
が直接建物等に伝わるのを抑制し、また、橋梁等のの支
承体として用いた場合には、橋梁を通行する車両等から
の震動を抑制し、共に建物、橋梁等の建造物を保護す
る。このような用途に用いるゴム組成物には、高減衰性
と、減衰性能が発揮される適用温度範囲(特に低温側)
が広いことが求められる。このため、ゴム組成物にカー
ボン等の充填剤や軟化点の高い樹脂を配合する、あるい
は、ゴム組成物中に使用するポリマーとしてTg(ガラ
ス転移点)の高いポリマーを用いることが行われてき
た。しかし、上述の方法により減衰性能を上げると、低
温特性の悪化が起こり、低温で硬くなり過ぎるため、寒
冷地での性能が劣るという問題があった。また、支承体
は四季を通じて外気に曝されるため季節間で性能が異な
るという問題が起こる。
鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性率の温度
依存性が低減され、かつ、減衰性の程度を必要に応じて
適宜自由に設定できる高減衰ゴム支承用ゴム組成物を提
供する。
エン系ゴム100重量部に対して、スチレンブロックを
有する熱可塑性エラストマー共重合体5超〜50重量部
を含有する高減衰ゴム支承用ゴム組成物を提供する。
して、さらに樹脂5〜60重量部を含有する高減衰ゴム
支承用ゴム組成物を提供する。
本発明の高減衰ゴム支承用ゴム組成物(以下、本発明の
組成物と記す)は、ジエン系ゴムにスチレンブロックを
有する熱可塑性エラストマーを配合し、これにより、減
衰特性を低下させずに、弾性率の温度依存性を低く抑え
ていることが特徴である。また、本発明の組成物は、さ
らに樹脂を配合し、樹脂の種類を選ぶことにより、弾性
率の温度依存性を低く抑えつつ、高減衰ゴム支承用ゴム
組成物として用いられるその用途や使用するゴムの組成
により必要となる減衰性能に併せて、組成物の減衰性を
適宜自由に設定できるということが特徴である。
然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエン
ゴム(BR)、1,2−ポリブタジエンゴム(1,2−
BR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、クロロ
プレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、アクリロ
ニトリル・ブタジエンゴム(NBR、NIR、NBI
R)、ハロゲン化ブチルゴム(Br−IIR、Cl−I
IR)、エチレン・プロピレンゴム(EPDM)等の種
々のゴムをあげることができる。なかでも、減衰性、加
工性等のバランスが良いため、NR、IRが好適に用い
られる。これらのジエン系ゴムは単独もしくは2種以上
を併用してもよい。
スチレンブロック、即ちポリスチレンをブロック共重合
体の共重合成分として有するものである。特にスチレン
ブロックに挟まれてイソプレンゴムやブタジエンゴム等
のエラストマー成分が共重合結合しているものは、この
構造により、全体としては樹脂として振る舞うものの、
スチレンブロックに挟まれたエラストマー成分が柔軟で
あるため、全体として低温時も硬くなりすぎないので好
ましい。このためこの熱可塑性エラストマーを含有する
本発明の組成物の弾性率は、低温時でも高くなりすぎる
ことなく、温度依存性が低減されるという効果を有す
る。本発明で用いるスチレンブロックを有する熱可塑性
エラストマーは、その組成として、ポリスチレン/共重
合系ポリマーの重量比が10/90〜50/50である
のが好ましい。10/90未満では、本発明の組成物の
減衰性能が悪化するので好ましくない。50/50超で
は、ポリスチレンの比が高すぎて本発明の組成物の温度
依存性が悪化するので好ましくない。上記スチレンブロ
ックを有する熱可塑性エラストマーとしては、スチレン
・ブタジエン・スチレン共重合エラストマー(SB
S)、スチレン・イソプレン・スチレン共重合エラスト
マー(SIS)、スチレン・エチレン・ブチレン・スチ
レン共重合エラストマー(SEBS)、スチレン・エチ
レン・プロピレン・スチレン共重合エラストマー(SE
PS)を挙げることができる。これらは単独もしくは2
種以上ブレンドして用いてもよい。上記熱可塑性エラス
トマーの配合量は、前記ジエン系ゴム100重量部に対
して、5超〜50重量部、特に10〜40重量部である
のが好ましい。5重量部以下では本発明の組成物の温度
依存性を十分低減できず、また、50重量部超では、本
発明の組成物の減衰特性が低下する。
により必要な減衰性能(ヒステリシスロス)が決まって
くる。そこで、上述のように弾性率の温度依存性が改善
された本発明の組成物に、さらに樹脂を併用し、樹脂の
