(57)【要約】【課題】成形性が高い上、免震構造体用プラグに高い減衰性能をもたらすことができるプラグ用組成物を提供し、また、高い減衰性能を有する免震構造体用プラグ、免震構造体及びかかる免震構造体用プラグの製造方法を提供する。【解決手段】エラストマー成分に脂肪族金属塩及び充填剤を配合してなるエラストマー組成物と、紛体とを含有することを特徴とする免震構造体のプラグ用組成物。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー成分に脂肪族金属塩及び充填剤を配合してなるエラストマー組成物と、紛体とを含有することを特徴とする免震構造体のプラグ用組成物。
【請求項２】
前記脂肪酸金属塩の含有量が、前記エラストマー成分１００質量部に対して３〜４０質量部である請求項１に記載の免震構造体のプラグ用組成物。
【請求項３】
前記脂肪酸金属塩の含有量が、前記エラストマー成分１００質量部に対して５〜２０質量部である請求項２に記載の免震構造体のプラグ用組成物。
【請求項４】
前記脂肪酸金属塩は、オレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、パルミトイル酸又はミリスチン酸から選択される酸成分と、亜鉛、カリウム、ナトリウム、マグネシウム又はカルシウムから選択される金属成分とにより構成される２種以上の脂肪酸金属塩である請求項１〜３のいずれか一項に記載の免震構造体のプラグ用組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の免震構造体のプラグ用組成物から製造された免震構造体用プラグ。
【請求項６】
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、該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設けられたプラグとを具える免震構造体において、
前記プラグが請求項５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。
【請求項７】
エラストマー成分に、脂肪酸金属塩及び充填剤を加えて混練し、エラストマー組成物を調製する工程と、
該エラストマー組成物に、紛体を加えて更に混練し、免震構造体のプラグ用組成物を調製する工程と、
該免震構造体のプラグ用組成物を、成形型内でプレス加工する工程と
を具えることを特徴とする、免震構造体用プラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震構造体のプラグ用組成物、免震構造体用プラグ、免震構造体及び免震構造体用プラグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震装置の支承等として、ゴム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用いられている。また、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、該中空部の内部にプラグを圧入したものがある。
【０００３】
上記プラグとしては、鉛からなるプラグが多く使用されてきた。しかしながら、環境負荷及び廃棄時に要するコスト等の観点から、鉛の代替材料の検討が進められ、かかる材料を用い、十分な減衰性能等を有するプラグが開発されている。
【０００４】
例えば、特開２００９−１０８１９８号公報には、エラストマー成分と１種以上の充填剤とを含み、温度８０℃、荷重１００ｋｇｆでの流動粘度が１×１０５〜１×１０８Ｐであるエラストマー組成物と、粉体とを含むプラグ用組成物を用いることにより、加工性が良好でありながら、高い減衰性能を有する免震構造体用プラグが得られることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０８１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のように、プラグの減衰性能を高めるために粘度を積極的に上昇させたエラストマー組成物は、成形性に劣るという問題があるため、これを用いて得られるプラグの空隙率は高く、減衰性能が十分に高いものであるとはいえない。したがって、かかるプラグ用組成物には、依然として改善の余地があり、当該組成物の粘度を積極的に上昇させることなく、プラグに十分な減衰性能を与えることができる鉛代替材料としてのプラグ用組成物が求められている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上述の問題を解決するためのものであり、成形性が高い上、免震構造体用プラグに高い減衰性能をもたらすことができるプラグ用組成物を提供することにある。また、本発明の別の目的は、高い減衰性能を有する免震構造体用プラグ、免震構造体及び免震構造体用プラグの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の免震構造体のプラグ用組成物は、エラストマー成分に脂肪族金属塩及び充填剤を配合してなるエラストマー組成物と、紛体とを含有することを特徴とする。かかるプラグ用組成物は、成形性が高い上、該プラグに高い減衰性能をもたらすことができる。
【０００９】
本発明の免震構造体のプラグ用組成物は、前記脂肪酸金属塩の含有量が、前記エラストマー成分１００質量部に対して３〜４０質量部であるのが好ましく、５〜２０質量部であるのがより好ましい。かかるプラグ用組成物は、高い成形性を有しつつ、免震構造体用プラグにより高い減衰性能をもたらすことができる。
【００１０】
