JPH1089407A

JPH1089407A - 免震構造体

Info

Publication number: JPH1089407A
Application number: JP8245135A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hara; 誠治原; Fumio Sekido; 文雄関堂
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】振動減衰特性や耐破壊特性、耐寒性等にすぐ
れているとともに、荷重による軟質層２の塑性変形量が
小さいために、耐クリープ性にもすぐれた免震構造体Ｍ
を提供する。【解決手段】軟質層２を、補強剤としてのシリカと、
シランカップリング剤と、シリル化剤とを含有する加硫
ゴムにて形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばビルや
橋梁等の建造物の基礎部分に設けられる免震構造体に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記ビル等の建造物の固有振動数を地震
の振動周波数からずらして、当該建造物が地震の際に受
ける横方向の加速度を減少させるべく、その基礎部分
に、横方向に柔らかい免震構造体を挿入することが検討
され、実用化されつつある。上記免震構造体としては種
々の構造のものが提案されており、その中の１つに、加
硫ゴム等のゴム弾性を有する材料からなる軟質層と、鋼
板等の剛性を有する材料からなる硬質層とをそれぞれ複
数層ずつ交互に積層した積層構造のものがある。

【０００３】上記の免震構造体において、軟質層に要求
される最も重要な特性は、地震発生による大変形時にそ
の変形のエネルギーを吸収して、建造物の振動を減衰す
る特性（振動減衰特性）である。また上記軟質層は、外
力に対する高い耐性（耐破壊特性）を有している必要も
ある。すなわち免震構造体には、平常時でも常に、建造
物から巨大な圧縮荷重が加えられており、軟質層は、こ
の圧縮荷重によって外周部が外方へ膨張して、その表面
にかなり大きな引張応力が加わった状態となっているた
め、この引張応力によって裂けたりしないことが求めら
れるとともに、地震発生による大変形時には、場合によ
っては軟質層に、局部的にではあるがおよそ２００％程
度のせん断変形が加えられるおそれがあるため、この変
形によって破壊されないことが求められる。

【０００４】そこで、上記両特性にすぐれた軟質層を形
成しうる基材ゴムとして、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレ
ンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等が選択的に
使用されている。また近時、軟質層の振動減衰特性や耐
破壊特性をさらに向上させるとともに、とくに低温時に
上記両特性が低下するのを防止して、軟質層の耐寒性を
向上させるために、上述したＮＲ、ＩＲ等の基材ゴム中
に、補強剤としてシリカを含有させることが提案されて
いる（たとえば特開平６−５７０３６号公報、特開平７
−１２６４３７号公報等）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがシリカは、シラノール基（≡Ｓｉ−ＯＨ）の作用によってその
表面が親水性を示すために、一般に疎水性である基材ゴ
ムへの分散性が悪く、当該基材ゴム中に均一に分散させ
るのが容易でない、上記シラノール基が、基材ゴム加硫のために配合さ
れる加硫促進剤を吸着して、当該基材ゴムの加硫を遅ら
せる、等の問題を有しており、かかるシリカを含有する
ゴム組成物から形成された軟質層は、長期間にわたって
継続的に荷重が加えられた際の塑性変形量が大きいた
め、免震構造体全体として見た場合に、建造物の重量に
よる鉛直方向への沈み込み量（クリープ量）が大きくな
る。

【０００６】建造物の重量によって軟質層が塑性変形
し、それによって免震構造体がクリープするのは、軟質
層が加硫ゴム等にて形成されている以上、避けられない
現象である。しかし、建造物の重量を長い年月にわたっ
て受け続ける必要のある免震構造体においては、上記の
クリープ量が大きいと、たとえば建造物に傾きや歪み等
を生じたり、あるいは自身が免震機能を失ったりすると
いう問題を生じるおそれがあるため、これらの問題が発
生するのを防止すべく、軟質層の塑性変形量をできるだ
け小さくして免震構造体のクリープ量を小さくする、す
なわち免震構造体の耐クリープ性を向上することが、重
要な課題である。

