(57)【要約】【課題】減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性を改善し、繰り返し変形後の弾性率低下を抑制することができる、高減衰ゴム支承用ゴム組成物およびこれを用いる高減衰ゴム支承の提供。【解決手段】ゴム、シリカ及び石油樹脂を含み、更に、式：（Ｒ1−Ｏ）m−Ｓｉ−Ｒ24-mで表されるアルキルシラン（式中、Ｒ1は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ2はアルキル基であり、ｍは１、２又は３である。）及び／又はポリオキシアルキレングリコールを含む、高減衰ゴム支承用ゴム組成物、並びに、該高減衰ゴム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ゴム支承。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム、シリカ及び石油樹脂を含み、更に、式：（Ｒ1−Ｏ）m−Ｓｉ−Ｒ24-mで表されるアルキルシラン（式中、Ｒ1は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ2はアルキル基であり、ｍは１、２又は３である。）及び／又はポリオキシアルキレングリコールを含む、高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
【請求項２】
前記アルキルシランの配合量が前記シリカの配合量に対して５〜２５質量％であり、前記ポリオキシアルキレングリコールの配合量が前記シリカの配合量に対して１０〜４０質量％である請求項1記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
【請求項３】
前記アルキルシラン及び前記ポリオキシアルキレングリコールを含む請求項1または２に記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
【請求項４】
前記Ｒ2としてのアルキル基の炭素数が、６〜１０の整数の中から選択される少なくとも1種である請求項1〜３のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
【請求項５】
前記ポリオキシアルキレングリコールの分子量が１０００以上である請求項1〜４のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
【請求項６】
前記シリカの量が、前記ゴム１００質量部に対して、１０〜３０質量部である請求項１〜５のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
【請求項７】
前記ゴムが天然ゴムおよびビニル−シスブタジエンゴムを含有する請求項１〜６のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
【請求項８】
前記ゴムが、ビニル−シスブタジエンゴムを１０質量％以上含有する請求項１〜７のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
【請求項９】
前記石油樹脂の量が前記ゴム１００質量部に対して２０〜３５質量部である請求項１〜８のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の高減衰ゴム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ゴム支承。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高減衰ゴム支承用ゴム組成物および高減衰ゴム支承に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、震動エネルギーの吸収装置として、防震装置、除震装置、免震装置等が急速に普及しつつある。このような装置においては振動エネルギー減衰性能を有するゴム組成物が使用されている。本願出願人はこれまでに特許文献１等の高減衰ゴム支承用ゴム組成物および高減衰積層体を提案した。
高減衰ゴム支承については寒冷地でも使用可能であるという要求があるが、高減衰ゴム支承に含まれる石油樹脂などの樹脂系減衰付与剤は、減衰性を向上する反面、せん断弾性率の温度依存性を悪化させるため、樹脂多量配合材料では寒冷地での要求性能を満足することができないという問題があった。
一方、高減衰ゴム支承にシリカを配合することにより、高減衰ゴム支承の温度依存性を悪化させることなく減衰性を向上させることは可能であるが、材料粘度が高くなり、加工性を大きく悪化させる（本願比較例１）。
このような問題について、加工特性等の改善を目的として、硫黄を含むシランカップリング剤を含有する高減衰ゴム組成物が提案されている（特許文献２）。しかし硫黄を含むシランカップリング剤はシリカを高分散化して材料粘度を低減することができるが、補強効果が高すぎてシリカ摩擦減衰性の損失が大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３２３６３号公報
【特許文献２】特開平８−５９８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また石油樹脂やシリカの多量配合系の材料では、繰り返し変形後の弾性率の低下が大きく、初期の性能が長期的に渡って安定しないという問題があった（本願比較例２）。
