JP5250940B2 - Rubber composition for high damping bearing and high damping bearing - Google Patents
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Description
本発明は、高減衰積層体用ゴム組成物および高減衰支承体に関する。 The present invention relates to a rubber composition for a high damping laminate and a high damping support.
近年、震動エネルギーの吸収装置、すなわち、防震装置、除震装置、免震装置等が急速に普及しつつある。例えば、橋梁の支承やビルの基礎の免震には、免震用積層ゴムが用いられている。当該免震用積層ゴムは、ゴム組成物と硬質板とを通常数層から十数層交互に重ね接着させた積層体である。このような免震用積層ゴムは、垂直方向には建物を支えうる硬さを、水平方向には地震時に建物にゆるやかな往復運動を与える柔らかさを有する。即ち、免震用積層ゴムは、せん断剛性を小さくして、建築物の固有振動周期を地震の振動周期からずらすように作用させ、地震により建物が受ける加速度を非常に小さくするものである。上記の免震用積層ゴムには、減衰性(振動をより多くの熱に変換して振動エネルギーを減衰させる)が高いことや、所望のせん断弾性率が発現することが要求される。 In recent years, seismic energy absorbing devices, that is, seismic isolation devices, seismic isolation devices, seismic isolation devices, and the like are rapidly spreading. For example, seismic isolation rubber is used for bridge support and base isolation of buildings. The seismic isolation laminated rubber is a laminated body in which a rubber composition and a hard plate are usually laminated and bonded alternately in a few layers to a dozen layers. Such seismic isolation laminated rubber has a hardness that can support a building in the vertical direction and a softness that gives a gentle reciprocating motion to the building during an earthquake in the horizontal direction. In other words, the laminated rubber for seismic isolation reduces the shear rigidity and acts so as to shift the natural vibration period of the building from the vibration period of the earthquake, thereby greatly reducing the acceleration that the building receives from the earthquake. The laminated rubber for seismic isolation is required to have a high damping property (attenuating vibration energy by converting vibration into more heat) and exhibiting a desired shear modulus.
免震用積層ゴムに用いられるゴム組成物としては、例えば、特許文献1〜4に記載されているものが挙げられる。
特許文献1に記載されている免震積層体用ゴム組成物は、天然ゴムを主成分とするゴム100質量部に対し、ポリスチレンとビニル−ポリイソプレンのガラス転移温度が−15℃以上のブロック共重合体5〜30質量部、石油樹脂15〜60質量部、および微粒子カーボンブラック50〜90質量部を含んでなる免震積層体用ゴム組成物である。当該免震積層体用ゴム組成物は、振動エネルギー吸収性および長期耐久性に優れていると記載されている。
特許文献2に記載されている高減衰ゴム組成物は、天然ゴムおよび/またはイソプレンゴムを50質量部以上含有するゴム100質量部に対して、石油樹脂を15〜60質量部、微粒子カーボンブラックとシリカを合計で60〜95質量部含有し、前記微粒子カーボンブラックと前記シリカの質量部比率が95/5〜75/25の範囲であることを特徴とする高減衰ゴム組成物である。当該高減衰ゴム組成物は、弾性率が低く、かつ、減衰性能、破壊特性等に優れることが記載されている。
特許文献3に記載されている高減衰支承用ゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、CTAB吸着比表面積が120m2/g以上のカーボンブラックを60〜100質量部、および、補強効果の少ない無機充填剤を10質量部以上含有することを特徴とする高減衰支承用ゴム組成物である。当該高減衰支承用ゴム組成物は、減衰率が高く、かつ、減衰率とせん断弾性率の歪み依存性が低いことが記載されている。
特許文献4に記載されている免震積層体用ゴム組成物は、1)ジエン系ゴムと、2)CTAB比表面積が120〜220m2/gで、CTAB比表面積(m2/g)/よう素吸着量(mg/g)が0.90以下であるカーボンブラックと、3)軟化点70〜150℃のテルペン系樹脂および/または脂環式飽和炭化水素樹脂とを含有し、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、前記カーボンブラックの含有率が40〜160質量部、前記テルペン系樹脂および/または脂環式飽和炭化水素樹脂の含有率が1〜60質量部である免震積層体用ゴム組成物である。当該免震積層体用ゴム組成物は、優れた機械的特性および減衰率を保持しつつ、せん断弾性率の温度依存性が小さく、年間を通して安定したせん断弾性を有することが記載されている。
Examples of the rubber composition used for the seismic isolation laminated rubber include those described in Patent Documents 1 to 4.
The rubber composition for a seismic isolation laminate described in Patent Document 1 is a block copolymer in which the glass transition temperature of polystyrene and vinyl-polyisoprene is −15 ° C. or more with respect to 100 parts by mass of rubber mainly composed of natural rubber. A rubber composition for a base-isolated laminate comprising 5 to 30 parts by mass of a polymer, 15 to 60 parts by mass of a petroleum resin, and 50 to 90 parts by mass of fine carbon black. The rubber composition for a seismic isolation laminate is described as being excellent in vibration energy absorption and long-term durability.
The high-damping rubber composition described in
The rubber composition for high damping bearing described in
Seismic isolation laminate-body rubber composition described in Patent Document 4, 1) diene rubber, 2) with a CTAB specific surface area of 120~220m 2 / g, CTAB specific surface area (m 2 / g) / so The diene rubber comprising carbon black having an elemental adsorption amount (mg / g) of 0.90 or less, and 3) a terpene resin and / or an alicyclic saturated hydrocarbon resin having a softening point of 70 to 150 ° C. For the seismic isolation laminate, the content of the carbon black is 40 to 160 parts by mass and the content of the terpene resin and / or alicyclic saturated hydrocarbon resin is 1 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass. It is a rubber composition. It is described that the rubber composition for a seismic isolation laminate has excellent mechanical properties and damping rate, and the temperature dependence of shear modulus is small and has stable shear elasticity throughout the year.
また、免震用積層ゴムが長期にわたり繰り返しせん断変形された場合、せん断弾性率が高くなり、減衰性が低下するという問題がある。そのため、近年では、高減衰支承用ゴムの特性として(1)高減衰性、(2)優れたせん断弾性率を有することに加え、従来要求されていなかった(3)免震用積層ゴムが長期にわたり繰り返しせん断変形されても、せん断弾性率が安定していることも要求されるようになってきた。 Moreover, when the laminated rubber for seismic isolation is repeatedly subjected to shear deformation over a long period of time, there is a problem that the shear elastic modulus increases and the damping property decreases. Therefore, in recent years, in addition to (1) high damping properties and (2) excellent shear modulus as properties of the rubber for high damping bearings, (3) laminated rubber for seismic isolation that has not been conventionally required Even when shear deformation is repeated repeatedly, it is also required that the shear modulus is stable.
