JP2023019875A - High damping rubber composition and base-isolation rubber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高減衰ゴム組成物および免震ゴムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high damping rubber composition and a seismic isolation rubber.
建築物の基礎免震、橋梁や高架道路などの構造物の支承には、加硫ゴムからなるゴム層と鋼板からなる硬質層とを交互に積層した免震構造体が用いられている。この免震構造体は、上下方向には高い剛性、せん断方向には低い剛性を有する弾性構造体であり、地震の振動数に対して建築物の固有振動数を低減することにより、振動の入力加速度を減少し、建築物あるいはその中の人、設備などに対する被害を最小限にするものである。このため、免震構造体を構成する免震ゴムには、減衰性能に加え、耐久性向上の見地から、せん断弾性率および限界歪みの向上が要求される。 Background Art Seismic isolation structures, in which rubber layers made of vulcanized rubber and hard layers made of steel plates are alternately laminated, are used for the base isolation of buildings and the bearings of structures such as bridges and elevated roads. This seismic isolation structure is an elastic structure with high rigidity in the vertical direction and low rigidity in the shear direction. It reduces acceleration and minimizes damage to buildings, people, equipment, etc. inside them. Therefore, from the standpoint of improving durability, in addition to damping performance, the seismic isolation rubber that constitutes the seismic isolation structure is required to have improved shear elastic modulus and critical strain.
下記特許文献1には、ジエン系ゴム100質量部と、カーボンブラック40~75質量部と、シリカ5~30質量部と、無機充填剤5~55質量部と、石油樹脂5~50質量部とを含有し、ジエン系ゴムが、ビニル-シスブタジエンゴムを80質量%以上含有する高減衰積層体用ゴム組成物が記載されている。 Patent Document 1 below discloses 100 parts by mass of a diene rubber, 40 to 75 parts by mass of carbon black, 5 to 30 parts by mass of silica, 5 to 55 parts by mass of an inorganic filler, and 5 to 50 parts by mass of a petroleum resin. and the diene rubber contains 80% by mass or more of vinyl-cis-butadiene rubber.
下記特許文献2には、ゴム、シリカ、シラン化合物、およびゴムを架橋させるための架橋成分を含み、ゴムは、ポリイソプレン系ゴム、およびポリブタジエンゴムの2種であり、架橋成分は、架橋剤と、ゴムの総量100質量部あたり0.4質量部以上、1.0質量部以下のグアニジン系促進剤を含む2種以上の架橋促進剤とを含む高減衰ゴム組成物が記載されている。 Patent Document 2 below discloses rubber, silica, a silane compound, and a cross-linking component for cross-linking the rubber. and two or more cross-linking accelerators containing 0.4 parts by mass or more and 1.0 parts by mass or less of a guanidine-based accelerator per 100 parts by mass of the total rubber.
本発明者らが鋭意検討した結果、先行文献に記載のゴム組成物の加硫ゴムでは、減衰性能、せん断弾性率および限界歪みの三者をバランスよく向上することが難しく、さらなる改良の余地があることが判明した。 As a result of extensive studies by the present inventors, it was found that it is difficult to improve the three properties of damping performance, shear modulus and critical strain in a well-balanced manner in the vulcanized rubber of the rubber composition described in the prior art, and there is room for further improvement. It turns out there is.
本発明は、上記実情に鑑みて開発されたものであり、減衰性能、せん断弾性率および限界歪みの三者をバランスよく向上することが可能な加硫ゴムの原料となる高減衰ゴム組成物、および該高減衰ゴム組成物を原料として得られる免震ゴムを提供することを目的とする。 The present invention has been developed in view of the above circumstances, and is a high damping rubber composition that is a raw material for vulcanized rubber that can improve the three of damping performance, shear modulus and limit strain in a well-balanced manner. and to provide a seismic isolation rubber obtained by using the high damping rubber composition as a raw material.