【０００７】この発明の目的は、振動減衰特性や耐破壊
特性、耐寒性等にすぐれているとともに、荷重による軟
質層の塑性変形量が小さいために、耐クリープ性にもす
ぐれた免震構造体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】特開平８−５９８９９号
公報には、基材ゴムとシリカの両方に対して反応性、親
和性を有する、いわゆるシランカップリング剤を軟質層
中に含有させることが開示されており、この技術によれ
ば、前記およびの問題点を解消して、軟質層の塑性
変形量を小さくし、かつ免震構造体の耐クリープ性を向
上できる可能性がある。

【０００９】しかし発明者らの検討によるとシランカッ
プリング剤は、基材ゴムおよびシリカの両方と結合し
て、いわば両者間で架橋剤として機能するため、かかる
シランカップリング剤を含有させた軟質層は、上記の架
橋によって基材ゴムの伸びが抑制されて、引張破断伸び
の小さい、硬くかつ脆いものとなってしまい、耐破壊特
性が不十分になるという新たな問題を生じることが明ら
かとなった。

【００１０】そこでさらに検討を行った結果、上記シラ
ンカップリング剤と、無機物や有機物にシリル基を導入
するいわゆるシリル化反応に用いられるオルガノシラン
類、つまりシリル化剤とを併用すればよいことを見出
し、この発明を完成するに至った。すなわちこの発明の
免震構造体は、ゴム弾性を有する軟質層と、剛性を有す
る硬質層とを複数層ずつ交互に積層したものであって、
上記軟質層が、補強剤としてのシリカと、シランカップ
リング剤と、シリル化剤とを含有する加硫ゴムにて形成
されていることを特徴とするものである。

【００１１】上記シリル化剤は、主にシリカ表面のシラ
ノール基と反応して、前記のようにシリル基を導入する
ことで、シラノール基を消失させ、それによってシラン
カップリング剤と同様に、シリカの、基材ゴムへの分散
性を向上させるとともに、上記シラノール基による加硫
促進剤の吸着を抑制する働きをする。しかもシリル化剤
は、シランカップリング剤と違って基材ゴムとは反応せ
ず、当該基材ゴムの伸びを抑制することがないので、免
震構造体の耐破壊特性を低下させることもない。のみな
らず、後述する実施例、比較例の結果より明らかなよう
にシランカップリング剤とシリル化剤とを併用すると、
シランカップリング剤単独の場合に比べて免震構造体の
耐破壊特性が向上する現象もみられる。

【００１２】よって、かかるシリル化剤をシリカおよび
シランカップリング剤と併用したこの発明の免震構造体
は、上記各成分の相互作用によって、振動減衰特性や耐
破壊特性、耐寒性等にすぐれるとともに、耐クリープ性
にもすぐれたものとなる。なお、シランカップリング剤
とシリル化剤とを併用すると、シランカップリング剤単
独の場合に比べて免震構造体の耐破壊特性が低下しない
だけでなく、さらに向上する原因としては、シリカに対
して過剰の未反応のシリル化剤が、混練や成形加工の工
程において重合して長い直鎖状の化合物となり、それが
配合ゴム中で潤滑剤的な働きをして、軟質層に柔軟性を
付与することが考えられる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の免震構造体を、
その実施の形態の一例を示す図１を参照しつつ説明す
る。図１にみるようにこの例の免震構造体Ｍは、円板状
の２枚の取付けフランジ１、１と、両取付けフランジ
１、１間に交互に積層された、同じく円板状の、複数層
ずつの軟質層２…および硬質層３…と、当該取付けフラ
ンジ１、１間で、上記軟質層２…、硬質層３…の外周を
被覆する被覆層４とを備えている。また免震構造体Ｍの
中心部には、上記取付けフランジ１、１、軟質層２…お
よび硬質層３…の各層を貫通して、通孔Ｍ１が形成され
ている。

【００１４】上記のうち取付けフランジ１および硬質層
３は、それぞれ従来同様に、鋼板等の剛性を有する材料
にて形成されており、このうち上側の取付けフランジ１
の上面、および下側の取付けフランジ１の下面には、そ
れぞれ免震構造体Ｍを基礎および建造物と結合するため
のボルト（図示せず）が螺着される複数個のねじ穴１２
…が形成されている。