したがって、本願発明は減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性を改善し、繰り返し変形後の弾性率低下を抑制することができる、高減衰ゴム支承用ゴム組成物およびこれを用いる高減衰ゴム支承の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ゴム、シリカ及び石油樹脂を含み、更に、式：（Ｒ1−Ｏ）m−Ｓｉ−Ｒ24-mで表されるアルキルシラン（式中、Ｒ1は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ2はアルキル基であり、ｍは１、２又は３である。）及び／又はポリオキシアルキレングリコールを含むゴム組成物は、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性を改善し、繰り返し変形後の弾性率低下を抑制することができる、積層体が得られることを知見し、本発明を完成させた。
【０００６】
即ち、本発明は、以下の１〜１０を提供する。
１．  ゴム、シリカ及び石油樹脂を含み、更に、式：（Ｒ1−Ｏ）m−Ｓｉ−Ｒ24-mで表されるアルキルシラン（式中、Ｒ1は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ2はアルキル基であり、ｍは１、２又は３である。）及び／又はポリオキシアルキレングリコールを含む、高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
２．  前記アルキルシランの配合量が前記シリカの配合量に対して５〜２５質量％であり、前記ポリオキシアルキレングリコールの配合量が前記シリカの配合量に対して１０〜４０質量％である上記1記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
３．  前記アルキルシラン及び前記ポリオキシアルキレングリコールを含む上記1または２に記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
４．  前記Ｒ2としてのアルキル基の炭素数が、６〜１０の整数の中から選択される少なくとも1種である上記1〜３のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
５．  前記ポリオキシアルキレングリコールの分子量が１０００以上である上記1〜４のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
６．  前記シリカの量が、前記ゴム１００質量部に対して、１０〜３０質量部である上記１〜５のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
７．  前記ゴムが天然ゴムおよびビニル−シスブタジエンゴムを含有する上記１〜６のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
８．  前記ゴムが、ビニル−シスブタジエンゴムを１０質量％以上含有する上記１〜７のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
９．  前記石油樹脂の量が前記ゴム１００質量部に対して２０〜３５質量部である上記１〜８のいずれかに記載の高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
１０．  上記１〜９のいずれかに記載の高減衰ゴム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ゴム支承。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の高減衰ゴム支承用組成物及び本発明の高減衰ゴム支承は、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性を改善し、繰り返し変形後の弾性率低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明の高減衰ゴム支承の一例を模式的に表す断面概略図である。
【図２】図２はラップシェア型せん断試験用試料の模式的な側面図である。
【図３】図３はラップシェア型せん断試験にて得られたヒステリシス曲線の一例（実施例４）を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の高減衰ゴム支承用ゴム組成物（本発明のゴム組成物）は、ゴム、シリカ及び石油樹脂を含み、更に、式：（Ｒ1−Ｏ）m−Ｓｉ−Ｒ24-mで表されるアルキルシラン（式中、Ｒ1は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ2はアルキル基であり、ｍは１、２又は３である。）及び／又はポリオキシアルキレングリコールを含む、高減衰ゴム支承用ゴム組成物である。
本発明のゴム組成物は、ポリオキシアルキレングリコール及び／又はアルキルシランとシリカの水素結合による２次的補強効果により、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性を改善し、繰り返し変形後の弾性率低下を抑制することができるため、長年にわたって繰り返し変形を受ける高減衰ゴム支承（例えば、橋梁用ゴム支承等の用途）としてのゴム組成物に好適である。
【００１０】
＜ゴム＞