本発明は、少なくともイソプレンゴムおよびブタジエンゴムを含有するゴム成分、シリカおよびフェノール樹脂を含有する高減衰ゴム組成物であって、ゴム成分の全量を100質量部としたとき、前記シリカの含有量が75~95質量部、前記フェノール樹脂の含有量が10~35質量部である高減衰ゴム組成物に関する。かかる高減衰ゴム組成物の加硫ゴムは、減衰性能、せん断弾性率および限界歪み(伸び)の三者がバランスよく向上する。 The present invention provides a high damping rubber composition containing a rubber component containing at least isoprene rubber and butadiene rubber, silica and a phenolic resin, wherein the content of silica is The present invention relates to a high damping rubber composition containing 75 to 95 parts by mass and containing 10 to 35 parts by mass of the phenolic resin. A vulcanized rubber of such a high damping rubber composition has improved damping performance, shear modulus and critical strain (elongation) in a well-balanced manner.
上記高減衰ゴム組成物において、ゴム成分の全量を100質量部としたとき、前記イソプレンゴムの含有量が65~85質量部、前記ブタジエンゴムの含有量が15~35質量部であることが好ましい。また、上記高減衰ゴム組成物において、ゴム成分の全量を100質量部としたとき、前記ブタジエンゴムとして、ビニルーシスブタジエンゴムを1~15質量部含有することが好ましい。これらの構成を備える高減衰ゴム組成物の加硫ゴムは、減衰性能および限界歪みの両方が特にバランスよく向上するため好ましい。 In the high damping rubber composition, when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass, the content of the isoprene rubber is 65 to 85 parts by mass, and the content of the butadiene rubber is preferably 15 to 35 parts by mass. . Further, in the above high damping rubber composition, it is preferable to contain 1 to 15 parts by mass of vinyl-cis-butadiene rubber as the butadiene rubber when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass. A vulcanized rubber of a high damping rubber composition having these structures is preferable because both damping performance and limit strain are improved in a particularly well-balanced manner.
前記のとおり、本発明に係る高減衰ゴム組成物の加硫ゴムは、減衰性能、せん断弾性率および限界歪みの三者がバランスよく向上するため、免震構造体を構成する免振ゴムの原料として特に有用である。 As described above, the vulcanized rubber of the high damping rubber composition according to the present invention improves the damping performance, the shear modulus and the critical strain in a well-balanced manner. is particularly useful as
本発明に係る高減衰ゴム組成物は、少なくともイソプレンゴムおよびブタジエンゴムを含有するゴム成分、シリカおよびフェノール樹脂を含有する。 A high damping rubber composition according to the present invention contains a rubber component containing at least isoprene rubber and butadiene rubber, silica and a phenolic resin.
ゴム成分の全量を100質量部としたとき、イソプレンゴムの含有量は65~85質量部であることが好ましく、70~80質量部であることがより好ましい。また、ブタジエンゴムの含有量は、15~35質量部であることが好ましく、20~30質量部であることがより好ましい。 When the total amount of the rubber component is 100 parts by mass, the content of isoprene rubber is preferably 65 to 85 parts by mass, more preferably 70 to 80 parts by mass. Also, the content of butadiene rubber is preferably 15 to 35 parts by mass, more preferably 20 to 30 parts by mass.
ブタジエンゴムとしては、シス分含有量が95%以上である高シスブタジエンゴムを使用することが好ましい。また、減衰性能、せん断弾性率および限界歪みの三者を特にバランスよく向上する見地から、ゴム成分の全量を100質量部としたとき、ブタジエンゴムとして、ビニル-シスブタジエンゴムを1~15質量部含有することが好ましく、5~15質量部含有することがより好ましい。 As the butadiene rubber, it is preferable to use a high cis butadiene rubber having a cis content of 95% or more. From the standpoint of improving the damping performance, shear modulus and limit strain in a particularly well-balanced manner, 1 to 15 parts by mass of vinyl-cis-butadiene rubber is used as the butadiene rubber when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass. It is preferably contained, more preferably 5 to 15 parts by mass.
本発明に係る本発明に係る高減衰ゴム組成物は、ゴム成分として、イソプレンゴムおよびブタジエンゴム以外のジエン系ゴムを含有してもよい。ジエン系ゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、およびアクリロニトリルブタジエンゴムなどが挙げられる。ただし、減衰性能、せん断弾性率および限界歪みの三者をバランスよく向上するためには、イソプレンゴムおよびブタジエンゴム以外のジエン系ゴムの含有量は、ゴム成分の全量を100質量部としたとき、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましく、イソプレンゴムおよびブタジエンゴム以外のジエン系ゴムを含有しないことが特に好ましい。 The high damping rubber composition according to the present invention may contain diene rubber other than isoprene rubber and butadiene rubber as a rubber component. Diene-based rubbers include natural rubber, styrene-butadiene rubber, butyl rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, and the like. However, in order to improve the damping performance, the shear modulus and the limit strain in a well-balanced manner, the content of the diene rubber other than the isoprene rubber and the butadiene rubber is set to: It is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and particularly preferably contains no diene rubber other than isoprene rubber and butadiene rubber.