一方、本発明者は、繰り返しせん断変形されても、高減衰性および優れた剛性を安定して発揮できる高減衰支承用ゴム組成物として「ゴム成分100質量部と、石英とカオリナイトの凝集体5〜55質量部と、石油樹脂10〜55質量部とを含有する高減衰支承用ゴム組成物」を提案した(特許文献5参照。)。 On the other hand, the present inventor has described, as a high-damping bearing rubber composition that can stably exhibit high damping and excellent rigidity even when repeatedly subjected to shear deformation, “100 parts by mass of a rubber component and an aggregate of quartz and kaolinite. A high-damping bearing rubber composition containing 5 to 55 parts by mass and 10 to 55 parts by mass of petroleum resin has been proposed (see Patent Document 5).
しかしながら、特許文献1〜4に記載されたような従来の高減衰支承用ゴム組成物は、上記のような新しい要求特性(3)とともに他の要求特性(1)および(2)をすべて満足させることはできなかった。また、特許文献5に記載の高減衰支承用ゴム組成物は、繰り返しせん断変形されても、高減衰性および優れた剛性を安定して発揮できるものであるが、繰り返しせん断変形に対するせん断弾性率の安定性については更に向上させる余地があった。
However, the conventional high damping bearing rubber composition as described in Patent Documents 1 to 4 satisfies all of the other required characteristics (1) and (2) as well as the new required characteristics (3) described above. I couldn't. In addition, the rubber composition for high damping bearing described in
また、高減衰支承用ゴム組成物に減衰性を付与することを目的として、小粒径のカーボンブラックを配合した場合、小粒径カーボンブラックはゴムに対する分散性が低く、要求されるせん断弾性率が得られないという問題があった。 In addition, when carbon black with a small particle size is blended for the purpose of imparting damping properties to the rubber composition for high damping bearings, the small particle size carbon black has low dispersibility in rubber and the required shear modulus There was a problem that could not be obtained.
したがって、本発明は、減衰性が高く、せん断弾性率に優れ、長期の繰り返しせん断変形に対するせん断弾性率の上昇が少なく、長期に渡り安定した特性を発揮することができる高減衰積層体用ゴム組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、減衰性が高く、せん断弾性率に優れ、長期の繰り返しせん断変形に対するせん断弾性率の上昇が少なく、長期に渡り安定した特性を発揮することができる高減衰支承体を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a rubber composition for a high-damping laminate that has high damping properties, excellent shear modulus, little increase in shear modulus against long-term repeated shear deformation, and can exhibit stable characteristics over a long period of time. The purpose is to provide goods.
The present invention also provides a highly damped support body that has high damping properties, excellent shear modulus, little increase in shear modulus against long-term repeated shear deformation, and can exhibit stable characteristics over a long period of time. For the purpose.
本発明者は、ジエン系ゴム100質量部に対して、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラック50〜90質量部を配合すると、減衰性が高く、せん断弾性率に優れ、長期の繰り返しせん断変形に対するせん断弾性率の上昇が少なく、長期に渡り安定した特性を発揮することができる高減衰積層体用ゴム組成物となることを見出し、本発明を完成させた。 When the present inventor blends 50 to 90 parts by mass of carbon black having specific colloidal characteristics with 100 parts by mass of the diene rubber, the damping is high, the shear modulus is excellent, and the shear against long-term repeated shear deformation is high. The present invention was completed by finding that the rubber composition for a high-attenuation laminate is capable of exhibiting stable characteristics over a long period of time with little increase in elastic modulus.
即ち、本発明は下記(1)〜(4)を提供する。
(1)ジエン系ゴム100質量部と、
窒素吸着比表面積が150〜300m2/g、かつ、DBP吸収量が115cm3/100g以下、かつ、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差が5〜34m2/gであるカーボンブラック50〜90質量部と
を含有する高減衰支承用ゴム組成物。
(2)更に、石油樹脂を含有する上記(1)に記載の高減衰支承用ゴム組成物。
(3)前記石油樹脂の含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して5〜45質量部である上記(2)に記載の高減衰支承用ゴム組成物。
(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の高減衰支承用ゴム組成物と硬質板とを交互に積層して得られる高減衰支承体。
That is, the present invention provides the following (1) to (4).
(1) 100 parts by mass of a diene rubber,
Nitrogen adsorption specific surface area of 150 to 300 m 2 / g and, DBP absorption of 115cm 3/100 g or less, and carbon black 50 the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area of 5~34m 2 / g A rubber composition for high damping bearings, comprising ~ 90 parts by mass.
(2) The rubber composition for high damping bearings according to (1), further comprising a petroleum resin.
(3) The rubber composition for high damping bearing according to (2), wherein the content of the petroleum resin is 5 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
(4) A high damping support obtained by alternately laminating the rubber composition for high damping support according to any one of (1) to (3) and a hard plate.
本発明の高減衰支承用ゴム組成物は、減衰性が高く、せん断弾性率に優れ、長期の繰り返しせん断変形に対するせん断弾性率の上昇が少なく、長期に渡り安定した特性を発揮することができる。
また、本発明の高減衰支承体は、減衰性が高く、せん断弾性率に優れ、長期の繰り返しせん断変形に対するせん断弾性率の上昇が少なく、長期に渡り安定した特性を発揮することができる。
The rubber composition for high damping bearings of the present invention has high damping properties, excellent shear modulus, little increase in shear modulus against long-term repeated shear deformation, and can exhibit stable characteristics over a long period.
In addition, the high damping support of the present invention has high damping properties, excellent shear modulus, little increase in shear modulus against long-term repeated shear deformation, and can exhibit stable characteristics over a long period.
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明の高減衰支承用ゴム組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう。)は、ジエン系ゴム100質量部と、窒素吸着比表面積が150〜300m2/g、かつ、DBP吸収量が115cm3/100g以下、かつ、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差が5〜34m2/gであるカーボンブラック50〜90質量部とを含有する高減衰支承用ゴム組成物である。
以下、本発明の組成物に用いられる各成分について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The rubber composition for high damping bearings of the present invention (hereinafter also referred to as “the composition of the present invention”) has 100 parts by mass of a diene rubber, a nitrogen adsorption specific surface area of 150 to 300 m 2 / g, and DBP absorption. amount 115cm 3/100 g or less, and the difference is 5~34m 2 / g high damping support for a rubber composition containing a carbon black from 50 to 90 parts by weight which is between the nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area is there.
Hereinafter, each component used for the composition of this invention is demonstrated.
<ジエン系ゴム>
本発明の組成物に用いられるジエン系ゴムは、特に限定されず、具体的には、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(Br−IIR、Cl−IIR)、クロロプレンゴム(CR)等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのジエン系ゴムの中でも、減衰性、加工性等のバランスがよい点からNRが好ましく、また、減衰性、せん断弾性率の温度依存性を低減させることができる点からBRが好ましい。
これらのジエン系ゴムの平均分子量、単量体構成モル比、ハロゲン化率等は特に限定されず、用いられる用途に応じて任意に設定できる。
<Diene rubber>
The diene rubber used in the composition of the present invention is not particularly limited. Specifically, for example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber. (SBR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber (Br-IIR, Cl-IIR), chloroprene rubber (CR) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these diene rubbers, NR is preferable from the viewpoint of a good balance of damping property, workability, and the like, and BR is preferable from the viewpoint that the temperature dependency of damping property and shear modulus can be reduced.