本発明のゴム組成物に含有されるゴムは特に制限されない。金属との接着性及びゴム同士の接着性に優れるという観点から、ジエン系ゴムであるのが好ましい。ジエン系ゴムとしては、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。ゴムの平均分子量、単量体、単量体の構成モル比、ハロゲン化率等は特に限定されず、必要に応じて任意に設定できる。
【００１１】
これらのうち、機械物性、減衰性、加工性等のバランスがよい理由からＮＲが好ましい。
また、減衰性を低下させることなく、せん断弾性率の温度依存性をより低減させる理由からＢＲが好ましい。特に、ＢＲのうちでも、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善できるという理由から、ビニル−シスブタジエンゴムが好ましい。
【００１２】
ビニル−シスブタジエンゴムとは、Ｃ4留分を主成分とする不活性有機溶媒中における、シス−１，４−重合とシンジオタクチック−１，２重合とからなるポリブタジエンゴム複合体（以下、「ＶＣＲ」ともいう。）である。
ビニル−シスブタジエンゴムとしては、例えば、シス１，４−結合含量９０％以上のシス−１，４−ポリブタジエンゴム９７〜８０質量％と、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン３〜２０質量％とからなる複合体等が挙げられる。
このようなビニル−シスブタジエンゴムとして、例えば、宇部興産社製のＵＢＥＰＯＬ−ＶＣＲ等の市販品を用いることができる。
【００１３】
本発明においては、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等の観点から、例えば、ＮＲおよびＢＲの組み合わせ、ＩＲおよびＢＲの組み合わせ、ＮＲ、ＩＲおよびＢＲの組み合わせ等が挙げられる。
これらのうち、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善できるという理由から、ＮＲおよびＢＲの組み合わせが好ましく、ＮＲおよびＶＣＲの組み合わせが特に好ましい。
【００１４】
ゴムとしてＮＲおよびＶＣＲを併用する場合、せん断弾性率の温度依存性をより改善できるという観点から、ＶＣＲの量はゴム全体の、２０〜８０質量％であるのが好ましく、２０〜６０質量％であるのがより好ましい。
【００１５】
＜シリカ＞
本発明のゴム組成物においてシリカは補強材として含有される。含有されるシリカは特に制限されない。例えば、従来公知のものを使用することができる。具体的には、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、溶融シリカを挙げることができる。
シリカは、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善し、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができるという観点から、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。
シリカは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。
【００１６】
シリカの含有量は、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善し、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができるという観点から、ゴム１００質量部に対して、１０〜３０質量部であるのが好ましく、１５〜３０質量部であるのがより好ましい。シリカの含有量がこの範囲である場合、得られる本発明の高減衰ゴム支承の減衰性が高く、せん断弾性率が良好となる。
【００１７】
＜石油樹脂＞
本発明のゴム組成物に含有される石油樹脂特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。具体的には、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等が挙げられる。
【００１８】
Ｃ５系の脂肪族不飽和炭化水素としては、具体的には、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−ブテンのような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−ブタジエンのようなジオレフィン系炭化水素；等が挙げられる。
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。
【００１９】
Ｃ９系の芳香族不飽和炭化水素としては、具体的には、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−ビニルトルエンのようなビニル置換芳香族炭化水素等が挙げられる。
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。
【００２０】
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、該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。
【００２１】
石油樹脂は、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。
石油樹脂は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。
【００２２】