本発明に係る高減衰ゴム組成物は、ゴム成分の全量を100質量部としたとき、シリカを75~95質量部含有する。シリカは、通常のゴム補強に用いられる湿式シリカ、乾式シリカ、ゾル-ゲルシリカ、表面処理シリカなどが用いられる。なかでも、湿式シリカが好ましい。また、これらは単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。高減衰ゴム組成物中のシリカの配合量は、ゴム成分の全量を100質量部としたとき、75~95質量部である。特に免震構造体を構成する免振ゴムの原料として使用する場合は、高減衰性を維持するため、高減衰ゴム組成物中、シリカ配合量はゴム成分100質量部に対し、80質量部以上であることが好ましい。一方、高減衰ゴム組成物の加工性の悪化を抑制するため、ゴム成分の全量を100質量部としたとき、シリカ配合量は90質量部以下であることがより好ましい。 The high damping rubber composition according to the present invention contains 75 to 95 parts by mass of silica when the total amount of rubber components is 100 parts by mass. As silica, wet silica, dry silica, sol-gel silica, surface-treated silica, etc., which are commonly used for rubber reinforcement, are used. Among them, wet silica is preferable. Moreover, these may be used individually, and may be used in mixture of 2 or more types. The amount of silica compounded in the high damping rubber composition is 75 to 95 parts by mass when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass. In particular, when used as a raw material for vibration isolation rubber constituting a seismic isolation structure, in order to maintain high damping properties, the amount of silica compounded in the high damping rubber composition is 80 parts by mass or more per 100 parts by mass of the rubber component. is preferably On the other hand, in order to suppress the deterioration of the processability of the high damping rubber composition, it is more preferable that the amount of silica compounded is 90 parts by mass or less when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass.
本発明においては、高減衰ゴム組成物中でのシリカの分散性向上のため、有機シラン(シランカップリング剤)を配合しても良い。有機シランとしては、ビス-(3-(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィドなどのスルフィド系、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト系、3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、ビニルトリエトキシシランなどのビニル系などの有機シランが通常用いられる。これらは単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。 In the present invention, an organic silane (silane coupling agent) may be blended in order to improve the dispersibility of silica in the high damping rubber composition. Examples of organic silanes include sulfide-based bis-(3-(triethoxysilyl)propyl)tetrasulfide, mercapto-based 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, amino-based 3-aminopropyltrimethoxysilane, and vinyl trimethoxysilane. Organosilanes, such as vinyl-based, such as ethoxysilane, are commonly used. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明に係る高減衰ゴム組成物では、ゴム成分の全量を100質量部としたとき、シリカを75~95質量部含有する。シリカの配合量をこのような範囲に設定しても十分な減衰性能を確保するために、シリカの配合量を100質量%としたとき、有機シランの配合量を4質量%以下とすることが好ましい。シリカに対する有機シランの配合量を前記範囲外とした場合、シリカと有機シランとの結合が増加することに起因して、減衰性能および限界歪みが悪化する場合がある。 The high damping rubber composition according to the present invention contains 75 to 95 parts by mass of silica when the total amount of rubber components is 100 parts by mass. In order to ensure sufficient damping performance even when the amount of silica is set to such a range, the amount of organic silane should be 4% by mass or less when the amount of silica is 100% by mass. preferable. If the blending amount of the organic silane with respect to silica is out of the above range, the damping performance and the critical strain may be deteriorated due to an increase in the bonding between the silica and the organic silane.