The average molecular weight, monomer composition molar ratio, halogenation rate, and the like of these diene rubbers are not particularly limited, and can be arbitrarily set depending on the intended use.
本発明の高減衰積層体用ゴム組成物には、上記ジエン系ゴムをそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を併用する場合の上記ジエン系ゴムの好適な組み合わせとしては、ゴム成分同士の相溶性、加工性、グリーン強度および加硫物性に優れ、また、高減衰積層体の温度依存性と減衰性を確保できる点から、例えば、NRとBR、IRとBR、NRとIRとBRが好適に挙げられる。中でも、この特性により優れる点で、NRとBRがより好ましい。これらの混合比率は特に限定されない。 In the rubber composition for highly attenuated laminates of the present invention, the above diene rubbers can be used alone or in combination of two or more. As a suitable combination of the above diene rubbers when two or more kinds are used in combination, the rubber components are excellent in compatibility, processability, green strength and vulcanized physical properties, and the temperature dependence and damping of the high damping laminate. For example, NR and BR, IR and BR, and NR, IR and BR are preferable. Among these, NR and BR are more preferable because they are more excellent in this characteristic. These mixing ratios are not particularly limited.
<カーボンブラック>
本発明の組成物に用いられるカーボンブラックは、下記(a)〜(c)の特性を有する。
(a)窒素吸着比表面積は、150〜300m2/gであり、175〜275m2/gが好ましく、200〜250m2/gがより好ましい。
この範囲であると、本発明の組成物に高い減衰性を付与でき、また、著しく分散性を低下させることがない。
窒素吸着比表面積とは、窒素吸着法による比表面積をいい、通常、この値が大きいほどカーボンブラックの粒径が小さくなる傾向がある。本発明の組成物は、窒素吸着比表面積が上記範囲にある比較的粒径が小さいカーボンブラックを用いるので高い減衰性を有する。
本明細書において、窒素吸着比表面積は、JIS K6217−2−2001に準じて測定される。
<Carbon black>
The carbon black used in the composition of the present invention has the following characteristics (a) to (c).
(A) the nitrogen adsorption specific surface area is 150 to 300 m 2 / g, preferably from 175~275m 2 / g, 200~250m 2 / g is more preferable.
Within this range, a high damping property can be imparted to the composition of the present invention, and the dispersibility is not significantly reduced.
The nitrogen adsorption specific surface area refers to the specific surface area obtained by the nitrogen adsorption method. Usually, the larger this value, the smaller the particle size of the carbon black. Since the composition of the present invention uses carbon black having a relatively small particle size and a nitrogen adsorption specific surface area in the above range, it has a high damping property.
In this specification, the nitrogen adsorption specific surface area is measured according to JIS K6217-2-2001.
(b)DBP吸収量は、115cm3/100g以下であり、95〜113cm3/100gが好ましく、100〜110cm3/100gがより好ましい。
DBP吸収量は、カーボンブラックが液体(DBP)を吸収する能力の尺度であり、この値が小さいほどカーボンブラックのストラクチャーが小さくなる傾向がある。
本発明者は、DBP吸収量が上記範囲にあるストラクチャーが小さなカーボンブラックを用いると、繰り返しせん断によるせん断弾性率の低下を抑制できることを見出した。しかしながら、ストラクチャーが小さいカーボンブラックを用いるとせん断弾性率が低下して所望の特性が得られなくなるという問題がある。そこで、DBP吸収量が上記範囲のカーボンブラックを用いることにより、ある程度せん断弾性率の低下を抑制し、更に下記(C)の特性を満たすことにより、所望のせん断弾性率が得られる。
本明細書において、DBP吸収量は、JIS K6217−4−2001に準じて測定される。
(B) DBP absorption amount is not more than 115cm 3/100 g, preferably 95~113cm 3 / 100g, 100~110cm 3 / 100g and more preferably.
DBP absorption is a measure of the ability of carbon black to absorb liquid (DBP), and the smaller this value, the smaller the structure of carbon black.
The present inventor has found that when carbon black having a structure having a DBP absorption amount in the above range is small, a decrease in shear modulus due to repeated shearing can be suppressed. However, when carbon black having a small structure is used, there is a problem that the desired elastic properties cannot be obtained due to a decrease in shear modulus. Therefore, by using carbon black having a DBP absorption amount in the above range, a decrease in shear modulus is suppressed to some extent, and a desired shear modulus can be obtained by satisfying the following property (C).
In this specification, the DBP absorption is measured according to JIS K6217-4-2001.
(c)窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差は、5〜34m2/gであり、20〜32m2/gが好ましく、25〜32m2/gがより好ましい。
窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差は、カーボンブラック表面の凹凸の程度を表し、この値が小さいほどカーボンブラックの凹凸が少ないといえる。本発明の組成物は、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差が上記範囲にある比較的凹凸が少ないカーボンブラックを用いるので、カーボンブラックと上記ジエン系ゴムとの相互作用が高くなり、カーボンブラックの分散性が高くなると考えられる。そのため、カーボンブラックの分散性の低下に伴うせん断弾性率の低下を抑制でき、所望のせん断弾性率を得ることができる。
窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差は、窒素吸着比表面積からCTAB吸着比表面積を引いた値、即ち、(窒素吸着比表面積)−(CTAB吸着比表面積)で求められる値である。
本明細書において、CTAB吸着比表面積は、JIS K6217−3−2001に準じて測定される。
(C) the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area was 5~34m 2 / g, preferably from 20~32m 2 / g, 25~32m 2 / g is more preferable.
The difference between the nitrogen adsorption specific surface area and the CTAB adsorption specific surface area represents the degree of unevenness on the surface of the carbon black. Since the composition of the present invention uses carbon black having a relatively small unevenness between the nitrogen adsorption specific surface area and the CTAB adsorption specific surface area in the above range, the interaction between the carbon black and the diene rubber is increased, It is considered that the dispersibility of carbon black is increased. Therefore, it is possible to suppress a decrease in shear modulus accompanying a decrease in dispersibility of carbon black, and a desired shear modulus can be obtained.
The difference between the nitrogen adsorption specific surface area and the CTAB adsorption specific surface area is a value obtained by subtracting the CTAB adsorption specific surface area from the nitrogen adsorption specific surface area, ie, (nitrogen adsorption specific surface area) − (CTAB adsorption specific surface area).
In this specification, the CTAB adsorption specific surface area is measured according to JIS K6217-3-2001.
上記カーボンブラックの含有量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して50〜90質量部である。含有量がこの範囲であると、上記カーボンブラックの効果を十分発揮でき、分散性も良好である結果、得られる組成物が本発明の効果を発揮できる。これらの特性により優れる点から、上記カーボンブラックの含有量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して55〜75質量部が好ましく、60〜73質量部がより好ましい。 The carbon black content is 50 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. When the content is within this range, the effect of the carbon black can be sufficiently exhibited, and as a result of good dispersibility, the resulting composition can exhibit the effect of the present invention. From the point which is excellent by these characteristics, 55-75 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of said diene rubbers, and, as for content of the said carbon black, 60-73 mass parts is more preferable.