石油樹脂の量は、ゴム１００質量部に対して、２０〜３５質量部であるのが好ましく、２５〜３５質量部であるのがより好ましい。石油樹脂の量がこの範囲である場合、得られる本発明の高減衰ゴム支承は、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善し、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができる。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、更に、式：（Ｒ1−Ｏ）m−Ｓｉ−Ｒ24-mで表されるアルキルシラン（式中、Ｒ1は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ2はアルキル基であり、ｍは１、２又は３である。）及び／又はポリオキシアルキレングリコールを含む。
【００２４】
本発明のゴム組成物に更に含有することができる、アルキルシランは下記式で表される。
式：（Ｒ1−Ｏ）m−Ｓｉ−Ｒ24-m
式中、Ｒ1は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ2はアルキル基であり、ｍは１、２又は３である。Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ同じでも異なってもよい。
炭素数１〜３のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。
Ｒ2としてのアルキル基は、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善し、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができるという観点から、その炭素数が、６〜１０の整数の中から選択される少なくとも1種であるのが好ましく、６〜８の整数の中から選択される少なくとも1種であるのがより好ましく、７、８であるのがさらに好ましい。
Ｒ2としてのアルキル基は、例えば、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられる。
Ｒ2としてのアルキル基は、減衰性能を低下させること無く、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができるという観点から、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有さないのが好ましい。
【００２５】
アルキルシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキシシランのようなモノアルキルトリアルコキシシラン；ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、オクタデシルメチルジメトキシシランのようなジアルキルジアルコキシシラン；トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシランのようなトリアルキルアルコキシシランが挙げられる。
なかでも、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善し、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができ、混合時における揮発性が小さいという観点から、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシランが好ましい。
上記式で表されるアルキルシランはＲ2において酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子、特に硫黄原子（例えば、−ＳＨ、チオイソシアネート基、スルフィド）を含まないものとすることができる。このような場合、ゴム組成物の加工性（粘度の上昇を抑制し粘度を適正な範囲とすることができる。）に優れる。
アルキルシランは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。
【００２６】
本発明のゴム組成物に含有することができるポリオキシアルキレングリコールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールが挙げられる。
ポリオキシアルキレングリコールの分子量は、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善し、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができるという観点から、１０００以上であるのが好ましく、１０００〜８０００であるのがより好ましい。本発明において、ポリオキシアルキレングリコールの分子量は、テトラヒドロフランを溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によりポリスチレン換算で求められた数平均分子量である。
ポリオキシアルキレングリコールは、減衰性能を向上させることができるという観点から、室温（２３℃）で固体であるのが好ましい。
また、ポリオキシアルキレングリコールは、シリカとの相溶性がよくなり、減衰性能を向上させることができるという観点から、加熱した際に（例えば、４５℃以上）軟化、流動または溶解するものであるのが好ましい。
室温で固体であり加熱によって軟化、流動または溶解してシリカと良好な相溶性を有するポリオキシアルキレングリコールとしては、例えば、分子量１０００以上のものが挙げられる。