本発明に係る高減衰ゴム組成物では、ゴム成分の全量を100質量部としたとき、シリカの含有量を75~95質量部としつつ、フェノール樹脂の含有量を10~35質量部とする。フェノール樹脂以外の樹脂を使用した場合、特に加硫ゴムのせん断弾性率が悪化する傾向がある。しかしながら、本発明に係る高減衰ゴム組成物では、シリカの含有量を75~95質量部としつつ、フェノール樹脂を10~35質量部含有するため、特に減衰性能およびせん断弾性率の両方がバランスよく向上する。フェノール樹脂の含有量が10質量部未満であると、減衰性能およびせん断弾性率の向上効果が発現し難い。一方、35質量部を超えると、高減衰ゴム組成物の加工時に混合機との過粘着が発生するなどにより加工性が悪化する場合があり、かつ加硫ゴムの限界歪み(伸び)が悪化する場合がある。ゴム成分の全量を100質量部としたとき、フェノール樹脂の含有量は15~30質量部であることがより好ましい。 In the high damping rubber composition according to the present invention, when the total amount of rubber components is 100 parts by mass, the content of silica is 75 to 95 parts by mass, and the content of phenolic resin is 10 to 35 parts by mass. When resins other than phenolic resins are used, the shear elastic modulus of the vulcanized rubber tends to deteriorate. However, in the high damping rubber composition according to the present invention, the content of silica is 75 to 95 parts by mass, and the phenolic resin is contained in 10 to 35 parts by mass. improves. If the content of the phenolic resin is less than 10 parts by mass, the effect of improving damping performance and shear modulus is difficult to manifest. On the other hand, if the amount exceeds 35 parts by mass, the processability may be deteriorated due to excessive adhesion to the mixer during processing of the high damping rubber composition, and the limit strain (elongation) of the vulcanized rubber will be deteriorated. Sometimes. The content of the phenolic resin is more preferably 15 to 30 parts by mass when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass.
本発明に係る高減衰ゴム組成物は、少なくともイソプレンゴムおよびブタジエンゴムを含有するゴム成分、シリカおよびフェノール樹脂と共に、有機シラン(シランカップリング剤)、硫黄、加硫促進剤、カーボンブラック、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫促進助剤、加硫遅延剤、老化防止剤、ワックスやオイルなどの軟化剤、加工助剤などの通常ゴム工業で使用される配合剤を、本発明の効果を損なわない範囲において適宜配合し用いることができる。 The high damping rubber composition according to the present invention comprises a rubber component containing at least isoprene rubber and butadiene rubber, silica and phenolic resin, organic silane (silane coupling agent), sulfur, a vulcanization accelerator, carbon black, and zinc oxide. , stearic acid, vulcanization accelerators, vulcanization retarders, anti-aging agents, softeners such as waxes and oils, and processing aids. It can be appropriately blended and used within the range.
カーボンブラックとしては、例えばSAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなどが用いられる。カーボンブラックは、加硫後のゴムの硬度、補強性、低発熱性などのゴム特性を調整し得る範囲で使用することができる。 Examples of carbon black include SAF, ISAF, HAF, FEF and GPF. Carbon black can be used to the extent that rubber properties such as hardness, reinforcing properties, and low heat build-up of vulcanized rubber can be adjusted.
硫黄は通常のゴム用硫黄であればよく、例えば粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などを用いることができる。 Sulfur may be conventional sulfur for rubber, such as powdered sulfur, precipitated sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, and the like.
加硫促進剤としては、ゴム加硫用として通常用いられる、スルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤などの加硫促進剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。 As vulcanization accelerators, sulfenamide-based vulcanization accelerators, thiuram-based vulcanization accelerators, thiazole-based vulcanization accelerators, thiourea-based vulcanization accelerators, and guanidine-based vulcanization accelerators, which are commonly used for rubber vulcanization. Vulcanization accelerators such as accelerators and dithiocarbamate-based vulcanization accelerators may be used singly or in an appropriate mixture.
老化防止剤としては、ゴム用として通常用いられる、芳香族アミン系老化防止剤、アミン-ケトン系老化防止剤、モノフェノール系老化防止剤、ビスフェノール系老化防止剤、ポリフェノール系老化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系老化防止剤、チオウレア系老化防止剤などの老化防止剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。 Antiaging agents include aromatic amine antiaging agents, amine-ketone antiaging agents, monophenol antiaging agents, bisphenol antiaging agents, polyphenol antiaging agents, and dithiocarbamic acid, which are commonly used for rubber. Antiaging agents such as salt-based anti-aging agents and thiourea-based anti-aging agents may be used singly or in combination as appropriate.