【００１５】軟質層２は、この発明では、前述したよう
に、補強剤としてのシリカと、シランカップリング剤
と、シリル化剤とを含有する加硫ゴムにて形成されてい
る。上記加硫ゴムを構成する基材ゴムとしては、前述し
たように振動減衰特性や耐破壊特性にすぐれたものが好
ましく、かかる基材ゴムとしては前記ＮＲ、ＩＲ、ＢＲ
があげられる他、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（Ｓ
ＢＲ）も好適に使用される。また上記以外の基材ゴムと
してはたとえばエチレン−プロピレン共重合ゴム（ＥＰ
Ｍ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢ
Ｒ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等があげられる。これらは
それぞれ単独で使用される他、２種以上を併用すること
もできる。

【００１６】上記基材ゴム中に含有させるシリカとして
は、ゴムの補強剤として一般的に使用される、親水性あ
るいは疎水性のシリカがいずれも使用可能である。シリ
カの含有量はとくに限定されないが、基材ゴム１００重
量部に対して２０〜２００重量部程度であるのが好まし
く、３０〜１５０重量部程度であるのがさらに好まし
い。

【００１７】シリカの含有量が上記範囲未満では、当該
シリカによる、振動減衰特性や耐破壊特性、耐寒性等を
向上させる効果が不十分になるおそれがあり、逆に上記
範囲を超えた場合には、たとえシランカップリング剤と
シリル化剤とを多量に含有させても、耐クリープ性が低
下するおそれがある。シランカップリング剤としては、
有機物である基材ゴムと無機物であるシリカの両方に対
して反応性、親和性を有する、従来公知の種々のシラン
カップリング剤がいずれも使用可能である。かかるシラ
ンカップリング剤としては、これに限定されないがたと
えば、一般式(1) ：

【００１８】

【化４】

【００１９】〔式中Ｒ¹はビニル、グリシドキシ、メタ
クリロイル、アミノ、メルカプト、イミノ、エポキシお
よびハロゲン化アルキルからなる群より選ばれた少なく
とも１種の基を有する有機官能性基を示し、Ｒ²、Ｒ³
およびＲ⁴のうちの少なくとも１つは同一または異なっ
てアルコキシ基またはハロゲン原子を示し、他は同一ま
たは異なるアルキル基を示す。〕で表される化合物、ま
たは一般式(2) ：

【００２０】

【化５】

【００２１】〔式中Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹およ
びＲ¹⁰は同一または異なるアルコキシ基を示し、Ｒ¹¹お
よびＲ¹²は同一または異なるアルキレン基を示す。〕で
表される化合物があげられる。前者の、一般式(1) で表
されるシランカップリング剤の具体例としては、たとえ
ばビニルトリクロロシラン、ビニルトリス（β−メトキ
シエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピ
ル）トリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシク
ロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチ
ル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
クロロプロピルトリメトキシシラン等があげられる。

【００２２】また後者の、一般式(2) で表されるシラン
カップリング剤の具体例としては、たとえばビス（３−
トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン等があ
げられる。これらはそれぞれ単独で使用される他、２種
以上を併用することもできる。シランカップリング剤の
含有量についてもとくに限定されないが、シリカ１００
重量部に対して０．５〜２０重量部程度であるのが好ま
しく、１〜５重量部程度であるのがさらに好ましい。

【００２３】シランカップリング剤の含有量が上記範囲
未満では、当該シランカップリング剤による、耐クリー
プ性が低下するのを防止する効果が不十分になるおそれ
があり、逆に上記範囲を超えた場合には、耐破壊特性が
低下するおそれがある。シリル化剤としては、シリカ表
面のシラノール基と反応して当該シラノール基を消失さ
せることのできる、種々のオルガノシラン類がいずれも
使用可能である。

【００２４】かかるシリル化剤としては、たとえばオル
ガノハロシラン、オルガノアルコキシシラン、シラザン
等があげられ、中でもとくに一般式(3) ：

【００２５】

【化６】

【００２６】〔式中Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶のうち
の少なくとも１つは同一または異なってアルコキシ基ま
たはハロゲン原子を示し、他は同一または異なって水素
原子、アルキル基またはアリール基を示す。〕で表され
るオルガノハロシラン、オルガノアルコキシシランが好
適に使用される。