ポリオキシアルキレングリコールは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。
【００２７】
本発明のゴム組成物は、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善し、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができるという観点から、上記式で表されるアルキルシラン及びポリオキシアルキレングリコールを含むのが好ましい。
【００２８】
本発明において、アルキルシランの配合量は、減衰性能を低下させること無く、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができるという観点から、シリカの配合量に対して（シリカの量の）５〜２５質量％であるのが好ましく、１０〜１５質量％であるのがより好ましい。
ポリオキシアルキレングリコールの配合量が、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善し、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができるという観点から、シリカの配合量に対して（シリカの量の）１０〜４０質量％であるのが好ましく、２０〜４０質量％であるのがより好ましい。
本発明のゴム組成物が上記式で表されるアルキルシラン及びポリオキシアルキレングリコールを併用する場合、これらの質量比（アルキルシラン／ポリオキシアルキレングリコール）は、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性をより改善し、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができるという観点から、１／１〜１／３であるのが好ましく、１／１〜１／２であるのがより好ましい。
【００２９】
本発明のゴム組成物は、機械特性、減衰性に優れるという観点から、さらにカーボンブラックを含むのが好ましい。カーボンブラックは特に制限されない。減衰性に優れるという観点から、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１００ｍ2／ｇ以上のカーボンブラックを用いるのが好ましく、１１０〜３７０ｍ2／ｇのカーボンブラックを用いるのがより好ましい。
ＣＴＡＢ吸着比表面積が１００ｍ2／ｇ以上で範囲である場合、得られる本発明のゴム組成物と硬質板とを交互に積層して得られる本発明の高減衰ゴム支承（以下これを「本発明の積層体」ともいう。）の減衰性をより高く維持することができる。
ここで、ＣＴＡＢ吸着比表面積は、カーボンブラックがゴム分子との吸着に利用できる表面積を、ＣＴＡＢ（セチルトリメチルアンモニウムブロミド）の吸着により測定した値である。
このようなカーボンブラックとしては、例えば、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦを挙げることができる。なお、ＣＡＴＢ吸着比表面積は、ＡＳＴＭ  Ｄ３７６５−８０に記載の方法により測定することができる。
カーボンブラックは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。
【００３０】
カーボンブラックの含有量は、せん断弾性率と減衰性に優れるという観点から、ゴム１００質量部に対して、４０〜８５質量部であるのが好ましく、５０〜７５質量部であるのがより好ましい。
【００３１】
本発明のゴム組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば、シリカ、カーボンブラック以外の充填剤、可塑剤（例えばアロマ油）、加工助剤（例えば脂肪酸亜鉛塩）、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、加硫助剤、難燃剤、耐候剤、耐熱剤、ポリエチレンワックスのような滑剤、Ｎ−シクロヘキシルチオ−フタルイミドのようなリターダー（加硫遅延剤）等が挙げられる。
【００３２】
本発明のゴム組成物はその製造方法について特に限定されない。例えば、上述した各成分を配合して未加硫ゴム組成物として製造することができる。
また未加硫ゴム組成物を適宜加硫して加硫ゴム組成物とすることができる。
本発明のゴム組成物の用途は高減衰ゴム支承である。本発明のゴム組成物は高減衰ゴム支承以外にも例えば、ビル免震装置として使用することができる。
【００３３】
本発明の高減衰ゴム支承（本発明の積層体）について以下に説明する。
本発明の高減衰ゴム支承は、本発明の高減衰ゴム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積層体である。本発明の積層体は高減衰ゴム支承として使用することができ、例えば、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。
【００３４】
本発明の高減衰ゴム支承について添付の図面を用いて以下に説明する。本発明の高減衰ゴム支承は添付の図面に制限されない。
図１は本発明の高減衰ゴム支承の一例を模式的に表す断面概略図である。図１において、本発明の高減衰ゴム支承（免震積層体）１は硬質板２、高減衰ゴム支承用ゴム組成物３を有し、高減衰ゴム支承用ゴム組成物３と、硬質板２（例えば、一般構造用鋼板、冷間圧延鋼板等）とは交互に積層されて構成される。高減衰ゴム支承用ゴム組成物３には本発明の高減衰ゴム支承用ゴム組成物が使用される。高減衰ゴム支承１は、高減衰ゴム支承用ゴム組成物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。