本発明に係る高減衰ゴム組成物は、少なくともイソプレンゴムおよびブタジエンゴムを含有するゴム成分、シリカおよびフェノール樹脂と共に、有機シラン(シランカップリング剤)、硫黄、加硫促進剤、カーボンブラック、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫促進助剤、加硫遅延剤、老化防止剤、ワックスやオイルなどの軟化剤、加工助剤などの通常ゴム工業で使用される配合剤などを、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどの通常のゴム工業において使用される混練機を用いて混練りすることにより得られる。 The high damping rubber composition according to the present invention comprises a rubber component containing at least isoprene rubber and butadiene rubber, silica and phenolic resin, organic silane (silane coupling agent), sulfur, a vulcanization accelerator, carbon black, and zinc oxide. , stearic acid, vulcanization accelerators, vulcanization retarders, anti-aging agents, softeners such as waxes and oils, compounding agents normally used in the rubber industry such as processing aids, etc. It is obtained by kneading using a kneader used in the usual rubber industry such as.
また、上記各成分の配合方法は特に限定されず、硫黄および加硫促進剤などの加硫系成分以外の配合成分を予め混練してマスターバッチとし、残りの成分を添加してさらに混練する方法、各成分を任意の順序で添加し混練する方法、全成分を同時に添加して混練する方法などのいずれでもよい。 In addition, the method of blending each of the above components is not particularly limited, and a method of kneading in advance blending components other than vulcanization system components such as sulfur and vulcanization accelerators to form a masterbatch, adding the remaining components, and further kneading. , a method of adding each component in an arbitrary order and kneading, a method of adding all the components at the same time and kneading, and the like.
本発明に係る免震ゴムは、ロールやローラヘッド付押出機などを用いて、混練りすることにより得られた未加硫の高減衰ゴム組成物をシート状に成形し、ついで円板状に打ち抜いた後、鋼板(硬質層)と未加硫のシート状のゴム層(高減衰ゴム組成物)とを交互に積層し、必要に応じて加圧しつつ、所定の温度で加硫成形することにより製造することができる。 The seismic isolation rubber according to the present invention is formed by molding an unvulcanized high damping rubber composition obtained by kneading using a roll or an extruder with a roller head into a sheet, and then into a disc. After punching, steel sheets (hard layers) and unvulcanized sheet-like rubber layers (high damping rubber composition) are alternately laminated, and vulcanized at a predetermined temperature while applying pressure as necessary. can be manufactured by
なお、硬質層とゴム層とを積層する前に、加硫接着剤を塗工することが好ましい。加硫接着剤は、鋼板とゴムとの接着性に優れたものを適宜選択すれば良い。 It is preferable to apply a vulcanizing adhesive before laminating the hard layer and the rubber layer. As the vulcanizing adhesive, one having excellent adhesiveness between the steel plate and the rubber may be appropriately selected.
本発明に係る免震ゴムは、サイズの大小、形状の特殊性などを問わず、減衰性能、せん断弾性率および限界歪みの三者がバランスよく向上している。このため、本発明に係る免振ゴムは、特に高減衰性および耐久性を要求される免震構造体用途に好適に使用可能である。 The seismic isolation rubber according to the present invention improves the damping performance, the shear elastic modulus, and the critical strain in a well-balanced manner, regardless of the size, the peculiarity of the shape, and the like. Therefore, the vibration isolation rubber according to the present invention can be suitably used for seismic isolation structures that require particularly high damping properties and durability.
以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明する。 EXAMPLES The present invention will be explained more specifically below by describing Examples.
(ゴム組成物の調製)
ゴム成分100質量部に対して、表1の配合処方に従い、実施例1~7、比較例1~4のゴム組成物を配合し、通常のバンバリーミキサーを用いて混練し、ゴム組成物を調整した。表1に記載の各配合剤を以下に示す。
(Preparation of rubber composition)
The rubber compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 were blended with 100 parts by mass of the rubber component according to the formulation shown in Table 1, and kneaded using a conventional Banbury mixer to prepare rubber compositions. bottom. Each compounding agent described in Table 1 is shown below.