<石油樹脂>
本発明の組成物は、更に、石油樹脂を含有するのが好ましい。
上記石油樹脂としては、例えば、C5系の脂肪族不飽和炭化水素の重合体、C9系の芳香族不飽和炭化水素の重合体、C5系の脂肪族不飽和炭化水素とC9系の芳香族不飽和炭化水素との共重合体が挙げられる。
上記石油樹脂を含む高減衰積層体用ゴム組成物は、特に、減衰性改善効果に優れ、後述する石英とカオリナイトとの凝集体と組み合わせて用いると高減衰性および優れたせん断弾性率を安定して発揮できる。
<Petroleum resin>
The composition of the present invention preferably further contains a petroleum resin.
Examples of the petroleum resin include C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon polymer, C9 aromatic unsaturated hydrocarbon polymer, C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon and C9 aromatic unsaturated polymer. And a copolymer with a saturated hydrocarbon.
The rubber composition for a high damping laminate containing the above petroleum resin is particularly excellent in the damping improvement effect, and when used in combination with an aggregate of quartz and kaolinite, which will be described later, stable high damping and excellent shear modulus. Can be demonstrated.
C5系の脂肪族不飽和炭化水素としては、例えば、ナフサの熱分解により得られるC5留分中に含まれる、1−ペンテン、2−ペンテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン等のオレフィン系炭化水素;2−メチル−1,3−ブタジエン、1,2−ペンタジエン、1,3−ペンタジエン、3−メチル−1,2−ブタジエン等のジオレフィン系炭化水素が挙げられる。
これらは、適当な触媒の存在下で、重合または共重合されることが可能である。ここで、C5系の脂肪族不飽和炭化水素の重合体とは、一種のC5系の脂肪族不飽和炭化水素の単独重合体と、二種以上のC5系の脂肪族不飽和炭化水素の共重合体のいずれをもいう。
Examples of the C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon include 1-pentene, 2-pentene, 2-methyl-1-butene, and 3-methyl-1 contained in a C5 fraction obtained by thermal decomposition of naphtha. -Olefin hydrocarbons such as butene and 2-methyl-2-butene; such as 2-methyl-1,3-butadiene, 1,2-pentadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,2-butadiene, etc. A diolefin type hydrocarbon is mentioned.
These can be polymerized or copolymerized in the presence of a suitable catalyst. Here, the C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon polymer is a co-polymer of a single C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon homopolymer and two or more C5 aliphatic unsaturated hydrocarbons. It refers to any polymer.
C9系の芳香族不飽和炭化水素としては、例えば、ナフサの熱分解により得られるC9留分中に含まれる、α−メチルスチレン、o−ビニルトルエン、m−ビニルトルエン、p−ビニルトルエン等のビニル置換芳香族炭化水素が挙げられる。
これらは、適当な触媒の存在下で、重合または共重合されることが可能である。ここで、C9系の芳香族不飽和炭化水素の重合体とは、一種のC9系の芳香族不飽和炭化水素の単独重合体と、二種以上のC9系の芳香族不飽和炭化水素の共重合体のいずれをもいう。
Examples of the C9 aromatic unsaturated hydrocarbon include α-methylstyrene, o-vinyltoluene, m-vinyltoluene, p-vinyltoluene and the like contained in the C9 fraction obtained by thermal decomposition of naphtha. A vinyl substituted aromatic hydrocarbon is mentioned.
These can be polymerized or copolymerized in the presence of a suitable catalyst. Here, the C9 aromatic unsaturated hydrocarbon polymer is a co-polymer of a single C9 aromatic unsaturated hydrocarbon homopolymer and two or more C9 aromatic unsaturated hydrocarbons. It refers to any polymer.
また、C5系の脂肪族不飽和炭化水素とC9系の芳香族不飽和炭化水素との共重合体は、この共重合体の軟化点が高くなる点で、C9系の芳香族不飽和炭化水素ユニットが60モル%以上であるものが好ましく、90モル%以上であるものがより好ましい。
C5系の脂肪族不飽和炭化水素とC9系の芳香族不飽和炭化水素との共重合体は、適当な触媒の存在下で、共重合可能である。
In addition, a copolymer of a C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon and a C9 aromatic unsaturated hydrocarbon is a C9 aromatic unsaturated hydrocarbon in that the softening point of the copolymer is high. What a unit is 60 mol% or more is preferable, and what is 90 mol% or more is more preferable.
A copolymer of a C5 aliphatic unsaturated hydrocarbon and a C9 aromatic unsaturated hydrocarbon can be copolymerized in the presence of a suitable catalyst.
上記石油樹脂は、ジエン系ゴムの物性に対し、その分子量および二重結合の反応性が影響を与えるので、軟化点(JIS K2207)が100℃以上のものが好ましく、120℃以上のものがより好ましい。 The above-mentioned petroleum resin has a molecular weight and a double bond reactivity affecting the physical properties of the diene rubber, so that the softening point (JIS K2207) is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher. preferable.
上記石油樹脂の含有量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜45質量部であり、10〜45質量部であるのが好ましい。石油樹脂の量がこの範囲である場合、このゴム組成物を用いた積層体は高減衰性を維持しつつ、温度依存性が小さく、長期の繰り返しせん断変形に対する安定性を悪化させることのないバランスの取れた特性が得られる。 Content of the said petroleum resin is 5-45 mass parts with respect to 100 mass parts of said diene rubbers, and it is preferable that it is 10-45 mass parts. When the amount of the petroleum resin is within this range, the laminate using this rubber composition maintains a high damping property, has a low temperature dependency, and does not deteriorate the stability against long-term repeated shear deformation. Excellent characteristics can be obtained.
後述する無機充填剤と上記石油樹脂との質量比(無機充填剤/石油樹脂)は、上記質量部の範囲において、1/0.2〜1/3.5であることが好ましい。このような範囲の場合、高減衰性、繰り返しせん断変形に対する安定性に優れる。これらの特性により優れる点から、1/1〜1/3.0であることがより好ましく、1/1〜1/2.5であることが更に好ましい。 The mass ratio (inorganic filler / petroleum resin) between the inorganic filler and the petroleum resin described later is preferably 1 / 0.2 to 1 / 3.5 in the range of the mass part. In such a range, it is excellent in high damping property and stability against repeated shear deformation. From the point which is excellent by these characteristics, it is more preferable that it is 1 / 1-1 / 3.0, and it is still more preferable that it is 1 / 1-1 / 2.5.
<シリカ>
本発明の組成物は、更に、シリカを含有するのが好ましい態様の1つである。
本発明に使用されるシリカは、従来公知のものを用いることができる。例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、シリカは、平均凝集粒径が、5〜50μmのものが好ましく、5〜30μmのものがより好ましい。
<Silica>
It is one of the preferred embodiments that the composition of the present invention further contains silica.
A conventionally well-known thing can be used for the silica used for this invention. Examples thereof include fumed silica, calcined silica, precipitated silica, pulverized silica, and fused silica. These may be used alone or in combination of two or more.
Silica preferably has an average aggregate particle diameter of 5 to 50 μm, more preferably 5 to 30 μm.