種類を選択することにより、その減衰性能のレベルを適
宜設定することができる。本発明に用いられる樹脂とし
ては、一般にゴムに配合される樹脂を用いることができ
る。このような樹脂としては、石油系樹脂、天然系樹
脂、ロジン系樹脂等が挙げられる。石油系樹脂として
は、ソルベントナフサ中に含まれているクマロン、イン
デン、スチレン等を共重合させたクマロンプラスチッ
ク、石油類のスチームクラッキングにより、エチレン、
プロピレン等を製造するエチレンプラントから副生する
分解油留分に含まれるジオレフィンおよびモノオレフィ
ン類を単離せずに重合した樹脂等を挙げることができ
る。天然系樹脂としては、セラック等の動物性天然樹
脂、アラビアゴム等の植物性天然ゴム樹脂、ダンマー
類、東インド類、コーパル類等の植物性天然樹脂、天然
炭化水素樹脂、アカロイド、エレミ、マスチック、サン
ダラック、トラガカントゴム、うるし等を挙げることが
できる。さらにロジン系樹脂としては、アルキド樹脂と
共重合させたロジン変性アルキド樹脂等を挙げることが
できる。配合する樹脂により減衰性能を高めるために
は、例えば、クマロンインデン、C5 /C9 共重合樹脂
等の樹脂を配合すればよい。また、より高い減衰性能を
得るためには、例えば、軟化点が100℃以上のクマロ
ンインデン、C5 /C9 共重合樹脂等の樹脂を配合すば
よい。上記樹脂の配合量は、ジエン系ゴム100重量部
に対して、5〜60重量部、特に、10〜50重量部で
あるのが好ましい。5重量部未満であると、減衰性が不
足し、60重量部超であると、クリープ性が大きくな
る。
発明の特徴を損なわない範囲において、通常ゴムに配合
される添加剤を配合してよい。このような添加剤とし
て、補強剤、充填剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、老
化防止剤等が挙げられる。補強剤もしくは充填剤として
は、カーボン、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、タル
ク、フェノール樹脂等が挙げられる。可塑剤としては、
プロセスオイル、石油樹脂、DOP(ジオクチルフタレ
ート)、ジオクチルセバケート等の合成可塑剤、植物
油、液状ゴム等が挙げられる。加硫剤としては、硫黄
や、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD),
テトラエチルチウラムジスルフィド(TETD),ジペ
ンタメチレンチウラムジスルフィド(DPTT)等の有
機含硫黄化合物、ジクミルペルオキシド等の有機過酸化
物、亜鉛華、マグネシア等の金属酸化物、キノンジオキ
シム等が挙げられる。加硫促進剤としては、メルカプト
ベンゾチアゾール(MBT)等のチアゾール類、N−シ
クロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド
(CBS)等のスルフェンアミド類、ジフェニルグアニ
ジン等のグアニジン類等が挙げられる。老化防止剤とし
ては、N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニ
ル−p−フェニレンジアミン(6PPD)、N,N’−
ジナフチル−p−フェニレンジアミン(DNPD)、N
−イソプロピル−N’−フェニル−p−フェニレンジア
ミン(IPPD)、スチレン化フェノール(SP)等が
挙げられる。上述の添加剤は、単独または2種以上の混
合物として用いることができる。
え、必要に応じてその他の添加剤を加えて、ニーダ、バ
ンバリーミキサ等の混練機を用いて混練し、成形し、加
硫することにより、得ることができる。
承とは、一般にゴム組成物と鉄板等の硬質板とを交互に
積層した積層体からなり、橋梁の支承やビルの基礎免震
等に用いられる構造体である。この積層体に用いる支承
用ゴム組成物には、高い減衰性をもつゴム組成物が好適
である。本発明の組成物は、弾性率の温度依存性が低減
され、従来の高減衰ゴムと同等の減衰性の範囲で減衰性
能を適宜自由に設定できるので、上述の高減衰ゴム支承
用ゴム組成物として好適にもちいることができる。
明する。ゴム組成物の作成 (実施例1〜8、比較例1〜11)下記表1および2に
示した配合内容でゴム組成物を調整した。配合量の単位
は〔重量部〕である。なお、全実施例、比較例に共通し
て、NR100重量部に対し、カーボンを70重量部、
亜鉛華を5重量部、ステアリン酸を1重量部、加硫促進
剤としてCBSを1重量部、硫黄を1.5重量部配合し
た。ゴム成分と、加硫促進剤CBSと硫黄を除く配合剤
とを、神戸製鋼(株)製B型バンバリーミキサー(1.