(a)イソプレンゴム(商品名「IR2200L」、日本ゼオン社製)
(b)ブタジエンゴム-1(商品名「CB22」、ランクセス社製)
(c)ブタジエンゴム-2(ビニル-シスブタジエンゴム)(商品名「UBEPOL VCR617」、宇部興産社製
(d)シリカ(商品名「Nipsil AQ」、東ソー・シリカ社製)
(e)有機シラン(シランカップリング剤)(商品名「Si69」、エボニックデグサ社製)
(f)カーボンブラック(商品名「シースト6」、東海カーボン社製)
(g)フェノール樹脂(商品名「スミライトレジンPR-13349」、住友ベークライト社製
(h)脂環族系炭化水素樹脂(商品名「クイントン1340」、日本ゼオン社製)
(i)オイル(商品名「プロセスX-140」、JX日鉱日石エネルギー社製)
(j)酸化亜鉛(商品名「亜鉛華3号」、三井金属鉱業社製)
(k)脂肪酸(商品名「工業用ステアリン酸」、花王社製)
(l)老化防止剤(商品名「ノクラック6C」、大内振興化学社製)
(m)硫黄(商品名「5%オイル処理硫黄」、細井化学工業社製)
(n)加硫促進剤1(商品名「ノクセラーNS-P」、大内新興化学工業社製)
(o)加硫促進剤2(商品名「ノクセラーD」、大内新興化学工業社製)
(p)リターダー(N-シクロヘキシルチオフタルイミド)(商品名「リターダーCTP」、大内新興化学工業社製)
(a) Isoprene rubber (trade name “IR2200L”, manufactured by Zeon Corporation)
(b) Butadiene rubber-1 (trade name “CB22”, manufactured by Lanxess)
(c) Butadiene rubber-2 (vinyl-cis-butadiene rubber) (trade name “UBEPOL VCR617” manufactured by Ube Industries, Ltd. (d) Silica (trade name “Nipsil AQ” manufactured by Tosoh Silica Corporation)
(e) Organic silane (silane coupling agent) (trade name “Si69”, manufactured by Evonik Degussa)
(f) Carbon black (trade name “SEAST 6”, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
(g) Phenolic resin (trade name “Sumilite Resin PR-13349” manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. (h) Alicyclic hydrocarbon resin (trade name “Quinton 1340” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
(i) Oil (trade name “Process X-140”, manufactured by JX Nippon Oil & Energy Corporation)
(j) Zinc oxide (trade name “Zinchua No. 3”, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.)
(k) Fatty acid (trade name “industrial stearic acid”, manufactured by Kao Corporation)
(l) Antiaging agent (trade name “Nocrac 6C”, manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Co., Ltd.)
(m) Sulfur (trade name “5% oil treated sulfur”, manufactured by Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.)
(n) Vulcanization accelerator 1 (trade name "Noccellar NS-P", manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.)
(o) Vulcanization accelerator 2 (trade name "Noccellar D", manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
(p) Retarder (N-cyclohexylthiophthalimide) (trade name “Retarder CTP”, manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.)
各ゴム組成物について、所定の金型を使用し、それぞれ150℃で30分間加硫することにより、加硫ゴムを作製して特性を評価した。 Each rubber composition was vulcanized at 150° C. for 30 minutes using a predetermined mold to prepare a vulcanized rubber, and the properties were evaluated.
<減衰性能およびせん断弾性率>
図1に示す「2ブロック・ラップ・シェア型」試験体(ゴム部:幅25mm、長さ25mm、厚み5mm)を各加硫ゴムを用いて作成し、油圧式振動試験機を用いて周波数0.5Hzで、下記の歪み条件でせん断加振を与え、図2に示すような応力-歪み曲線を求める。測定温度は20℃とした。
(歪み加振条件)
試験体厚みに対して±175%で10回加振する。
図2に示す応力-歪み曲線から、せん断弾性率(Geq)と等価減衰定数(Heq)をそれぞれ下記式(1)、(2)から算出し、10回加振の平均値をそのゴムのせん断弾性率および等価減衰定数とした。
Geq(N/mm2)=F/2 …(1)
Heq(%)=(ΔW/(W1+W2))×1/2π×100 …(2)
ここで、ΔWは図2における応力-歪み曲線のループ内の面積であり、W1,W2はそれぞれ図3における三角形領域の面積である。なお、減衰性の評価は、Heq(%)の値に基づいて評価した。Heqが大きいほど、減衰性能が高いことを意味し、Geqが大きいほど、せん断弾性率が高いことを意味する。
<Damping performance and shear modulus>
A "two-block, wrap-and-share" test piece (rubber part: width 25 mm, length 25 mm, thickness 5 mm) shown in FIG. At 0.5 Hz, shear excitation is applied under the following strain conditions, and a stress-strain curve as shown in FIG. 2 is obtained. The measurement temperature was 20°C.