【００２７】上記オルガノハロシランの具体例として
は、たとえばメチルジクロロシラン、ジメチルジクロロ
シラン（ＤＭＤＳ）、オクタデシルトリクロロシラン
（ＯＤＳ）、トリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ）、ｔ
−ブチルジメチルクロロシラン（ＴＢＭＳ）等があげら
れる。またオルガノアルコキシシランの具体例として
は、たとえばイソブチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキ
シルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシ
シラン、ジフェニルジメトキシシラン等があげられる。

【００２８】さらに前記シラザンの具体例としては、た
とえばヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等があげら
れる。また、上記以外にもたとえば、Ｎ−トリメチルシ
リルアセトアミド（ＭＳＡ）、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチ
ルシリル）アセトアミド（ＢＳＡ）、Ｎ−トリメチルシ
リルイミダゾール（ＴＳＩＭ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（トリ
メチルシリル）ウレア（ＢＴＳＵ）、Ｎ−トリメチルシ
リル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルウレア（ＴＤＰＵ）、Ｎ，
Ｏ−ビス（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミ
ド（ＢＳＴＦＡ）、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）
カーバメート、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）サル
ファメート、トリメチルシリルトリフルオロメタンスル
ホン酸等も、シリル化剤として使用できる。

【００２９】これらはそれぞれ単独で使用される他、２
種以上を併用することもできる。シリル化剤の含有量に
ついてもとくに限定されないが、シリカ１００重量部に
対して４〜４０重量部程度であるのが好ましく、１０〜
３０重量部程度であるのがさらに好ましい。シリル化剤
の含有量が上記範囲未満では、当該シリル化剤による、
耐破壊特性が低下するのを防止する効果が不十分になる
おそれがあり、逆に上記範囲を超えた場合には、シリカ
に対して過剰の未反応のシリル化剤の量が多くなりすぎ
て、かかる過剰のシリル化剤が、加硫前のゴム組成物の
表面や、加硫後の軟質層の表面に析出する。そしてその
際に、ゴムに配合されている他の添加剤等を伴って析出
するため、ゴム組成物の配合に狂いが生じて、目的とし
た物性がえられないおそれがある。またシリル化剤が析
出することにより、軟質層と、硬質層やフランジとの間
の接着強度が低下するおそれもある。

【００３０】基材ゴムには、従来同様に加硫剤、加硫促
進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、シリカ以外の補強
剤、充てん剤、軟化剤、可塑剤、粘着性付与剤その他各
種添加剤を必要に応じて添加してもよい。上記のうち加
硫剤としては、たとえば硫黄、有機含硫黄化合物、有機
過酸化物等があげられ、このうち有機含硫黄化合物とし
ては、たとえばＮ，Ｎ′−ジチオビスモルホリン等があ
げられ、有機過酸化物としては、たとえばベンゾイルペ
ルオキシド、ジクミルペルオキシド等があげられる。

【００３１】また加硫促進剤としては、たとえばテトラ
メチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモ
ノスルフィド等のチウラム系加硫促進剤；ジブチルジチ
オカーバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカーバミン酸亜
鉛、ジメチルジチオカーバミン酸ナトリウム、ジエチル
ジチオカーバミン酸テルル等のジチオカーバミン酸類；
２−メルカプトベンゾチアゾール、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等のチアゾー
ル類；トリメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ′−ジエチルチオ尿
素等のチオウレア類などの有機促進剤や、あるいは消石
灰、酸化マグネシウム、酸化チタン、リサージ（Ｐｂ
Ｏ）等の無機促進剤があげられる。

【００３２】加硫促進助剤としては、たとえば亜鉛華等
の金属酸化物や、あるいはステアリン酸、オレイン酸、
綿実脂肪酸等の脂肪酸などがあげられる。加硫遅延剤と
しては、たとえばサリチル酸、無水フタル酸、安息香酸
等の芳香族有機酸；Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、Ｎ
−ニトロソ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジハイ
ドロキノン、Ｎ−ニトロソフェニル−β−ナフチルアミ
ン等のニトロソ化合物などがあげられる。

【００３３】上記加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤お
よび加硫遅延剤は、その合計の配合量が、基材ゴム１０
０重量部に対して４〜１５重量部程度であるのが好まし
い。老化防止剤としては、たとえば２−メルカプトベン
ゾイミダゾール等のイミダゾール類；フェニル−α−ナ
フチルアミン、Ｎ，Ｎ′−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェ
ニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ′−イソプロピル−
ｐ−フェニレンジアミン等のアミン類；ジ−ｔ−ブチル
−ｐ−クレゾール、スチレン化フェノール等ノフェノー
ル類などがあげられる。

