(57)【要約】【課題】クロロプレンゴムを原料として用いたゴム層と金属板等の剛性を有する硬質板とが交互に積層せしめられてなる積層体構造のゴム支承体において、低温特性の改良を図りつつ、ゴム層と硬質板との接着性を高度に確保したゴム支承体を、提供すること。【解決手段】剛性を有する硬質板１４とゴム層１６とが交互に積層せしめられて構成されてなるゴム支承体１０において、該ゴム層１６を、クロロプレンゴムを主成分とするポリマー材料の１００重量部に対して、ジオクチルフタレートを８〜２５重量部の割合で配合すると共に、シリカを３〜１５重量部の割合で更に配合してなるゴム組成物を用いて、形成した。【選択図】          図１
2004225377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性を有する硬質板とゴム層とが交互に積層せしめられて構成されてなるゴム支承体にして、前記ゴム層が、クロロプレンゴムを主成分とするポリマー材料の１００重量部に対して、ジオクチルフタレートを８〜２５重量部の割合で配合すると共に、シリカを３〜１５重量部の割合で更に配合してなるゴム組成物を用いて、形成されていることを特徴とするゴム支承体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、ゴム支承体に係り、特に土木や建築用等の構造物を支承するために有利に用いられるゴム支承体に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、土木や建築等の分野においては、ゴム支承体が、構造物の支持に広く使用されてきている。かかるゴム支承体は、上部構造体と下部構造体との間、例えば、建物と基礎との間や、橋梁と橋脚との間に介在せしめられて、配置されるものであるが、通常、それらの構造体の重量が極めて大きいために、金属板等の剛性を有する硬質板とゴム層とが交互に積層せしめられてなる積層体構造とされており、それによって、建物の防振支持乃至は免震支持や橋梁の荷重支持、更には免震支持等の、ゴム支承体としての機能が効果的に奏され得るようになっているのである。
【０００３】
具体的には、例えば、図１に示される如く、ゴム支承体１０は、ゴムブロック１２内に硬質板としての金属板１４の複数枚が所定間隔を隔てて埋設されることによって、そのような金属板１４と、それら金属板１４，１４間に位置するゴムブロック１２部分であるゴム層１６とが、交互に、一体的に積層されてなる構造を有していると共に、ゴムブロック１２の上部及び下部には、それぞれ、金属製の上部取付板１８及び下部取付板２０が固着せしめられた構造となっているのである。そして、そのようなゴム支承体１０は、その上部取付板１８及び下部取付板２０において、所定の上部構造体と下部構造体との間に挟持、配置されて、固定せしめられ、上部構造体を支持するようになっているのである。このように、ゴム層と硬質板とが上下方向に積層せしめられた積層体構造とされているところから、地震等によって生じる撓み及び変位が、ゴム支承体の剪断方向の緩衝作用によって吸収され、また上下方向の振動も、ゴム支承体の緩衝作用によって吸収され得るようになっている。
【０００４】
ところが、上記の如き構造のゴム支承体うち、ゴム層１６が、クロロプレンゴムにて形成されるクロロプレンゴム支承体にあっては、クロロプレンゴムが一般に低温特性が悪く、脆化温度が−４０℃以下とならないところから、北海道等の寒冷地においては、その使用が不可能であったのである。なお、支承用のクロロプレンゴム組成物については、従来より検討が行なわれており、特許文献１には、破断伸びや強度等の特性に優れた支承用クロロプレン系ゴム組成物が提案されているのであるが、この低温特性の改善に関しては、何等の検討も為されてはいない。
【０００５】
かかる状況下、そのような低温特性を改良せしめるべく、本発明者らは、フタレート系、アジペート系、セバケート系等の従来から公知の各種の可塑剤を、支承用ゴム組成物中に配合することにより、脆化温度の向上を図ったのであるが、かかる可塑剤の配合によって、上述せる如きゴム層１６と金属板１４との接着性が悪化するといった問題が新たに惹起されることが、判明したのである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３１５１６９号公報
【０００７】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、クロロプレンゴムを原料として用いたゴム層と金属板等の剛性を有する硬質板とが交互に積層せしめられてなる積層体構造のゴム支承体において、低温特性の改良を図りつつ、ゴム層と硬質板との接着性を高度に確保したゴム支承体を、提供することにある。
【０００８】
【解決手段】