また、本発明の免震構造体のプラグ用組成物は、前記脂肪酸金属塩が、オレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、パルミトイル酸又はミリスチン酸から選択される酸成分と、亜鉛、カリウム、ナトリウム、マグネシウム又はカルシウムから選択される金属成分とにより構成される２種以上の脂肪酸金属塩であるのが好ましい。かかる２種以上の脂肪酸金属塩を用いることにより、高い成形性を有しつつ、免震構造体用プラグにより高い減衰性能をもたらすことができる。
【００１１】
本発明の免震構造体用プラグは、前記免震構造体のプラグ用組成物から製造されたことを特徴とする。かかる免震構造体用プラグは、高い減衰性能を有する。さらに、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、該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設けられたプラグとを具え、該プラグが前記免震構造体用プラグであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の免震構造体用プラグの製造方法は、エラストマー成分に、脂肪酸金属塩及び充填剤を加えて混練し、エラストマー組成物を調製する工程と、該エラストマー組成物に、紛体を加えて更に混練し、免震構造体のプラグ用組成物を調製する工程と、該免震構造体のプラグ用組成物を、成形型内でプレス加工する工程とを具えることを特徴とする。かかる製造方法によれば、高い成形性をもって、減衰性能が高い免震構造体用プラグが得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、成形性が高い上、免震構造体用プラグに高い減衰性能をもたらすことができる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、高い減衰性能を有する免震構造体用プラグ、免震構造体、並びにかかる免震構造体用プラグの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のプラグを使用した免震構造体の一例の断面図である。
【図２】本発明のプラグを使用した免震構造体における、水平方向の変形変位（δ）と水平方向荷重（Ｑ）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の免震構造体のプラグ用組成物は、エラストマー成分に脂肪族金属塩及び充填剤を配合してなるエラストマー組成物と、紛体とを含有することを特徴とする。
【００１６】
本発明者らは、種々の成分を用いてプラグ用組成物を調製し、プラグの作製を試みたところ、エラストマー成分に、脂肪族金属塩及び充填剤を加えて混練し、更に紛体を加えて混練して得られるプラグ用組成物を用いて免震構造体用プラグを作製することにより、成形性に優れる上、得られるプラグに高い減衰性能をもたらすことができることを見出した。一般に、減衰性能を高めることを目的として鉄粉等の紛体を配合したプラグ用組成物は、成形性が低く、得られるプラグの空隙率が上昇する傾向にある。しかしながら、本発明に従って、エラストマー成分に脂肪酸金属塩を配合したエラストマー組成物を用いることにより、かかる空隙率の上昇を抑えることができ、高い減衰性能をもたらすことができる。ここで、前記エラストマー成分に配合する脂肪酸金属塩は、エラストマー成分と成形型（モールド）との界面において滑剤として作用して、かかる界面での摩擦が低減し、これにより、プラグの空隙率の低減に寄与するものと考えられる。
【００１７】
＜エラストマー組成物＞
本発明のプラグ用組成物に用いるエラストマー組成物は、少なくとも、エラストマー成分を含む。ここで、前記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、天然ゴムや合成ゴム等のゴム、又は熱可塑性エラストマーを使用することができ、これらの中でも、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系のポリマーは、粘弾性体で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、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。また、エラストマー成分がゴムの場合には、プラグの減衰性能が向上する上、耐久性も向上する。前記エラストマー成分として、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く、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１８】
また、製品プラグにおけるエラストマー成分の少なくとも一部は未架橋であることが好ましいことから、前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く、より具体的には未加硫であることが好ましい。前記エラストマー成分が完全に架橋されている場合、大変形を受けた際には変形するものの、変形時に充填剤の位置が変わることができず、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。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、本来の減衰性能が発揮できなくなる。ここで、「未架橋」とは、架橋反応を未だ完全には経ていない状態をさし、部分的に架橋された状態も包含する。
【００１９】