【００３４】老化防止剤の配合量は、基材ゴム１００重
量部に対して１〜１０重量部程度が好ましい。シリカ以
外の補強剤としては主にカーボンブラックが使用される
他、ケイ酸塩系のホワイトカーボン、亜鉛華、表面処理
沈降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、ク
レー等の無機補強剤や、あるいはクマロンインデン樹
脂、フェノール樹脂、ハイスチレン樹脂（スチレン含有
量の多いスチレン−ブタジエン共重合体）等の有機補強
剤も使用できる。

【００３５】また充てん剤としては、たとえば炭酸カル
シウム、クレー、硫酸バリウム、珪藻土などがあげられ
る。上記シリカ以外の補強剤および／または充てん剤の
配合量は、基材ゴム１００重量部に対して５〜５０重量
部程度が好ましい。軟化剤としては、たとえば脂肪酸
（ステアリン酸、ラウリン酸等）、綿実油、トール油、
アスファルト物質、パラフィンワックス等の、植物油
系、鉱物油系、および合成系の各種軟化剤があげられ
る。

【００３６】軟化剤の配合量は、基材ゴム１００重量部
に対して１０〜１００重量部程度が好ましい。可塑剤と
しては、たとえばジブチルフタレート、ジオクチルフタ
レート、トリクレジルフォスフェート等の各種可塑剤が
あげられる。可塑剤の配合量は、基材ゴム１００重量部
に対して５〜２０重量部程度が好ましい。

【００３７】さらに粘着性付与剤としては、たとえばク
マロン・インデン樹脂、芳香族系樹脂、芳香族・脂肪族
混合系樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂
等があげられる。これら粘着性付与剤の配合量は、基材
ゴム１００重量部に対して５〜５０重量部程度が好まし
い。

【００３８】上記以外にも基材ゴムには、たとえば分散
剤、溶剤等を適宜、配合してもよい。被覆層４は、前記
のように建造物の基礎部分に設けられて、長期間にわた
って使用される免震構造体の耐候性を向上し、とくに軟
質層２が、酸化劣化やオゾン劣化等を生じないようにす
るためのもので、軟質層２と同じ基材ゴムにて形成して
もよいが、とくに耐候性にすぐれた基材ゴムにより形成
するのが好ましい。

【００３９】被覆層４を形成する耐候性にすぐれた基材
ゴムとしては、これに限定されないがたとえば、パラメ
チルスチレン−イソブチレン共重合体の臭素化物、ＩＩ
Ｒ、ＥＰＭ等があげられる。被覆層４は、上記基材ゴム
に、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、
補強剤、充てん剤、軟化剤、可塑剤その他、各種添加剤
を添加したゴム組成物により形成される。

【００４０】この発明の免震構造体Ｍを製造するには、
まず前述した各成分を、たとえば密閉式混練機等を用い
て混練して製造した軟質層２用の未加硫のゴム組成物
を、ローラーヘッド押出機等を用いてシート状に成形
し、ついで円板状に打ち抜いた後、打ち抜いたシートを
複数枚、取付けフランジ１、１、および複数枚の硬質層
３…とともに、図１に示す順序で積層して円柱状の積層
体とする。

【００４１】つぎにこの円柱状の積層体のうち、軟質層
２…と硬質層３…に相当する部分の周囲に、上述した被
覆層４用の未加硫のゴム組成物のシートを巻きつける。
なおこの際、取付けフランジ１、１、軟質層２…用のシ
ート、および硬質層３…の各層間と、上記の各層と被覆
層４用のシートとの間にはそれぞれ、加硫接着剤を介在
させてもよい。

【００４２】そして上記の組み立てたものを所定の温
度、圧力で加熱、加圧してやると、未加硫のシートが加
硫されて軟質層２…と被覆層４とが形成されるととも
に、当該軟質層２…および被覆層４と、取付けフランジ
１、１と、硬質層３…とが互いに加硫接着されて、図１
に示す免震構造体Ｍがえられる。なお上記免震構造体Ｍ
の中心部に形成された通孔Ｍ１は、上記加硫の際に、２
枚の取付けフランジ１、１と、軟質層２…となるシート
と、硬質層３…とを位置決めするためのものであり、製
造方法によっては省略することもできる。