【００３５】
本発明において、高減衰ゴム支承用ゴム組成物３は２層以上を積層させた構造としてもよい。本発明の高減衰ゴム支承が有する、高減衰ゴム支承用ゴム組成物と硬質板との積層数は図１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。更に、本発明の高減衰構造体の大きさ、全体の厚さ、本発明の高減衰ゴム支承用ゴム組成物の層の厚さ、硬質板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。
【００３６】
本発明の積層体を製造するには、本発明の高減衰ゴム支承用ゴム組成物をシート状に成形した後に加硫して、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ゴム支承用ゴム組成物をシート状に成形し、硬質板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。
【００３７】
本発明の積層体は、本発明のゴム組成物を用いているため、減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性を改善し、繰り返し変形後の弾性率低下を抑制することができる。
後述するラップシェアせん断試験により測定するマイナス３０℃におけるＧｅｑ-30℃と２３℃におけるＧｅｑ23℃との比（Ｇｅｑ-30℃／Ｇｅｑ23℃）は１に近いほど温度依存性が小さく好ましい。
また、２３℃においてラップシェアせん断試験によって測定された、第１回目のループの傾き（最大応力）と、第１０回目のループの傾き（最大応力）との比（第１回のループ最大応力／第１０回目のループ最大応力）は１に近いほど履歴依存性が小さく好ましい。
【００３８】
等価減衰定数（Ｈｅｑ）およびせん断弾性率（Ｇｅｑ）は、ラップシェアせん断試験により測定される。
図２は、ラップシェア型せん断試験用試料の模式的な側面図である。図２において、符号４はラップシェア型せん断試験用試料を表し、符号５は圧延した未加硫ゴム組成物を表し、符号６は鋼板を表す。
未加硫ゴム組成物５は、幅２５ｍｍ×長さ２５ｍｍ×厚さ５ｍｍのサイズに圧延された、本発明の高減衰ゴム支承用ゴム組成物の未加硫ゴム組成物である。鋼板６は、表面がサンドブラストされ、金属接着剤が塗布された鋼板（幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ２０ｍｍ）である。
ラップシェア型せん断試験用試料４は、未加硫ゴム組成物５と鋼板６とを、図２に示されるように配置（積層）した後に、１３０℃で１２０分プレス加硫して得られる。
【００３９】
ラップシェアせん断試験は、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われる。
上記のように作製され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℃で、１７５％歪みを１１回加えたときのせん断特性値（剛性）を測定し、歪み１回当たりのせん断特性値の平均を求める（以下同様）。
具体的には、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曲線が示すＸｍａｘ（歪み最大値）およびＱｍａｘ（応力最大値）を用い、等価減衰定数（Ｈｅｑ）およびせん断弾性率（Ｇｅｑ）を下記式（１）、（２）に従って算出する。図３に、ラップシェア型せん断試験にて得られたヒステリシス曲線の一例(実施例４)を示す。
【００４０】
【数１】
2014001322.tif 000003
【００４１】
式（１）中、△Ｗはヒステリシスループ内の面積である。
式（２）中、Ｋｅｑは下記式（３）で表され、Ｈは高減衰ゴム支承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。
【００４２】
【数２】
2014001322.tif 000004
【００４３】
高減衰ゴム支承は、振動エネルギーの吸収装置として用いることができ、その具体的用途、適用条件等は特に限定されない。中でも、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）に好適に用いられる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例に従ってより具体的に説明する。本発明は下記の実施例に限定されない。
＜組成物の製造＞
下記第１表に示す組成（単位は質量部）になるように各化合物を配合して、それらをＢ型バンバリーミキサーにて温調６０℃の条件下で５分間混練し、未加硫ゴム組成物を調製した。
【００４５】
＜評価＞
上述のとおり製造した未加硫ゴム組成物を以下の方法で加硫してサンプルを作製し、一般物性、剪断弾性率、等価減衰定数、温度依存性、履歴依存性、粘度を評価した。結果を第１表に示す。
・一般物性（引張物性）
上述のとおり製造した未加硫ゴム組成物を１４８℃のプレス成型機を用い、面圧３．０ＭＰａの圧力下で４５分間加硫して、２ｍｍ厚の加硫シートを作製した。このシートからＪＩＳ３号ダンベル状の試験片を打ち抜き、引張速度５００ｍｍ／分での引張試験をＪＩＳ  Ｋ６２５１-2004に準拠して行い、Ｍ３００（３００％モジュラス、単位：ＭＰａ）、引張強さ（ＴB）［ＭＰａ］および切断時伸び（ＥB）［％］を室温（２３℃）にて測定した。
・ラップシェアせん断試験