上述の通り、本発明のプラグ用組成物に用いるエラストマー組成物は、少なくとも、脂肪酸金属塩を配合してなる。前記脂肪酸金属塩は、１種単独で用いてもよく、２種以上をブレンドして用いてもよいが、エラストマー成分と成形型との界面において滑剤として作用する効果を十分に発揮させる観点から、２種以上をブレンドして用いるのが好ましい。なお、前記脂肪酸金属塩としては、種々のものを使用することができるが、好適には、オレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、パルミトイル酸又はミリスチン酸から選択される酸成分と、亜鉛、カリウム、ナトリウム、マグネシウム又はカルシウムから選択される金属成分とにより構成される２種以上の脂肪酸金属塩を使用する。
【００２０】
また、前記脂肪酸金属塩の配合量は、その総量が、前記エラストマー成分１００質量部に対して３〜４０質量部であるのが好ましく、５〜２０質量部であるのがより好ましい。前記脂肪酸金属塩の配合量が３質量部以上であることにより、滑剤としての作用がより十分に発揮され、プラグ用組成物の成形性が高くなるとともに、プラグの空隙率に起因する減衰性能の低下を抑制することができ、また、４０質量部以下であることにより、プラグ用組成物の内部においても滑剤として作用する影響が小さく、エラストマー組成物の粘度を低下させないため、免震構造体用プラグにより高い減衰性能をもたらすことができる。
【００２１】
本発明のプラグ用組成物に用いるエラストマー組成物は、少なくとも、充填剤を配合してなる。前記充填剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよいが、かかる充填剤の１種以上は補強性充填剤であることが好ましい。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り、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流動粘度を上昇させ、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。一般に、免震構造体用プラグは、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、変形した際の変位追従性が悪化して、エネルギーロスが大きくなる結果として、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を向上させることが可能となる。
【００２２】
上記補強性充填剤としては、カーボンブラック及びシリカが好ましく、カーボンブラックが特に好ましい。前記カーボンブラックとしては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ等級のもの等が挙げられ、これらの中でも、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ等級のもの等の表面積が大きい微粒子のものが好ましい。また、シリカとしては、湿式シリカ、乾式シリカ及びコロイダルシリカ等が挙げられる。これら補強性充填剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
なお、前記エラストマー組成物における充填剤の配合量は、その総量が、前記エラストマー成分１００質量部に対して６０〜１５０質量部の範囲であるのが好ましく、１００〜１２０質量部の範囲であるのがより好ましい。前記充填剤の総量が６０質量部以上であることにより、より十分に高い減衰性能が得られ、また、１５０質量部以下であることにより、混練工程をより容易に行うことができ、均一なプラグ用組成物が得られる。
【００２４】
また、本発明のプラグ用組成物に用いるエラストマー組成物には、老化防止剤が配合されていてもよい。前記老化防止剤は、外的環境から侵入する水や酸素に由来する活性遊離ラジカルと反応してこれを有効に封じ込める作用を有する。したがって、前記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、かかる活性遊離ラジカルの発生に起因する劣化を抑制することができ、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。
【００２５】
前記老化防止剤としては、Ｎ−フェニル−Ｎ’−１，３−ジメチルブチル−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、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系老化防止剤；スチレン化フェノール、２，６−ジターシャルブチル−ｐ−クレゾール、２，６−ジフェニル−４−オクトキシフェノール等のフェノール系老化防止剤；トリフェニルホスファイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（モノ、ジ混合ノニルフェニル）ホスファイト等の有機ホスファイト系老化防止剤；又はジラウリル−、ジミリスチル−、ジステアリル−チオジプロピオネート等のジアルキルチオジプロピオネート類等のチオエーテル系老化防止剤が挙げられる。これら老化防止剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
さらに、本発明のプラグ用組成物に用いるエラストマー組成物には、可塑剤が配合されていてもよい。前記可塑剤は、プラグ用組成物の加工性及び成形性の向上に寄与する。前記可塑剤としては、フタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、テトラヒドロフタル酸、セバシン酸、アゼライン酸、マレイン酸、フマル酸、トリメリット酸、クエン酸、イタコン酸、オレイン酸、リシノール酸、ステアリン酸、リン酸、スルホン酸等の誘導体（例えば、エステル）；グリコール、グリセリン、エポキシの誘導体、重合系可塑剤等が挙げられる。これら可塑剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