【００４３】また図１の免震構造体Ｍは、軟質層２…、
硬質層３…の外径が、取付けフランジ１、１の外径より
も小さくなっており、当該取付けフランジ１、１間で、
軟質層２…、硬質層３…の外周のみを、被覆層４によっ
て被覆していたが、上記取付けフランジ１、１、軟質層
２…、硬質層３…の外径を全て同じにして、この全ての
部材の外周を、被覆層４で被覆してもよい。

【００４４】あるいはまた、上記被覆層４は省略しても
よい。その他、この発明の要旨を変更しない範囲で、種
々の設計変更を施すことができる。

【００４５】

【実施例】以下にこの発明を、実施例、比較例に基づい
て説明する。実施例１〈ゴム組成物の作製〉基材ゴムであるＮＲ〔ＳＭＲＣ
Ｖ６０〕１００重量部に対して、補強剤としてのシリカ
〔日本シリカ（株）製のニプシルＶＮ３〕４０重量部
と、シランカップリング剤としての前記一般式(2) で表
される化合物に属するビス（３−トリエトキシシリルプ
ロピル）テトラスルファン〔デグサ社製のＳｉ６９〕５
重量部と、シリル化剤としてのｎ−ヘキシルトリメトキ
シシラン〔信越化学（株）製のＫＢＭ３０６３〕２０重
量部と、下記の各成分とを配合し、密閉式混練機で混練
してゴム組成物を作製した。

【００４６】〈免震構造体の製造〉上記ゴム組成物をローラーヘッド
押出機により、幅４００ｍｍ、厚み２．１ｍｍのシート
状に成形したのち、外径１８０ｍｍでかつその中心部に
内径２１ｍｍの通孔を有する円板状に打ち抜いた。

【００４７】つぎに上記円板状のシート１５枚を、当該
シートと同じく外径１８０ｍｍでかつその中心部に内径
２１ｍｍの通孔を有する、厚み３ｍｍの円板状の鋼板
（硬質層）１４枚と交互に積層し、かつその上下に、外
径１９６ｍｍでかつその中心部に内径２１ｍｍの通孔を
有する、厚み１９．８ｍｍの円板状の鋼板（取付けフラ
ンジ）２枚を重ね合わせた状態で、油圧プレスで圧着し
た。

【００４８】つぎに、上記積層体のうち２枚の取付けフ
ランジ間の、軟質層および硬質層となるシートおよび鋼
板の周囲に、パラメチルスチレン−イソブチレン共重合
体の臭素化物〔エクソン化学（株）製のＥＸＸＰＲＯ
ＥＭＤＸ８９−４〕からなる厚み３．０ｍｍのシート
を巻きつけた状態で、専用の金型に仕込み、油圧プレス
で加圧しつつ加熱して加硫させた。加硫条件は、加硫圧
２００ｋｇｆ／ｃｍ²、加硫温度１５０℃とした。

【００４９】そして加硫後に金型から取り出して、図１
に示す形状を有し、全体の厚みが１０８．６ｍｍ、通孔
Ｍ１の内径が２０ｍｍ、２枚の取付けフランジ１、１間
の距離が６９ｍｍ、軟質層２の１層の厚みが１．８ｍｍ
である免震構造体のモデルを製造した。比較例１軟質層用のゴム組成物に、シランカップリング剤とシリ
ル化剤とをともに配合しなかったこと以外は実施例１と
同様にして、同寸法の免震構造体のモデルを製造した。

【００５０】実施例２軟質層用のゴム組成物におけるシリカの配合量を１１０
重量部としたこと以外は実施例１と同様にして、同寸法
の免震構造体のモデルを製造した。実施例３軟質層用のゴム組成物におけるシリカの配合量を１７０
重量部としたこと以外は実施例１と同様にして、同寸法
の免震構造体のモデルを製造した。