8L)を用いて5分間混合した後、この混合物に加硫促
進剤と硫黄を8インチの試験用練りロール機で4分間混
練してゴム組成物を得た。実施例1〜4および比較例1
〜9の結果を表1に、実施例5〜8および比較例10〜
11の結果を表2に示した。物性の評価 実施例および比較例で得られたゴム組成物を、JIS
K6301に規定された加硫用プレス機を用いて148
℃で45分間プレス加硫し、加硫物の物性を評価した。
なお、加硫物の物性の測定方法は下記の通りである。 (1)引っ張り試験による特性値 オートグラフ引張り試験機で、幅10mm、厚さ2mm
の短冊状のサンプルをクロスヘッドスピード500mm
/minの条件で、5回、150%伸張させた際の5回
目の特性値を評価した。 a)モジュラス 150%伸張時の応力(M150 〔MPa〕)を測定し
た。 b)温度依存性(−20/23) 測定温度−20℃と23℃で、a)のモジュラスの測定
を行ない、得られた測定値の比(−20℃でのモジュラ
ス/23℃でのモジュラス)を求めた。この値が1に近
いほど、温度依存性が低い。 c)ヒステリシスロス(h−ロス) ゴム組成物にかける応力増加時の歪みと応力減少時の歪
みとの履歴から、図1に示す応力−歪み曲線図のABC
DAとABCEAに相当する面積の比=(ABCDA/
ABCEA)×100を算出し、エネルギーの減衰性を
評価した。 (2)一般物性 JIS K6301の方法に準拠して、200%引張り
応力( M200 )、引張り強さ(TB )、伸び(EB )、
硬さ(HS )を測定した。結果を表1および2に示す。
物は、下記のとおりである。ジエン系ゴム NR:TSR20熱可塑性エラストマー SBS(30/70):シェル社製、TR1101S (スチレ
ン含量30重量%) SBS(40/60):シェル社製、KX155P(スチレン
含量40重量%) SIS(30/70):シェル社製、D1125X(スチレン
含量30重量%) SEBS(29/71):シェル社製、G1650 (スチレ
ン含量29重量%)樹脂 :新日鉄化学社製、クマロンインデン樹脂エスクロ
ンV-120 カーボン:昭和キャボット社製、ISAFショウブラックN2
20 アロマオイル:出光興産社製、ダイアナプロセスAH-20 亜鉛華:正同化学社製、亜鉛華3号 ステアリン酸:花王社製、LUNAC YA 加硫促進剤CBS:大内新興社製、ノクセラーCZ 硫黄:軽井沢精練所製、粉末イオウ
は、特定の熱可塑性エラストマーを含有することにより
弾性率の温度依存性が小さい。そのため、寒冷地であっ
ても、ゴム弾性が高くなることない。さらに樹脂を併用
しその種類を選ぶことによりヒステリシスロスの値を自
由に設定することができる。このような特性を有するゴ
ム組成物は、気温の差に係わらず、各種の除振、防振、
免震装置等のゴム材料として利用価値が高い。
ループ)である。
Claims (2)
- 【請求項1】ジエン系ゴム100重量部に対して、スチ
レンブロックを有する熱可塑性エラストマー共重合体5
超〜50重量部を含有する高減衰ゴム支承用ゴム組成
物。 - 【請求項2】前記ジエン系ゴム100重量部に対して、
さらに樹脂5〜60重量部を含有する請求項1に記載の
高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
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-
1997
- 1997-02-04 JP JP2155697A patent/JP3753493B2/ja not_active Expired - Fee Related
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