シリカの量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜35質量部が好ましく、10〜30質量部がより好ましい。このような範囲の場合、減衰性およびせん断弾性率が優れたものとなる。 As for the quantity of a silica, 5-35 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of diene rubbers, and 10-30 mass parts is more preferable. In such a range, the damping property and the shear modulus are excellent.
<無機充填剤>
本発明の組成物は、更に、無機充填剤を含有するのが好ましい態様の1つである。
上記無機充填剤には、上述したカーボンブラックおよびシリカは含まれない。
使用される無機充填剤としては、例えば、T−クレー、カオリンクレー、ろう石クレー、セリサイトクレー、焼成クレー等のソフトクレー;けいそう土;重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、タルク、石英とカオリナイトとの凝集体が挙げられる。これらの中でも、減衰性、および、繰り返しせん断変形に対する物性の安定性を特に高く保つことができるという点から、T−クレー、カオリンクレー、石英とカオリナイトとの凝集体が好ましい。
<Inorganic filler>
It is one of the preferred embodiments that the composition of the present invention further contains an inorganic filler.
The inorganic filler does not include the above-described carbon black and silica.
Examples of the inorganic filler used include soft clays such as T-clay, kaolin clay, wax stone clay, sericite clay, and calcined clay; diatomaceous earth; heavy calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, sulfuric acid Examples include aggregates of barium, talc, quartz and kaolinite. Among these, T-clay, kaolin clay, and an aggregate of quartz and kaolinite are preferable from the viewpoint that damping properties and stability of physical properties against repeated shear deformation can be kept particularly high.
上記石英とカオリナイトとの凝集体は、従来公知のものを使用することができる。中でも、塊状石英と板状のカオリナイトとの天然結合物であることが好ましい。市販品としては、具体的には、例えば、シリチン(シリチンZ86、シリチンV85、シリチンN82、シリチン85、シリチンN87、(いずれもホフマンミネラル社製))が好ましい。なお、人工的に製造された同様の構造を有するものを用いることもできる。
本発明の組成物は、上記石英とカオリナイトとの凝集体を含む場合、特に、減衰性およびせん断弾性率の安定性改善効果に優れ、上記石油樹脂と組み合わせて用いると、減衰性およびせん断弾性率をより安定して発揮できる。
A conventionally well-known thing can be used for the aggregate of the said quartz and kaolinite. Especially, it is preferable that it is a natural coupling | bonding material of block quartz and plate-shaped kaolinite. Specifically, as a commercially available product, for example, siritin (Siritin Z86, Siritin V85, Siritin N82, Siritin 85, Siritin N87 (all manufactured by Hoffman Mineral Co., Ltd.)) is preferable. In addition, what has the same structure manufactured artificially can also be used.
When the composition of the present invention contains an aggregate of the above quartz and kaolinite, it is particularly excellent in the effect of improving the stability of the damping property and shear modulus, and when used in combination with the above petroleum resin, the damping property and the shear elasticity. The rate can be demonstrated more stably.
上記石英とカオリナイトとの凝集体を構成する石英とカオリナイトの質量比(石英/カオリナイト)は、特に限定されない。当該凝集体を含有するゴム組成物を用いた積層体が繰り返しせん断変形されても、より高い減衰性およびより優れたせん断弾性率を安定して発揮できるという点から、石英とカオリナイトの質量比は、12/1〜1/1であることが好ましく、この特性により優れる点から、9/1〜2/1であることがより好ましい。 The mass ratio (quartz / kaolinite) of quartz and kaolinite constituting the aggregate of quartz and kaolinite is not particularly limited. Even if the laminate using the rubber composition containing the agglomerates is repeatedly subjected to shear deformation, it is possible to stably exhibit higher damping and superior shear modulus, and thus the mass ratio of quartz and kaolinite. Is preferably 12/1 to 1/1, and more preferably 9/1 to 2/1 from the viewpoint of excellent characteristics.
上記石英とカオリナイトとの凝集体は、石英とカオリナイトとの他に、例えば、酸化鉄、リン成分、硫黄成分を含むことができる。このような凝集体は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The aggregate of quartz and kaolinite can contain, for example, iron oxide, phosphorus component, and sulfur component in addition to quartz and kaolinite. Such an aggregate may be used independently and may use 2 or more types together.
上記無機充填剤の量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜55質量部が好ましく、10〜50質量部がより好ましく、15〜40質量部が更に好ましい。無機充填剤の量がこのような範囲である場合、本発明の組成物は、高い減衰性を維持しつつ、長期の繰り返しせん断変形に対する減衰性およびせん断弾性率を安定なものとすることができる。 The amount of the inorganic filler is preferably 5 to 55 parts by mass, more preferably 10 to 50 parts by mass, and still more preferably 15 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. When the amount of the inorganic filler is within such a range, the composition of the present invention can stabilize the damping property and shear elastic modulus against long-term repeated shear deformation while maintaining high damping property. .
また、シリカと無機充填剤との合計量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して、20〜75質量部であるのが好ましく、30〜65質量部がより好ましい。シリカと無機充填剤との合計量がこのような範囲である場合、減衰性がより高くなり、長期の繰り返しせん断変形に対する減衰性およびせん断弾性率がより安定なものとなる、バランスの優れた組成物が得られる。 Moreover, it is preferable that it is 20-75 mass parts with respect to 100 mass parts of said diene rubbers, and, as for the total amount of a silica and an inorganic filler, 30-65 mass parts is more preferable. When the total amount of silica and inorganic filler is in such a range, the damping property is higher, and the damping property and the shear elastic modulus against long-term repeated shear deformation are more stable. A thing is obtained.
上記シリカと無機充填剤の質量比は、1/1〜1/2.5であるのが好ましく、1/1〜1/2.0であるのがより好ましい。シリカと無機充填剤との質量比がこの範囲の場合、良好な加工性が得られる。 The mass ratio of the silica to the inorganic filler is preferably 1/1 to 1 / 2.5, more preferably 1/1 to 1 / 2.0. When the mass ratio of silica and inorganic filler is within this range, good processability can be obtained.
<添加剤>
本発明の組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、その他の添加剤を含有することができる。
上記添加剤としては、例えば、硫黄、酸化亜鉛等の加硫剤;TMTD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等;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、メルカプトベンゾチアゾール等のチアゾール類、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム、ステアリン酸等の加硫促進剤;TMDQ等のケトン・アミン縮合物、DNPD等のアミン類、スチレン化フェノール等のモノフェノール類等の老化防止剤;DBP、DOP等のフタル酸誘導体、DBS等のセバシン酸誘導体、といったモノエステル類等の可塑剤;パラフィン系オイル等(プロセスオイル等)の軟化剤;加硫助剤;難燃剤;耐候剤;耐熱剤等が挙げられる。
<Additives>
The composition of the present invention can contain other additives as necessary within a range not impairing the object of the present invention.