【００５１】上記各実施例、比較例で製造した免震構造
体のモデル、および各実施例、比較例で使用した軟質層
用のゴム組成物について、以下の各試験を行って、その
特性を評価した。免震構造体の耐クリープ性試験各実施例、比較例で製造した免震構造体Ｍのモデルを、
雰囲気温度６０℃の条件下で１昼夜、放置した後、上記
の温度条件下で、上下の取付けフランジ１、１間に、５
０ｔｏｎクリープ試験機〔近江度量（株）製〕を用い
て、図２(a) に黒矢印で示すように鉛直方向の荷重〔５
０ｋｇｆ／ｃｍ²〕をかけた。

【００５２】そして荷重をかけ始めて１分間、経過した
時点から計時を開始して１０万分（およそ１６６６．７
時間）経過した時点で、２枚の取付けフランジ１、１間
の距離を測定して、元の距離（＝６９ｍｍ）からの減少
量（ｍｍ）をクリープ量として求めた。免震構造体の耐破壊特性試験各実施例、比較例で製造した免震構造体Ｍのモデルの、
上下の取付けフランジ１、１間に、雰囲気温度２０℃の
条件下で、図２(b) に黒矢印で示すように鉛直方向の荷
重〔８０ｋｇｆ／ｃｍ²〕をかけつつ、上側の取付けフ
ランジ１を、図中白矢印で示すように水平方向に、変位
速度２０ｍｍ／分で変位させて、軟質層をせん断変形さ
せた。

【００５３】そして軟質層にはく離破断が発生した時点
での応力を破断時応力〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕、伸びＤ
（％）を破断時伸びとして記録した。なお伸びＤ（％）
は、上側のフランジ１の水平方向の変位量ｄ〔ｍｍ〕
と、軟質層の総厚みｔ〔この場合は１．８ｍｍ×１５枚
＝２７ｍｍ〕とから、下記式(i) ：Ｄ（％）＝ｄ／ｔ×１００ (i) により求めた。

【００５４】加硫ゴムの引張破断伸びの測定各実施例、比較例で使用したゴム組成物を厚み２ｍｍの
シート状に押出成形し、プレス加硫して、２ｍｍ厚の加
硫シートを作製した。そして上記の加硫シートを打ち抜
いて、ＪＩＳＫ６３０１「加硫ゴム物理試験方法」に
規定されたダンベル状３号形の試験片を作製し、この試
験片の引張破断伸びを、引張速度５００ｍｍ／分、雰囲
気温度２０℃の条件下、万能型引張試験機を用いて測定
した。

【００５５】以上の結果を表１に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１の実施例１と比較例１の結果より、軟
質層中にシリカとシランカップリング剤とシリル化剤と
を含有させた実施例１は、上記シリカのみを含有させた
比較例１に比べて、耐破壊特性を維持しつつ、耐クリー
プ性を向上できることがわかった。また上記実施例１と
実施例２、３の結果より、上記３者の併用系では、シリ
カの含有量を増加させることで、耐クリープ性を維持し
つつ、耐破壊特性を向上できることがわかった。

【００５８】実施例４〜６軟質層用のゴム組成物におけるシランカップリング剤の
配合量を１重量部（実施例４）、１０重量部（実施例
５）および１５重量部（実施例６）としたこと以外は実
施例２と同様にして、同寸法の免震構造体のモデルを製
造した。上記各実施例で製造した免震構造体のモデル、
および各実施例で使用した軟質層用のゴム組成物につい
て、前記の各試験を行って、その特性を評価した。結果
を、実施例２の結果とともに表２に示す。

【００５９】

【表２】

【００６０】表２の結果より、シリカとシランカップリ
ング剤とシリル化剤の３者の併用系では、シランカップ
リング剤の含有量を増加させることで、耐クリープ性を
向上できるが、それとともに耐破壊特性が低下する傾向
のあることがわかった。実施例７〜９軟質層用のゴム組成物におけるシリル化剤の配合量を５
重量部（実施例７）、３０重量部（実施例８）および４
０重量部（実施例９）としたこと以外は実施例２と同様
にして、同寸法の免震構造体のモデルを製造した。

【００６１】比較例２軟質層用のゴム組成物にシリル化剤を配合しなかったこ
と以外は実施例２と同様にして、同寸法の免震構造体の
モデルを製造した。上記各実施例、比較例で製造した免
震構造体のモデル、および各実施例、比較例で使用した
軟質層用のゴム組成物について、前記の各試験を行っ
て、その特性を評価した。結果を、実施例２の結果とと
もに表３に示す。