そして、本発明者らは、そのような課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、従来から公知の可塑剤の中でもジオクチルフタレートを選択し、これを所定量において配合することによって、脆化温度が低下して、低温特性が効果的に向上され得ると共に、かかるジオクチルフタレートと、所定量のシリカを併用することによって、ゴム層と硬質板との接着性が高度に確保され得ることを見出したのである。
【０００９】
従って、本発明は、かくの如き知見に基づいて完成されたものであって、その要旨とするところは、剛性を有する硬質板とゴム層とが交互に積層せしめられて構成されてなるゴム支承体にして、前記ゴム層が、クロロプレンゴムを主成分とするポリマー材料の１００重量部に対して、ジオクチルフタレートを８〜２５重量部の割合で配合すると共に、シリカを３〜１５重量部の割合で更に配合してなるゴム組成物を用いて、形成されていることを特徴とするゴム支承体にある。
【００１０】
このように、本発明に従うゴム支承体にあっては、金属板の如き硬質板の間に位置せしめられるゴム層が、クロロプレンゴムを主成分とするポリマー材料に対して、可塑剤であるジオクチルフタレートと共に、シリカを組み合わせて、それらを、それぞれ所定割合において配合せしめたゴム組成物を用いて形成されているところから、ジオクチルフタレートの所定量の配合によって、クロロプレンゴムを用いた場合に惹起される低温特性の悪化が効果的に改善せしめられ得るだけでなく、所定量のシリカとの併用によって、ゴム層と硬質板との間の接着性も有利に高められ得ることとなるのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ところで、かかる本発明に従うゴム支承体は、代表的には、図１に示される如き構造を呈するものであって、ゴムブロック１２内に、剛性を有する硬質板として、所定間隔を隔てて配置された複数の金属板１４によって、それら金属板１４，１４間に、ゴム層１６が形成され、以て、それら金属板１４とゴム層１６とが交互に積層せしめられてなる積層構造とされているものであり、そこにおいて、このようなゴム支承体１０を構成するゴムブロック１２（具体的には、ゴム層１６）が、本発明に従って、特定のゴム組成物を用いて形成されているのである。
【００１２】
すなわち、そのようなゴムブロック１２（ゴム層１６）を与えるゴム組成物は、クロロプレンゴムを主成分とするポリマー材料に対して、ジオクチルフタレートとシリカとを組み合わせ、それらを、それぞれ、所定割合において配合せしめて、構成されるものであって、そこに、本発明の大きな特徴が存しているのである。
【００１３】
ここにおいて、本発明に従って、上述の如く、ゴム組成物中に配合されるジオクチルフタレートは、従来より公知の可塑剤、中でも、フタレート系可塑剤のうちの１種であり、これを所定の割合において配合せしめることによって、ゴム層１６の脆化温度（ＪＩＳ−Ｋ−６２６１−１９９７参照）が効果的に−４０℃以下に低下せしめられ得て、低温特性が極めて有利に改善され得、以て寒冷地においても、強度や伸び等の特性に優れたクロロプレンゴムからなる支承体を、採用することが出来ることとなったのである。
【００１４】
なお、かかるジオクチルフタレートの配合割合としては、クロロプレンゴムを主成分とするポリマー材料の１００重量部に対して、８〜２５重量部、好ましくは１０〜２２重量部が採用されることとなる。なぜならば、ジオクチルフタレートの配合割合が２５重量部を超えると、ゴム層１６と金属板１４との接着性が悪化するからであり、また、８重量部に満たない場合には、脆化温度の低下が実現されず、低温特性の改善が図られ得なくなるからである。
【００１５】
また、そのようなジオクチルフタレートを、所定量のシリカと組み合わせることによって、可塑剤の配合によって惹起されるゴム層１６と金属板１４との接着性の悪化が効果的に抑制され、接着性が高度に確保されるようになる。これは、ジオクチルフタレートをシリカと組み合わせることにより、ジオクチルフタレートが、接着界面に移行し難くなったり、ゴム層１６と金属板１４を接着する接着剤の性能に悪影響を与え難くなったり等して、接着界面に影響を与えなくなることに因るものと推察される。
【００１６】
さらに、上述せるように、ジオクチルフタレートと組み合わされるシリカとしては、特に制限されるものではないが、好ましくは、ＢＥＴ比表面積が６０〜２７０ｍ２  ／ｇの範囲のシリカ粉末が、更に好ましくは、６０〜１２０ｍ２  ／ｇの範囲のシリカ粉末が用いられる。
【００１７】
なお、かかるシリカのＢＥＴ比表面積は、ＪＩＳ−Ｋ−６２１７−１９９７の「ゴム用カーボンブラックの基本性能の試験方法」における「７．窒素吸着比表面積」の「Ｄ法：流動式比表面積自動測定装置２３００型を用いる方法」に準じて測定されるものである。