前記エラストマー組成物における可塑剤の配合量は、その総量が、前記エラストマー成分１００質量部に対して３〜３０質量部の範囲であるのが好ましく、５〜１５質量部の範囲であるのがより好ましい。前記可塑剤の配合量が３質量部以上であることにより、十分な加工性及び成形性の向上効果を発揮でき、また、３０質量部以下であることにより、エラストマー組成物の粘度の低下を防ぎ、十分な減衰性能を得ることができる。
【００２８】
前記エラストマー組成物には、上述したエラストマー成分、脂肪酸金属塩、充填剤、老化防止剤及び可塑剤の他、樹脂、ワックス、軟化剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、安定剤等のエラストマー組成物に一般に使用される添加剤等も配合することができる。
【００２９】
前記樹脂としては、フェノール樹脂、ロジン樹脂、ジシクロペンダジエン（ＤＣＰＤ）樹脂、ジシクロペンダジエン−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、ケトン樹脂、及びこれらの樹脂の変性樹脂等が挙げられる。これら樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
前記軟化剤としては、アロマ系オイル、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル等の鉱物油系軟化剤；ヒマシ油、綿実油、アマニ油、ナタネ油、大豆油、パーム油、落花生油、ロジン、パインオイル等の植物油系軟化剤；シリコーン油等の低分子量オイルを挙げることができる。これら軟化剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
上述した本発明のプラグ用組成物に用いるエラストマー組成物は、例えば、エラストマー成分に、脂肪酸金属塩及び充填剤、並びに老化防止剤及び可塑剤等の必要に応じて適宜選択した各種添加剤等を加えて混練することで製造することができる。なお、前記エラストマー組成物の製造においては、前記充填剤を複数回に分けて配合することが好ましく、そうすることで、より均一なプラグ用組成物を製造することが可能となる。
【００３２】
前記エラストマー組成物の製造には、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。混練条件としては、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本発明の組成物が十分に混練されるような条件を設定することができる。例えば、回転数は、エラストマー成分の粘度低下を抑えるためには低い方がよく、２０〜４０ｒｐｍの範囲が好ましい。また、温度は、１００℃程度であるのが好ましい。
【００３３】
＜プラグ用組成物＞
本発明の免震構造体のプラグ用組成物は、上述のエラストマー組成物と、紛体とを含有することを特徴とする。
【００３４】
本発明のプラグ用組成物に用いる紛体は、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、紛体同士の摩擦及び紛体とエラストマー成分との摩擦により振動を減衰させる。ここで、本発明において紛体とは、前述の充填剤以外のものを指し、例えば、金属粉、炭化ケイ素粉等を包含する。なお、プラグ用組成物が紛体を含まない場合、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。
【００３５】
上記紛体としては、金属粉が好ましく、また、該金属粉としては、環境への負荷が小さいものが好ましく、例えば、鉄粉、ステンレス粉、ジルコニウム粉、タングステン粉、青銅（ＣｕＳｎ）粉、アルミニウム粉、金粉、銀粉、錫粉、炭化タングステン粉、タンタル粉、チタン粉、銅粉、ニッケル粉、ニオブ粉、鉄−ニッケル合金粉、亜鉛粉、モリブデン粉等が挙げられ、これら金属粉は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これら金属粉は、金属酸化物粉でもよい。これら紛体の中でも、鉄粉が特に好ましい。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く、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。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。
【００３６】
本発明のプラグ用組成物において上記紛体の含有量は、５０〜７４体積％の範囲が好ましい。プラグ用組成物中の紛体の含有量が５０体積％以上であることにより、紛体間の距離を適度に保ち、変形時の紛体同士の摩擦、及び紛体と他の成分の間の流動抵抗の上昇により、より高い減衰性能をもたらすことができる。また、プラグ用組成物中の紛体の含有量が７４体積％以下であることにより、紛体同士の接触頻度が適切であるため繰り返し耐久性が良好に維持される上、プラグの空隙率の過度の上昇を抑制することができる。
【００３７】
前記紛体の粒径は、０．１μｍ〜２ｍｍの範囲が好ましく、１μｍ〜１５０μｍの範囲がより好ましい。紛体の粒径が０．１μｍ以上であることにより、取り扱いが容易であり、また、紛体の粒径が２ｍｍ以下であることにより、プラグの減衰性能を十分に向上させることができる。
【００３８】