Examples of the additive include vulcanizing agents such as sulfur and zinc oxide; organic sulfur-containing compounds such as TMTD; organic peroxides such as dicumyl peroxide; N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide (CBS) ), Sulfenamides such as mercaptobenzothiazole, thiurams such as tetramethylthiuram monosulfide, vulcanization accelerators such as stearic acid; ketone / amine condensates such as TMDQ, amines such as DNPD, styrene Anti-aging agents such as monophenols such as fluorinated phenols; Plasticizers such as monoesters such as phthalic acid derivatives such as DBP and DOP and sebacic acid derivatives such as DBS; Softeners such as paraffinic oils (process oils etc.) Vulcanization aids; flame retardants; weathering agents; heat-resistant agents and the like.
本発明の組成物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、上述した各成分を配合した未加硫ゴム組成物を、適宜成形して公知の方法、装置を用いて、混練等により調製できる。 The production method of the composition of the present invention is not particularly limited. For example, an unvulcanized rubber composition containing the above-described components can be appropriately molded and prepared by kneading using a known method and apparatus. .
上述したように、本発明の高減衰支承用ゴム組成物は、減衰性が高く、せん断弾性率に優れ、長期の繰り返しせん断変形に対するせん断弾性率の上昇が少なく、長期に渡り安定した特性を発揮することができる。 As described above, the rubber composition for high damping bearings of the present invention has high damping properties, excellent shear modulus, little increase in shear modulus against long-term repeated shear deformation, and exhibits stable characteristics over a long period of time. can do.
以下、本発明の高減衰支承体について詳細に説明する。
本発明の高減衰支承体は、本発明の組成物と鋼板とを交互に積層して得られる高減衰支承体であって、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。
図1に、本発明の高減衰支承体の一例を表す高減衰支承体1の断面概略図を示す。図1において、1は高減衰支承体(免震積層体)であり、2は硬質板であり、3は本発明の高減衰支承用ゴム組成物である。
本発明の高減衰支承体1は、本発明の高減衰支承用ゴム組成物3と、例えば一般構造用鋼板、冷間圧延鋼板等からなる硬質板2とが交互に積層されて構成される。また、この支承体1は、本発明の高減衰支承用ゴム組成物3と硬質板2との間に接着層を設けて構成してもよく、また、接着層を設けずに直接加硫して構成してもよい。
なお、本発明の高減衰支承体1は、本発明の高減衰支承用ゴム組成物3と、硬質板2とを交互に積層させてなるが、高減衰支承用ゴム組成物3は2層以上を積層させた構造としてもよい。
Hereinafter, the high-damping bearing body of the present invention will be described in detail.
The high-damping bearing body of the present invention is a high-damping bearing body obtained by alternately laminating the composition of the present invention and a steel plate, and is a structure used for bridge bearings, foundation isolation of buildings, and the like. .
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a high-damping bearing body 1 representing an example of the high-damping bearing body of the present invention. In FIG. 1, 1 is a high damping bearing (base-isolated laminate), 2 is a hard plate, and 3 is a rubber composition for high damping bearings of the present invention.
The high damping bearing body 1 of the present invention is configured by alternately laminating the
The high-damping bearing body 1 of the present invention is formed by alternately laminating the
本発明の高減衰支承体1の本発明の高減衰支承用ゴム組成物3と硬質板2との積層数は、図1に、本発明の高減衰支承用ゴム組成物3について6層、硬質板2について7層の合計13層の例を示してあるが、これに特に限定されず、用いられる用途、要求される特性等に応じて、任意に設定できる。また、本発明の高減衰支承体1の大きさ、全体の厚さ、ゴム組成物1層の厚さ、硬質板1層の厚さ等についても、用いられる用途、要求される特性等に応じて、任意に設定できる。
The number of layers of the high damping bearing
この高減衰支承体1を製造するには、本発明の高減衰支承用ゴム組成物3を成形・加硫して、シート状のゴム組成物を得た後、接着剤を含む層を設けて硬質板2と交互に積層させてもよいし、また、あらかじめ未加硫の本発明の高減衰支承用ゴム組成物3をシート状に成形し、硬質板2と交互に積層した後、加熱して加硫・接着を同時に行ってもよい。
In order to manufacture the high-damping support 1, the
本発明の高減衰支承体において、後述する方法によって求められるせん断弾性率(Geq)の下限は0.85以上であるのが好ましく、0.86以上であるのがより好ましく、上限は1.10以下であるのが好ましい。 In the high damping bearing of the present invention, the lower limit of the shear modulus (Geq) obtained by the method described later is preferably 0.85 or more, more preferably 0.86 or more, and the upper limit is 1.10. It is preferable that:
本発明の高減衰支承体においては、製品各々に要求される等価減衰定数(Heq)およびせん断弾性率(Geq)を満たした上、後述する方法によって求められるHeq変化比およびGeq変化比が以下の範囲であるのが好ましい。
本発明の高減衰支承体におけるHeq変化比の下限は、繰り返しせん断変形に対してHeqの低下が小さい(減衰性の低下が小さい)との点から、0.82以上が好ましく、この特性により優れる点で、0.84以上がより好ましく、0.86以上が更に好ましい。
また、本発明の高減衰支承体におけるGeq変化比の上限は、Geqの上昇が小さい(せん断剛性の上昇が小さい)との点から、1.15以下が好ましく、これらにより優れる点で、1.10以下がより好ましく、1.05以下が更に好ましい。Geq変化比の下限は、0.90以上が好ましい。
In the high damping bearing of the present invention, the equivalent damping constant (Heq) and shear modulus (Geq) required for each product are satisfied, and the Heq change ratio and Geq change ratio required by the method described later are as follows. A range is preferred.
The lower limit of the Heq change ratio in the highly attenuated bearing body of the present invention is preferably 0.82 or more from the viewpoint that the decrease in Heq is small with respect to repeated shear deformation (the decrease in attenuation is small), and this characteristic is excellent. In this respect, 0.84 or more is more preferable, and 0.86 or more is still more preferable.
In addition, the upper limit of the Geq change ratio in the high damping bearing of the present invention is preferably 1.15 or less from the viewpoint that the increase in Geq is small (the increase in shear rigidity is small). 10 or less is more preferable, and 1.05 or less is still more preferable. The lower limit of the Geq change ratio is preferably 0.90 or more.