【００１８】
また、シリカの配合量としては、クロロプレンゴムを主成分とするポリマー材料の１００重量部に対して、３〜１５重量部、好ましくは５〜１０重量部の割合において、用いられる必要がある。なぜならば、かかるシリカの配合割合が、１５重量部を超えると、ゴム組成物の粘度が上昇し、硬くなって、ゴム支承体に必要とされる剪断弾性率が低下するからであり、また、３重量部に満たない場合には、シリカを添加しても、その効果が充分に発現され得なくなるからである。
【００１９】
ところで、上述せる如きジオクチルフタレートやシリカが配合せしめられるポリマー材料としては、従来からゴム支承体の製造に用いられている各種のクロロプレンゴムが適宜に選定されることとなるが、本発明においては、かかるクロロプレンゴムが、主成分として、つまり５０重量％以上の割合において、含まれておれば、何等差支えなく、クロロプレンゴム単独であっても、クロロプレンゴムに他のポリマー材料乃至はゴム材料がブレンドされているものであってもよい。なお、このブレンドゴムとしては、天然ゴムや、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等のジエン系ゴムを例示することが出来るが、これらに何等限定されるものではないことは、言うまでもないところである。
【００２０】
而して、このような所定のポリマー材料に対して、ジオクチルフタレート及びシリカがそれぞれ所定割合にて配合せしめられてなるゴム組成物には、従来と同様に、ポリマー材料に応じた加硫剤が添加され、更に必要に応じて、適当な加硫促進剤、加硫促進助剤、カーボンブラック等の補強剤、オイル等の軟化剤、老化防止剤等の公知の各種のゴム用配合剤が、通常の範囲内において配合せしめられ、そしてそれが目的とするゴム層１６を与えるゴムブロック１２の形成に用いられることとなる。
【００２１】
また、かくの如きゴム組成物を用いて、本発明に従うゴム支承体を製造するに際しては、従来から公知の各種の手法が適宜に採用され、例えば、図１に示される如きゴム支承体１０を得るには、密閉式混練り機等により、所定のゴム組成物の混練りを行なった後において、加硫成形金型を用いて、所定の金属板１４或いはそれと共に、上部及び下部取付板１８，２０の存在下、混練りされたゴム組成物を射出等により成形キャビティ内に注入せしめて、ゴムブロック１２を加硫成形せしめることにより、金属板１４，１４の間にゴム層１６が介在せしめられて、一体的に加硫接着されてなる構造とする方法や、ゴム組成物を混練りせしめ、次いでそれを押出成形したり、或いはカレンダーにて所定厚みに分出しせしめて、成形すること等により、ゴム層１６を形成した後、適当な接着剤を用いて、その得られたゴム層１６と所定の金属板１４とを交互に積層、接着せしめて、ゴムブロック１２を作製し、更に必要に応じて、その上下面に取付板１８，２０を接着せしめて一体化することにより、積層体と為す方法等が、採用されることとなる。ここで、ゴム層１６の加硫条件としては、クロロプレンゴムにおける通常の加硫温度と加硫時間が採用され得ることは、勿論、言うまでもないところである。
【００２２】
なお、本発明に従うゴム支承体において、剛性を有する硬質板として用いられる金属板としては、耐圧縮性に優れた鉄板や鋼板が好適に用いられ得るものであるが、他の金属材質のものであっても、何等差し支えなく、更には硬質プラスチック板材等であっても、耐圧縮性に優れたものであれば、同様に使用可能である。
【００２３】
また、かかるゴム支承体の全体形状としては、その設置形態に応じた適宜の形状が採用され、例えば、平面形態において、四角形形状や円盤形状の他に、楕円形状や五角形、六角形等の多角形形状とすることも可能であり、更に金属板やゴム層の積層数にあっても、ゴム支承体の用途に応じて適宜に決定されることとなるのである。
【００２４】
【実施例】
以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。
【００２５】
先ず、下記表１に示される各種配合組成のゴム組成物（実施例１，２及び比較例１〜７）を調製した。なお、かかる表１からも明らかなように、目的とするゴム組成物を得るべく、ポリマー材料としてクロロプレンゴム（電気化学工業株式会社製デンカクロロプレンＤＣＲ６６）、可塑剤としてジオクチルフタレート，ジオクチルアジペート，ジオクチルセバケート，菜種油、シリカ粉末としてＢＥＴ比表面積が７０〜１２０ｍ２  ／ｇであるニップシールＥＲ（日本シリカ工業製）、加硫剤として酸化亜鉛、加硫促進剤としてエチレンチオ尿素（２２Ｃ），テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ−Ｇ）、加硫促進助剤としてステアリン酸，酸化マグネシウム（協和マグ＃１５０）、ワックスとしてマイクロクリスタリンワックス、老化防止剤として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（６Ｃ）、カーボンブラックとしてＭＡＦカーボン（シースト１１６）、プロセスオイルとしてナフテン系オイルを、それぞれ準備した。