また、前記紛体の形状は、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。バルクを粉砕することなどによって得られる紛体の形状は当然に不定形であるが、球状の紛体を用いた場合と比較したところ、不定形の紛体を用いた方が良好な減衰効果が得られることが分かっている。これは、不定形の紛体を使用すると、紛体同士、紛体−エラストマー成分間の摩擦の際に引っ掛かり効果のようなものが生じ、球状のもの等を使用した場合と比較して摩擦が大きくなって、減衰性能が良好になるためであると考えられる。
【００３９】
本発明のプラグ用組成物は、前記エラストマー組成物に、紛体を加えて混練することで製造できる。なお、プラグ用組成物の製造においては、紛体を複数回に分けて配合することが好ましく、そうすることで、より均一なプラグ用組成物を製造することが可能となる。
【００４０】
上記プラグ用組成物の製造には、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。混練条件としては、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本発明の組成物が十分に混練されるような条件を設定することができる。例えば、回転数は、エラストマー成分の粘度低下を抑えるためには低い方がよく、２０〜４０ｒｐｍの範囲が好ましい。また、温度は、エラストマー組成物への紛体の分散を良くするために、エラストマー組成物を軟化させるのに十分な温度が好ましいが、温度が高過ぎると、エラストマー成分が劣化したり、冷却に時間がかかり過ぎて生産性が低下するため、１００℃程度が好ましい。なお、混練した組成物を排出する前に、圧力を開放して無加圧で混練することが好ましく、無加圧で混練することによって、組成物が固まりにならず、組成物の取り出しが容易となる。
【００４１】
＜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から製造されたことを特徴とし、高い減衰性能を有する。本発明の免震構造体用プラグは、好ましくは、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て、成形装置に移し、成形型（モールド）内で温度と圧力をかけて、プレス加工することにより製造する。従来のプラグ用組成物を用いたプレス加工においては、成形装置の成形型表面とプラグ用組成物との摩擦が大きいため、成形型の底部に充填されたプラグ用組成物への圧力がかかり難い。しかしながら、本発明に従い、エラストマー成分に脂肪酸金属塩を配合することにより、成形型表面とプラグ用組成物との摩擦が低減されるため、成形型内のプラグ用組成物がより均一に加圧され、高い成形性をもってプラグを成形することができる。さらに、得られるプラグに高い減衰性能をもたらす。
【００４２】
なお、この工程で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、プレス加工の条件も、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プラグの成形に適した条件を設定することができる。例えば、プレス加工の条件としては、プレス温度は常温〜１５０℃の範囲が好ましく、成形圧力は０．７ｔ／ｃｍ２以上が好ましい。
【００４３】
＜免震構造体＞
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、該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、該プラグを上述の免震構造体用プラグとすることが挙げられ、かかる免震構造体は、高い減衰性能を有する。以下に、図を参照しながらかかる免震構造体を詳細に説明する。
【００４４】
図１に示す免震構造体１は、剛性を有する剛性板２と弾性を有する弾性板３とが交互に積層されてなり、該積層方向（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、該積層体４の中空部に圧入されたプラグ５と、積層体４及びプラグ５の両端（上端及び下端）に固定されたフランジ板６とを具え、積層体４の外周面が被覆材７で覆われている。
【００４５】
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、あるいは接着剤により強固に貼り合わされている。なお、加硫接着においては、剛性板２と未加硫ゴム組成物とを積層してから加硫を行い、未加硫ゴム組成物の加硫物が弾性板３となる。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使用することができる。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、免震構造体１を構成する積層体は、被覆材７で覆われていなくてもよいが、積層体４の外周面が被覆材７で覆われている場合、積層体４に外部から雨や光が届かなくなり、酸素やオゾン、紫外線による積層体４の劣化を防止できる。なお、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。
【００４６】
積層体４は、振動により水平方向のせん断力を受けた際には、せん断変形して、振動のエネルギーを吸収する。また、積層体４は、剛性板２と弾性板３とが交互に積層されてなるため、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。
【００４７】