上述のとおり製造し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。
圧延後の未加硫ゴム組成物（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。
上記ラップシェア型せん断試験用試料に対して、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、ラップシェアせん断試験を行った。
具体的には、上記ラップシェア型せん断試験用試料に対し、２軸せん断試験機による変形周波数０．５Ｈｚ、測定温度２３℃で、１７５％歪みを１１回加えたときのせん断特性値の平均を求めた。
この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曲線が示すＸｍａｘおよびＱｍａｘを用い、上記式（１）および（２）に従って平均せん断特性値（Ｇｅｑ、Ｈｅｑ）を求めた。
【００４６】
・温度依存性の評価
上記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℃で、１７５％歪みを１１回加えたときのせん断特性値の平均（Ｇｅｑ23℃、Ｈｅｑ23℃）を求めた。
次に、測定温度をマイナス３０℃に代えた他は測定温度が室温（２３℃）の場合と同様にして、マイナス３０℃でのせん断特性値の平均（Ｇｅｑ-30℃、Ｈｅｑ-30℃）を求めた。
そして、Ｇｅｑ温度依存性として、Ｇｅｑ-30℃／Ｇｅｑ23℃（第１表中では、「−３０℃／２３℃」と記載した）を算出した。Ｈｅｑ温度依存性についても同様に行った。
【００４７】
・履歴依存性
上記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℃で、１７５％歪みを１１回加えたときの、第１回のループ面積と第１０回目のループ面積とを求めた。
そして、履歴依存性として、第１回のループ面積／第１０回目のループ面積（第１表中では、「最大応力１ループ／最大応力１０ループ」と記載した）を算出した。
・粘度
ＪＩＳ  Ｋ６３００−１に基づき、ムーニー粘度計の設定温度を１２５℃とし、所定量の未加硫ゴム試験片を用いて、１分間予熱後ローターを回転させて、ムーニー粘度の最低値をＶｍとした。
【００４８】
【表１】
2014001322.tif 000005
【００４９】
第１表中の各成分は、以下のものを使用した。
・ＮＲ：天然ゴム、ＳＩＲ２０、ＰＴ．ＫＡＰＵＡＳ  ＢＥＳＡＲ社製
・ＶＣＲ：ビニル−シスブタジエンゴム、ＵＢＥＰＯＬ−ＶＣＲ  ４１２、シス１，４−ポリブタジエンと高結晶性シンジオタクチックポリブタジエンとを８８：１２の質量比で含む、宇部興産社製
・Ｃ．Ｂ：カーボンブラック、ダイヤブラックＩ、三菱化学社製
・シリカ：ニップシールＶＮ３、東ソー・シリカ社製、平均凝集粒径２０μｍ
・ＤＯＡ：ジオクチルアジペート、大八化学工業社製、可塑剤
・石油樹脂：ハイレジン＃１４０Ｓ（軟化点１４０℃、東邦化学社製）、Ｃ９系脂肪族不飽和炭化水素の単独重合体
・加工助剤：脂肪酸亜鉛塩混合体、商品名ストラクトールＥＦ４４、ＳＣＨＩＬＬ  ＆  ＳＥＩＬＡＣＨＥＲ  ＧＭＢＨ  ＆  ＣＯ.社製
・老化防止剤：商品名ＲＵＢＢＥＲ  ＡＮＴＩＯＸＩＤＡＮＴ  ６ＰＰＤ、Ｓｉｎｏｒｇ  ｃｈｅｍ．Ｃｏ．，  Ｔａｉ′ａｎ社製
・ＰＥＧ１０００：ポリエチレングリコール、数平均分子量１，０００、融点３７℃、ライオンアクゾ社製
・ＰＥＧ４０００：ポリエチレングリコール、数平均分子量４，０００、融点５５℃、ライオンアクゾ社製
・トリメトキシオクチルシラン：信越化学工業社製
・３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン：信越化学工業社製
・ポリエチレンワックス：精工化学社製
・リターダー：Ｎ−Ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｔｈｉｏ−ｐｈｔｈａｌｉｍｉｄｅ、商品名リターダーＣＴＰ、東レファインケミカル社製
・酸化亜鉛：酸化亜鉛３種、正同化学社製
・ステアリン酸：花王社製
・加硫促進剤ＣＺ：ノクセラーＣＺ、大内新興化学工業社製
・硫黄：粉末イオウ、細井化学工業社製
【００５０】
第１表に示す結果から明らかなように、式：（Ｒ1−Ｏ）m−Ｓｉ−Ｒ24-mで表されるアルキルシラン及びポリオキシアルキレングリコールを含まない比較例１はＧｅｐ（−３０℃／２３℃）が高く温度依存性が低かった。式：（Ｒ1−Ｏ）m−Ｓｉ−Ｒ24-mで表されるアルキルシラン及びポリオキシアルキレングリコールを含まず、代わりに硫黄を有するシランカップリング剤を含む比較例２は減衰率が低かった。シリカを含まない比較例３は減衰率が低かった。
これに対して実施例１〜７は減衰性能を低下させること無く、せん断弾性率の温度依存性を改善し、繰り返し変形後の弾性率低下を抑制することができる。特に式：（Ｒ1−Ｏ）m−Ｓｉ−Ｒ24-mで表されるアルキルシラン及びポリオキシアルキレングリコールを併用する実施例４、５はせん断弾性率の温度依存性をより改善し、繰り返し変形後の弾性率低下をより抑制することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  高減衰ゴム支承（免震積層体）
２  硬質板
３  本発明の高減衰ゴム支承用ゴム組成物
４  ラップシェア型せん断試験用試料
５  圧延した未加硫ゴム組成物
６  鋼板
【図１】
2014001322.tif 000006
【図２】
2014001322.tif 000007
【図３】
2014001322.tif 000008