【００２６】
そして、静的せん断弾性率、脆化温度及び接着性を評価するために、上記で得られた各種ゴム組成物を用いて、以下の応力・ひずみ試験、脆化試験及び剥離試験を行なった。
【００２７】
−応力・ひずみ試験−
上記で得られた各種ゴム組成物を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−６２５４−１９９３の「加硫ゴムの低変形における応力・ひずみ試験方法」における「５．低変形引張試験」に規定される試験片を、１５０℃×２０分の加硫条件を採用して、作製した後、かかるＪＩＳ−Ｋ−６２５４−１９９３に準拠して、静的せん断弾性率を求め、得られた結果を、下記表１に示した。
【００２８】
−脆化試験−
上記で得られた各種ゴム組成物を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−６２６１−１９９７の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの低温試験方法」における「４．低温衝撃ぜい化試験」に規定される試験片を、１５０℃×２０分の加硫条件を採用して、作製した後、かかるＪＩＳ−Ｋ−６２６１−１９９７に準拠して、衝撃ぜい化温度を求め、得られた結果を、下記表１に示した。
【００２９】
−剥離試験−
金属片として脱脂処理の施された鉄板を用い、その接着面に接着剤を塗布して、乾燥せしめた後、その接着剤を塗布した接着面に、上記で得られたゴム組成物からなる未加硫物を用いて、１５０℃×３０分の加硫条件にて加硫することによって、ＪＩＳ−Ｋ−６２５６−１９９３の「加硫ゴムの接着試験方法」における「５．金属片とゴムの９０度はく離試験」に規定される如き試験片を、それぞれ作製した。そして、このようにして得られた各試験片を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−６２５６−１９９３に規定される試験方法に従って、鉄板とそれに接着したゴムを９０度の方向にはく離せしめて、得られた剥離強さを接着力として、下記表１に示した。また、その剥離部分の状態を観察し、ゴム部の破損：Ｒか、ゴム部の接着面での破損：ＲＣかを判断して、その結果を、下記表１に併せ示した。
【００３０】
【表１】
2004225377.tif 000003
【００３１】
かかる表１の結果から明らかなように、実施例１，２に係るゴム組成物にあっては、何れも、脆化温度が−４０℃を超えることなく、優れた低温特性が実現され得ていると共に、剥離試験においても、ゴムの接着界面で剥離されることなく、良好な接着力が確保されていることが、分かる。また、ゴム支承体に必要とされる静的せん断弾性率も、所望とする範囲（０．７〜１．１Ｎ／ｍｍ２  ）内となっている。
【００３２】
これに対して、可塑剤として、ジオクチルフタレートとは異なる化合物が配合された比較例１〜３や、シリカが配合されていない比較例５、ジオクチルフタレートの配合量が多い比較例６にあっては、接着性が悪化していることが認められる。また、シリカの配合量が多い比較例４にあっては、シリカによってゴム層が硬くなり、静的せん断弾性率が大きくなっている。更に、ジオクチルフタレートの配合量が少ない比較例７にあっては、脆化温度が−４０℃よりも高くなって、低温特性が悪化していることが、分かる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明に従うゴム支承体にあっては、そのゴム層を形成するゴム組成物中に、ジオクチルフタレートとシリカとが組み合わされて、それらがそれぞれ所定割合において配合せしめられているところから、クロロプレンゴムを主たるポリマー材料として用いても、ゴム層と硬質板との接着性を高度に確保した状態で、低温特性の改善が有利に図られ得るのである。従って、そのような特徴を有するゴム支承体は、寒冷地においても有利に用いられ得ることとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるゴム支承体の代表的な一例を示す、一部切欠説明図である。
【符号の説明】
１０  ゴム支承体              １２  ゴムブロック
１４  金属板                  １６  ゴム層
１８  上部取付板              ２０  下部取付板
【図１】
2004225377.tif 000004