上記免震構造体１は、積層体４の中空部にプラグ５が圧入されており、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と共にプラグ５がせん断変形して、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ことができる。ここで、プラグ５として、エラストマー成分に、脂肪族金属塩及び充填剤を配合してなるエラストマー組成物と、紛体とを含有する組成物から製造した、上述の本発明に係る免震構造体用プラグを用いた免震構造体は、十分な減衰性能等を有する。
【実施例】
【００４８】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４９】
＜エラストマー組成物の調製＞
ニーダーを用い、回転数を４０ｐｐｍ、温度を７０℃として、表１及び表２に示す処方で、エラストマー成分と、紛体たる鉄粉以外の添加剤等とを混練し、エラストマー組成物を調製した。なお、混練時においては、充填剤たるカーボンブラックを２回に分けて配合した。
【００５０】
【表１】
2014206199.tif 000003
【００５１】
【表２】
2014206199.tif 000004
＊１  天然ゴム：未加硫，ＲＳＳ＃４
＊２  ステアリン酸亜鉛、米山薬品工業製
＊３  脂肪酸金属塩ブレンド品、ｓｃｈｉｌｌ＋Ｓｅｉｌａｃｈｅｒ社製、「Ｓｔｒｕｋｔｏｌ ＥＦ４４」、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カリウム、オレイン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛を主成分とする脂肪酸金属塩ブレンド
＊４  カーボンブラック、東海カーボン（株）製、「シースト６Ｐ」、ＩＳＡＦ等級
＊５  樹脂、丸善石油化学社製、「ＥＳＣＯＲＥＺ８１８０」
＊６  可塑剤、ジオクチルアジペート、アジピン酸誘導体
＊７  老化防止剤、住友化学（株）製、「アンステージ６Ｃ」、Ｎ−フェニル−Ｎ’−１，３−ジメチルブチル−ｐ−フェニレンジアミン
＊８  ワックス、新日本石油製「プロトワックス１」
＊９  亜鉛華、白水化学工業社製、３号
＊１０  鉄粉、粒径＝４０μｍ、不定形な還元鉄粉 
【００５２】
＜免震構造体用プラグの作製＞
次に、ニーダーを用いて、得られたエラストマー組成物と鉄粉とを、表１及び表２に示す体積比で混練し、プラグ用組成物を調製した。次に、前記プラグ用組成物を成形装置の成形型（モールド）に充填し、温度を常温、成形圧力を３．２〜４．８ｔ／ｃｍ２の範囲（目標４．０ｔ／ｃｍ２）としてプレス加工して、直径１０．１ｍｍ×長さ１０ｍｍの円柱状の免震構造体用プラグを作製した。前記プラグ用組成物の成形型への充填量は、４．４±０．０５ｇとした。また、プレス加工は、「（１）加圧を開始する、（２）圧力が安定してから１０〜３０秒間プレスする、（３）圧力を開放する」という操作を２回繰り返すことにより実施した。
【００５３】
＜免震構造体の作製＞
その後、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（Ｇ’＝０．４ＭＰａ）］とが交互に積層されてなる積層体の中空部に、前記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、プラグの体積は、積層体の中空部の体積の１．０１倍とした。前記免震構造体に対して、下記の方法で減衰性能を評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００５４】
＜減衰性能の評価＞
前記免震構造体に対し、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５０〜２５０％とし、加振周波数は０．３Ｈｚとし、垂直面圧は１０ＭＰａとした。図２に、水平方向の変形変位（δ）と免震構造体の水平方向荷重（Ｑ）との関係を示す。図２中のヒステリシス曲線で囲まれた領域の面積ΔＷが広くなるほど、振動のエネルギーを多く吸収でき、即ち、減衰性能に優れることを意味する。
【００５５】
本試験においては、歪１００％における切片荷重Ｑｄ（変位０における水平荷重値）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。Ｑｄが大きくなる程、ヒステリシス曲線で囲まれた領域の面積が広くなり、減衰性能が優れることを示す。
【００５６】
＜成形性の評価＞
また、プラグ用組成物の成形性の評価を、得られるプラグの空隙率を測定することにより行った。まず、上述の方法により作製したプラグの実密度（ρ１）を、水中置換法により測定した。そして、かかる値と、プラグ用組成物の成形型への充填量及び成形型の容積から算出される計算密度（ρ０）とから、空隙率ｋ（％）を、以下の式（Ｉ）により求めた。
ｋ＝（ρ０−ρ１）／ρ０×１００    ・・・（Ｉ）
この空隙率ｋの値が低いほど、成形性に優れることを示す。
【００５７】
表１及び表２中の実施例の結果から、エラストマー成分に少なくとも脂肪酸金属塩及び充填剤を配合してなるエラストマー組成物と、紛体とを含有するプラグ用組成物は、成形性が高い上、得られるプラグに高い減衰性能をもたらすことが分かる。特に、脂肪酸金属塩の含有量が、前記エラストマー成分１００質量部に対して３〜４０質量部であるプラグ用組成物を用いることで、高い成形性を有しつつ、得られるプラグにより高い減衰性能をもたらすことが分かる。
【符号の説明】
【００５８】
１  免震構造体
２  剛性版
３  弾性板
４  積層体
５  プラグ
６  フランジ板
７  被覆材
【図１】
2014206199.tif 000005
【図２】
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