(Distortion vibration conditions)
Vibration is applied 10 times at ±175% of the thickness of the specimen.
From the stress-strain curve shown in FIG. 2, the shear elastic modulus (Geq) and equivalent damping constant (Heq) are calculated from the following equations (1) and (2), respectively, and the average value of 10 excitations is the shear stress of the rubber. The elastic modulus and the equivalent damping constant were used.
Geq (N/mm 2 )=F/2 (1)
Heq(%)=(ΔW/(W1+W2))×1/2π×100 (2)
where ΔW is the area within the loop of the stress-strain curve in FIG. 2, and W1 and W2 are the areas of the triangular regions in FIG. 3, respectively. In addition, evaluation of damping property was evaluated based on the value of Heq (%). A larger Heq means a higher damping performance, and a larger Geq means a higher shear modulus.
比較例1で得られた加硫ゴムのせん断弾性率(Geq)および等価減衰定数(Heq)を100とした時の指数評価で、各実施例および比較例で得られた加硫ゴムのせん断弾性率(Geq)および等価減衰定数(Heq)を評価した。結果を表1に示す。 The shear elastic modulus (Geq) and equivalent damping constant (Heq) of the vulcanized rubber obtained in Comparative Example 1 are indexed to 100, and the shear elasticity of the vulcanized rubber obtained in each example and comparative example is evaluated. rate (Geq) and equivalent damping constant (Heq) were evaluated. Table 1 shows the results.
<限界歪み(伸び)>
JIS-K 6251に基づき、加硫ゴムの伸び率(EB)を評価した。評価は、比較例1で得られた加硫ゴムのEB(%)を100とした時の指数評価で行った。数値が大きいほど、加硫ゴムの伸び率が大きく、限界歪みも大きいことを意味する。結果を表1に示す。
<Limited strain (elongation)>
Based on JIS-K 6251, the elongation (EB) of the vulcanized rubber was evaluated. Evaluation was performed by index evaluation when the EB (%) of the vulcanized rubber obtained in Comparative Example 1 was set to 100. A larger value means that the vulcanized rubber has a higher elongation rate and a larger limit strain. Table 1 shows the results.
表1の結果から、実施例1~7に係るゴム組成物の加硫ゴムは、減衰性能、せん断弾性率および限界歪みの三者をバランスよく向上していることがわかる。一方、比較例2に係るゴム組成物の加硫ゴムは、ゴム成分の全量を100質量部としたときのシリカの配合量が70質量部であることに起因して、減衰性能およびせん断弾性率の向上効果が低いことがわかる。また、比較例3に係るゴム組成物の加硫ゴムは、ゴム成分の全量を100質量部としたときのフェノール樹脂の配合量が5質量部であることに起因して、減衰性能およびせん断弾性率の向上効果が低いことがわかる。さらに、比較例4に係るゴム組成物の加硫ゴムは、フェノール樹脂以外の樹脂を使用していることに起因して、減衰性能が極端に悪化することがわかる。 From the results in Table 1, it can be seen that the vulcanized rubbers of the rubber compositions according to Examples 1 to 7 have improved damping performance, shear modulus and critical strain in a well-balanced manner. On the other hand, in the vulcanized rubber of the rubber composition according to Comparative Example 2, the amount of silica compounded is 70 parts by mass when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass. It can be seen that the improvement effect of In addition, the vulcanized rubber of the rubber composition according to Comparative Example 3 has a phenolic resin content of 5 parts by mass when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass. It can be seen that the rate improvement effect is low. Furthermore, it can be seen that the vulcanized rubber of the rubber composition according to Comparative Example 4 has extremely poor damping performance due to the use of a resin other than the phenolic resin.
Claims (4)
ゴム成分の全量を100質量部としたとき、前記シリカの含有量が75~95質量部、前記フェノール樹脂の含有量が10~35質量部である高減衰ゴム組成物。 A high damping rubber composition containing a rubber component containing at least isoprene rubber and butadiene rubber, silica and a phenolic resin,
A high damping rubber composition, wherein the silica content is 75 to 95 parts by mass and the phenolic resin content is 10 to 35 parts by mass when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass.
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