本発明の高減衰支承体のHeqおよびGeqは、下記のラップシェアせん断試験により測定される。ラップシェア型せん断試験用試料として、本発明の高減衰支承用ゴム組成物の未加硫ゴム組成物を幅25mm×長さ25mm×厚さ5mmのサイズに圧延したものと、表面をサンドブラストして金属接着剤を塗布した鋼板(幅25mm×長さ100mm×厚さ20mm)とを、図2のラップシェア型せん断試験用試料4の側面図に示すように配置(積層)した後に、130℃で120分プレス加硫したものを用いる。なお、図2においては、未加硫ゴム組成物を幅25mm×長さ25mm×厚さ5mmのサイズに圧延したものは、単に、圧延した未加硫ゴム組成物5として表し、表面をサンドブラストして金属接着剤を塗布した鋼板(幅25mm×長さ100mm×厚さ20mm)は、単に、鋼板6として表している。
The Heq and Geq of the high damping bearing of the present invention are measured by the following lap shear test. As a sample for a lap shear type shear test, the unvulcanized rubber composition of the rubber composition for high damping bearing of the present invention was rolled to a size of 25 mm width × 25 mm length × 5 mm thickness, and the surface was sandblasted. A steel plate (width 25 mm × length 100 mm × thickness 20 mm) coated with a metal adhesive was placed (laminated) as shown in the side view of the sample 4 for lap shear type shear test in FIG. Uses press-vulcanized for 120 minutes. In FIG. 2, the unvulcanized rubber composition rolled to a size of width 25 mm × length 25 mm ×
ラップシェアせん断試験を加振機(サギノミヤ社製)、入力信号発振機、出力信号処理機を用いて、以下に示す条件で行う。
作製したラップシェア型せん断試験用試料を用いて、2軸せん断試験機による変形周波数0.5Hz、測定温度23℃下、175%歪みを10回加えたときの各1回のせん断特性値の平均(n=10)(Geq1、Heq1)を求める。Geq1、Heq1は、上記ラップシェア型せん断試験にて得られたヒステリシスループより、下記式(1)、(2)に従って算出する。
また、この支承体を用いて、引き続き、同様の条件で、70%歪みを5000回加えた後に上記せん断特性値と同条件で再度平均せん断特性値(Geq2、Heq2)を求める。
A lap shear test is performed under the following conditions using a vibrator (manufactured by Saginamiya), an input signal oscillator, and an output signal processor.
Using the produced lap shear type shear test sample, the average shear characteristic value of each time when 175% strain was applied 10 times under a deformation frequency of 0.5 Hz by a biaxial shear tester at a measurement temperature of 23 ° C. (N = 10) (Geq 1 , Heq 1 ) is obtained. Geq 1 and Heq 1 are calculated according to the following formulas (1) and (2) from the hysteresis loop obtained by the lap shear type shear test.
Further, using this support body, after adding 70% strain 5000 times under the same conditions, average shear characteristic values (Geq 2 , Heq 2 ) are obtained again under the same conditions as the above shear characteristic values.
次に、Heq2をHeq1で割ったHeq変化比およびGeq2をGeq1で割ったGeq変化比を求める。このHeq変化比およびGeq変化比によって、支承体が繰り返しせん断変形されたときの物性の変化を評価できる。 Next, determine the divided by GEQ variation ratio Heq variation ratio obtained by dividing the Heq 2 in Heq 1 and a GEQ 2 at GEQ 1. Based on the Heq change ratio and the Geq change ratio, changes in physical properties when the support body is repeatedly subjected to shear deformation can be evaluated.
図3は、支承体のヒステリシス曲線の一例を表したグラフであり、支承体に一方向から周期的にせん断歪みを加えていき、せん断歪みに対して生じる支承体の応力を、横軸に歪み(%)、縦軸に応力をとって示したものである。支承体の等価減衰定数(Heq)およびせん断弾性率(Geq)は、それぞれ、下記式(1)および式(2)で表される。 FIG. 3 is a graph showing an example of a hysteresis curve of a support body. A shear strain is periodically applied to the support body from one direction, and the stress of the support body caused by the shear strain is distorted on the horizontal axis. (%), The vertical axis represents stress. The equivalent damping constant (Heq) and shear modulus (Geq) of the support are expressed by the following formulas (1) and (2), respectively.
式(1)中、△Wはヒステリシスループの面積(図中、斜線部分)である。
式(2)中、Keqは下記式(3)で表され、Hは支承体中に積層されるゴム層の合計の厚みを表し、Aはゴム層の断面積である。
In formula (1), ΔW is the area of the hysteresis loop (shaded portion in the figure).
In the formula (2), Keq is represented by the following formula (3), H represents the total thickness of the rubber layer laminated in the support body, and A represents the cross-sectional area of the rubber layer.
本発明の高減衰支承体(免震積層体)は、振動エネルギーの吸収装置として用いられればその用途、適用条件等は、特に限定されないが、上述の優れた特性を有するため、建築用の振動エネルギーの吸収装置として用いられるのが好ましく、例えば、各種の免震、除振、防振等の振動エネルギーの吸収装置(より具体的には、例えば、道路橋の支承や、橋梁、ビルの基礎免震、戸建免震用途等)に好適に用いられる。 The use, application conditions, etc. of the high-damping bearing body (base-isolated laminate) of the present invention are not particularly limited as long as it is used as a vibration energy absorbing device. It is preferably used as an energy absorbing device, for example, a vibration energy absorbing device such as various types of seismic isolation, vibration isolation or vibration isolation (more specifically, for example, support for road bridges, bridges, building foundations, etc. It is suitably used for seismic isolation, detached base isolation applications, etc.
以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
<実施例1〜2および比較例1〜4>
1.未加硫ゴム組成物の調製およびカーボンブラック分散率の測定
下記第1表に示す組成(単位は質量部)にて各成分を配合し、B型バンバリーミキサーにて5分間混練して未加硫ゴム組成物を調製し、そのときのカーボンブラックの分散率をASTM D−2663に準拠して測定した。
結果を第1表に示す。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
<Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4>
1. Preparation of unvulcanized rubber composition and measurement of carbon black dispersion rate Each component was blended with the composition shown in Table 1 below (unit: parts by mass), and kneaded for 5 minutes with a B-type Banbury mixer, and unvulcanized. A rubber composition was prepared, and the dispersion ratio of carbon black at that time was measured according to ASTM D-2663.
The results are shown in Table 1.
2.ラップシェア型せん断試験用試料の作製
得られた未加硫ゴム組成物を、幅25mm×長さ25mm×厚さ5mmのサイズに圧延した。当該未加硫ゴム組成物(図2中の5)と、表面をサンドブラストして金属接着剤を塗布した鋼板(幅25mm×長さ100mm×厚さ20mm、図2中の6)とを、図2のラップシェア型せん断試験用試料4の側面図に示すように配置(積層)した後に、130℃で120分プレス加硫してラップシェア型せん断試験用試料を作製した。
2. Preparation of sample for lap shear type shear test The obtained unvulcanized rubber composition was rolled into a size of 25 mm width × 25 mm length × 5 mm thickness. The unvulcanized rubber composition (5 in FIG. 2) and a steel plate (25 mm wide × 100 mm long × 20 mm thick, 6 in FIG. 2) coated with a metal adhesive by sandblasting the surface After placing (lamination) as shown in the side view of the sample 4 for lap shear
3.ラップシェアせん断試験
ラップシェアせん断試験を、加振機(サギノミヤ社製)、入力信号発振機、出力信号処理機を用いて行った。サンプルとしては、上記のラップシェア型せん断試験用試料を用いた(各実施例で使用した試料の数は10個であった)。当該試料に対し、2軸せん断試験機による変形周波数0.5Hz、測定温度23℃下、175%歪みを10回加え、ラップシェアせん断試験を行った。当該ラップシェアせん断試験によって得られたヒステリシスループが示すXmaxおよびQmaxを用い、式(1)、式(2)に従って平均せん断特性値(Heq1、Geq1)を求めた。
Heq1が0.15以上の場合を「○」、0.15未満の場合を「×」とした。
また、Geq1が0.85以上の場合を「○」、0.85未満の場合を「×」とした。
3. Lap shear test The lap shear test was performed using a vibrator (manufactured by Saginomiya), an input signal oscillator, and an output signal processor. As the sample, the above lap shear type shear test sample was used (the number of samples used in each example was 10). The sample was subjected to a lap shear shear test by applying 175% strain 10 times at a deformation frequency of 0.5 Hz with a biaxial shear tester at a measurement temperature of 23 ° C. Using Xmax and Qmax indicated by the hysteresis loop obtained by the lap shear shear test, average shear characteristic values (Heq 1 , Geq 1 ) were determined according to the formulas (1) and (2).