【００６２】

【表３】

【００６３】表３の結果より、シリカとシランカップリ
ング剤とシリル化剤の３者の併用系では、シリル化剤の
含有量を増加させることで、耐クリープ性を維持しつ
つ、耐破壊特性を向上できることがわかった。実施例１０、１１軟質層用のゴム組成物におけるシリル化剤の配合量を３
０重量部（実施例１０）および４０重量部（実施例１
１）としたこと以外は実施例５と同様にして、同寸法の
免震構造体のモデルを製造した。

【００６４】比較例３軟質層用のゴム組成物にシリル化剤を配合しなかったこ
と以外は実施例５と同様にして、同寸法の免震構造体の
モデルを製造した。上記各実施例、比較例で製造した免
震構造体のモデル、および各実施例、比較例で使用した
軟質層用のゴム組成物について、前記の各試験を行っ
て、その特性を評価した。結果を、実施例５の結果とと
もに表４に示す。

【００６５】

【表４】

【００６６】表４の結果より、シリカの含有量が多い系
でも同様に、シリル化剤の含有量を増加させることで、
耐クリープ性を維持しつつ、耐破壊特性を向上できるこ
とがわかった。実施例１２シランカップリング剤として、前記一般式(1) で表され
る化合物に属するビニルトリエトキシシラン〔東芝シリ
コーン（株）製のＴＳＬ８３１１〕５重量部を用いたこ
と以外は実施例２と同様にして、同寸法の免震構造体の
モデルを製造した。

【００６７】実施例１３基材ゴムとしてＢＲ〔旭化成（株）製のＢＲ５５Ｆ〕１
００重量部を用いたこと以外は実施例２と同様にして、
同寸法の免震構造体のモデルを製造した。上記両実施例
で製造した免震構造体のモデル、および両実施例で使用
した軟質層用のゴム組成物について、前記の各試験を行
って、その特性を評価した。結果を、実施例２の結果と
ともに表５に示す。

【００６８】

【表５】

【００６９】表５の結果より、シリカとシランカップリ
ング剤とシリル化剤の３者の併用によれば、異なった配
合系であっても同様に、高い耐クリープ性と耐破壊特性
とを両立できることがわかった。

【００７０】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、シリカとシランカップリング剤とシリル化剤の３者
を併用することで、振動減衰特性や耐破壊特性、耐寒性
等にすぐれているとともに、荷重による軟質層の塑性変
形量が小さいために、耐クリープ性にもすぐれた免震構
造体を提供できるという特有の作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の免震構造体の、実施の形態の一例を
示す部分切り欠き斜視図である。

【図２】同図(a) は、この発明の実施例、比較例で作製
した免震構造体のモデルに対して行った耐クリープ性試
験の方法を説明する図、同図(b) は、耐破壊特性試験の
方法を説明する図である。

【符号の説明】

Ｍ免震構造体２軟質層３硬質層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴム弾性を有する軟質層と、剛性を有する
硬質層とを複数層ずつ交互に積層した免震構造体であっ
て、上記軟質層が、補強剤としてのシリカと、シランカ
ップリング剤と、シリル化剤とを含有する加硫ゴムにて
形成されていることを特徴とする免震構造体。
【請求項２】シランカップリング剤が、一般式(1) ：【化１】〔式中Ｒ¹はビニル、グリシドキシ、メタクリロイル、
アミノ、メルカプト、イミノ、エポキシおよびハロゲン
化アルキルからなる群より選ばれた少なくとも１種の基
を有する有機官能性基を示し、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴の
うちの少なくとも１つは同一または異なってアルコキシ
基またはハロゲン原子を示し、他は同一または異なるア
ルキル基を示す。〕で表される化合物、および一般式
(2) ：【化２】〔式中Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰は同一
または異なるアルコキシ基を示し、Ｒ¹¹およびＲ¹²は同
一または異なるアルキレン基を示す。〕で表される化合
物のうちの少なくとも一方である請求項１記載の免震構
造体。
【請求項３】シリル化剤が、一般式(3) ：【化３】〔式中Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶のうちの少なくとも
１つは同一または異なってアルコキシ基またはハロゲン
原子を示し、他は同一または異なって水素原子、アルキ
ル基またはアリール基を示す。〕で表される化合物であ
る請求項１記載の免震構造体。