The case where Heq 1 is 0.15 or more is “◯”, and the case where it is less than 0.15 is “×”.
In addition, the case where Geq 1 is 0.85 or more is “◯”, and the case where it is less than 0.85 is “×”.
引き続き、当該試料を用いて、上記と同様のせん断試験機により、変形周波数0.5Hz、測定温度23℃下、70%歪みを5000回加えて、再度ラップシェアせん断試験を行った。上記と同様に平均せん断特性値(Heq2、Geq2)を求めた。 Subsequently, using the sample, a lap shear shear test was performed again with a shear tester similar to the above, with a deformation frequency of 0.5 Hz, a measurement temperature of 23 ° C., and 70% strain applied 5000 times. Similarly to the above, average shear characteristic values (Heq 2 , Geq 2 ) were obtained.
4.Geq変化比およびHeq変化比の算出・評価結果
Geq2をGeq1で割りGeq変化比を求めた。
Geq変化比の評価結果として、Geq2/Geq1の値が、0.95以上、1.05以下の場合を「○」、1.05超、1.15以下の場合を「△」、1.15超の場合を「×」とした。
また、Heq2をHeq1で割りHeq変化比を求めた。
Heq変化比の評価結果として、Heq2/Heq1の値が、0.82以上、1.18以下の場合を「○」、0.82未満の場合を「×」とした。
それぞれの結果を第1表に示す。
4). Calculation and Evaluation Results of Geq Change Ratio and Heq Change Ratio Geq 2 was divided by Geq 1 to obtain a Geq change ratio.
As the evaluation result of the Geq change ratio, the value of Geq 2 / Geq 1 is 0.95 or more and 1.05 or less is “◯”, the case where it is more than 1.05 and 1.15 or less is “Δ”, 1 The case of more than 15 was set as “x”.
Further, Heq 2 was divided by Heq 1 to obtain a Heq change ratio.
As an evaluation result of the Heq change ratio, the case where the value of Heq 2 / Heq 1 is 0.82 or more and 1.18 or less is “◯”, and the case where it is less than 0.82 is “X”.
The results are shown in Table 1.
第1表中の各成分は以下のとおりである。
・天然ゴム:STR20
・ブタジエンゴム:NipolBR1220、日本ゼオン社製
・カーボンブラック1:ニテロン#410、新日化カーボン社製
・カーボンブラック2:テストカーボン1、新日化カーボン社製
・カーボンブラック3:テストカーボン2、新日化カーボン社製
・カーボンブラック4:HD−6、三菱化学社製
・カーボンブラック5:テストカーボン3、新日化カーボン社製
・カーボンブラック6:テストカーボン4、新日化カーボン社製
・酸化亜鉛:酸化亜鉛3種、正同化学社製
・ステアリン酸:ビーズステアリン酸YR、日本油脂社製
・老化防止剤:6C、精工化学社製
・ワックス:サンノック、大内新興化学工業社製
・石油樹脂:ハイレジン#120、東邦化学社製、軟化点120℃
・アロマオイル:ダイアナプロセスAH−20、出光興産社製
・硫黄:粉末イオウ、細井化学工業社製
・加硫促進剤:ノクセラーCZ、大内新興化学工業社製
Each component in Table 1 is as follows.
・ Natural rubber: STR20
・ Butadiene rubber: Nipol BR1220, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. ・ Carbon black 1: Niteron # 410, manufactured by Nisshin Carbon Co. ・ Carbon black 2: Test carbon 1, manufactured by Nisshin Carbon Co. ・ Carbon black 3:
Aroma oil: Diana Process AH-20, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. Sulfur: powder sulfur, manufactured by Hosoi Chemical Co., Ltd. Vulcanization accelerator: Noxeller CZ, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
第1表中のカーボンブラック1〜6(CB1〜6)のDBP吸収量、窒素吸着比表面積(N2SA)、CTAB吸着比表面積(CTAB)および窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差(N2SA−CTAB)を下記第2表に示す。
なお、DBP吸収量はJIS K6217−4−2001に準じて、窒素吸着比表面積はJIS K6217−2−2001に準じて、CTAB吸着比表面積はJIS K6217−3−2001に準じて測定を行った。
DBP absorption amount, nitrogen adsorption specific surface area (N2SA), CTAB adsorption specific surface area (CTAB), and difference between nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area in Table 1 (N2SA) -CTAB) is shown in Table 2 below.
The DBP absorption was measured according to JIS K6217-4-2001, the nitrogen adsorption specific surface area was measured according to JIS K6217-2-2001, and the CTAB adsorption specific surface area was measured according to JIS K6217-3-2001.
第1表に示す結果から明らかなように、第2表に示す各コロイダル特性が本発明の範囲内にあるカーボンブラックを用いた試料(実施例1〜2)は、比較例1〜4に比べて、カーボン分散率が高く、せん断弾性率(Geq1)に優れ、Geq変化率が小さかった。更に、等価減衰定数(Heq)も優れていた。 As is clear from the results shown in Table 1, the samples (Examples 1 and 2) using carbon black having colloidal characteristics shown in Table 2 within the scope of the present invention are compared to Comparative Examples 1 to 4. The carbon dispersion rate was high, the shear modulus (Geq 1 ) was excellent, and the Geq change rate was small. Furthermore, the equivalent damping constant (Heq) was also excellent.
1 高減衰支承体(免震積層体)
2 硬質板
3 本発明の高減衰支承用ゴム組成物
4 ラップシェア型剪断試験用試料
5 圧延した未加硫ゴム組成物
6 鋼板
1 High damping bearing (base-isolated laminate)
2
Claims (3)
窒素吸着比表面積が200〜300m2/g、かつ、DBP吸収量が115cm3/100g以下、かつ、窒素吸着比表面積とCTAB吸着比表面積との差が5〜34m2/gであるカーボンブラック50〜90質量部と、
石油樹脂とを含有し、
前記石油樹脂の含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して5〜45質量部である、高減衰支承用ゴム組成物。 100 parts by weight of diene rubber,
Nitrogen adsorption specific surface area of 200 to 300 m 2 / g and, DBP absorption of 115cm 3/100 g or less, and carbon black 50 the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and CTAB adsorption specific surface area of 5~34m 2 / g ~ 90 parts by mass;
Containing petroleum resin ,
The rubber composition for high damping bearings , wherein the content of the petroleum resin is 5 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber .
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