(57)【要約】【課題】上下に大きな引張り力が作用した際にゴム積層体のゴム層内に発生するポーラスの残存を抑制することが可能なゴム積層体用ゴム組成物及びゴム積層体を提供する。【解決手段】硬質板３を介してゴム層２を上下に積層したゴム積層体１のゴム層２に用いられるゴム積層体用ゴム組成物である。ゴム層２に上下に１００％の引張り歪みを与えた際の体積変化率が８５％以上になり、ゴムに非圧縮性フィラー４が配合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質板を介してゴム層を上下に積層したゴム積層体のゴム層に用いられるゴム積層体用ゴム組成物であって、非圧縮性フィラーを配合し、かつ前記ゴム層に上下に１００％の引張り歪みを与えた際の体積変化率が８５％以上となるゴム積層体用ゴム組成物。
【請求項２】
前記非圧縮性フィラーをゴム１００重量部に対して５〜３０重量部配合した請求項１に記載のゴム積層体用ゴム組成物。
【請求項３】
前記ゴム積層体用ゴム組成物はカーボンを含有し、該カーボンと前記非圧縮性フィラーとの配合比を９０：１０〜５０：５０にした請求項２に記載のゴム積層体用ゴム組成物。
【請求項４】
未加硫の状態におけるトルエン不溶解分ａと無機物ｂとの比ａ／ｂが１．３以下である請求項１，２または３に記載のゴム積層体用ゴム組成物。
【請求項５】
請求項１，２，３または４に記載のゴム積層体用ゴム組成物からなるゴム層を硬質板を介して上下に積層したゴム積層体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、免震装置に使用されるゴム積層体用のゴム組成物及びゴム積層体に関し、更に詳しくは、上下に大きな引張り力が作用した際にゴム積層体のゴム層内部にポーラスが発生し、それが残存するのを抑制するようにしたゴム積層体用ゴム組成物及びゴム積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震から建築構造物を守るため、硬質板を介してゴム層を上下に積層したゴム積層体を用いた免震装置が多数提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなゴム積層体を有する免震装置は、地震の際にゴム積層体のゴム層が地震の揺れに追従変形することで、建築構造物に対する免震作用を行うようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１２５３０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した免震装置は、横揺れに対してはゴム積層体の各ゴム層が剪断変形して体積変化することなく追従することができるが、縦揺れでは上下に作用する大きな引張り力によりゴム層が体積変化し、それに追従しながら上下に変形する結果、ゴム層内部が発泡して微細な内部ポーラスが発生し、それが残存する。その残存したポーラスが起点となってクラックが発生し、そのクラックが成長すると物性低下や破壊に至るという問題があった。
【０００５】
本発明は、上下に大きな引張り力が作用した際にゴム積層体のゴム層内に発生する内部ポーラスが残存するのを抑制することが可能なゴム積層体用ゴム組成物及びゴム積層体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のゴム積層体用ゴム組成物は、硬質板を介してゴム層を上下に積層したゴム積層体のゴム層に用いられるゴム積層体用ゴム組成物であって、非圧縮性フィラーを配合し、かつ前記ゴム層に上下に１００％の引張り歪みを与えた際の体積変化率が８５％以上となることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のゴム積層体は、上記ゴム積層体用ゴム組成物からなるゴム層を硬質板を介して上下に積層したことを特徴とする。
【０００８】
上記ゴム組成物は、ゴム１００重量部に対して非圧縮性フィラーを５〜３０重量部配合したものを用いることができる。好ましくは、ゴム組成物が含有するカーボンと非圧縮性フィラーとの配合比を９０：１０〜５０：５０の範囲にするのがよい。更に、トルエン不溶解分ａと無機物ｂとの比ａ／ｂを１．３以下にするのがよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明のゴム積層体の一例を示し、ゴム積層体１は、複数のゴム層２を鋼板などの硬質板３を介して上下に積層した構成になっている。
【００１１】
各ゴム層２は、ゴム層２の上下に１００％の引張り歪みを与えた際の体積変化率が８５％以上となるゴム組成物から構成され、ゴムに非圧縮性フィラー４を配合した構成になっている。非圧縮性フィラー４は、図２に示すように、ゴム層２内に分散配置されている。
【００１２】
ここで言う体積変化率は、図４に示すように、直径１００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円柱状の上下の金属板１１，１２の間に接着したサンプルゴム層１３を金属板１１を上昇させることにより上方に引張った際に、図４（ｂ）のように体積変化により水平方向にくびれた凹部１３ａの一か所に粘土を密着充填し、その凹部１３ａに充填した粘土の部分１４の断面積を測定し、それを体積に換算することで体積変化率を算出するものとする。体積変化率が８５％より小さい材料では、内部の負圧応力が高くなることでポーラスの発生を助長するため好ましくない。体積変化率の上限値は１００％である。
【００１３】
非圧縮性フィラー４は、圧縮変形せず、また非補強性のものであり、例えば、クレー、シリカ（カップリング剤を使用していないもの）、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、鉄粉などの金属粉、タルク、グラファイト、ガラス粉末、ガラスバルーンなど、ゴム組成物に接着しないものを好ましく使用することができる。より好ましくは、クレーがよい。
【００１４】
このような非圧縮性フィラー４は、ゴム１００重量部に対して５〜３０重量部配合することができる。非圧縮性フィラー４の配合量が５重量部未満であると、引張変形時にポーラスが残存し好ましくない。逆に５０重量部を超えると、破断伸びの低下が大きく，せん断変形性能が低下するため好ましくない。
【００１５】
ゴム組成物に使用するゴムは、ゴム積層体１に用いられる従来公知のゴムが使用でき、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどを好ましく挙げることができる。
【００１６】
上記ゴム組成物はカーボンをゴム１００重量部に対して５〜９０重量部含有することができるが、そのカーボンと非圧縮性フィラー４との配合比は、９０：１０〜５０：５０の範囲にするのが好ましい。非圧縮性フィラー４の配合量が上記配合比より低いと、非圧縮性フィラーの効果が充分に発現せず、引張変形時にポーラスが残存し好ましくない。逆に上記配合比より高いと、破断伸びの低下が大きく、せん断変形性能が低下するため好ましくない。
【００１７】
また、上記ゴム組成物は、他の配合剤として、例えば、樹脂、軟化剤、亜鉛華、老化防止剤、ＷＡＸ等を配合することができるが、未加硫の状態におけるトルエン不溶解分ａと無機物ｂとの比ａ／ｂとしては、１．３以下にするのが好ましい。比ａ／ｂが１．３より大きいと、無機物とポリマーの結合が強すぎ、体積変化に追従しづらくなるため好ましくない。但し、この下限値としては、補強性の点から１．０５以上にするのがよい。
【００１８】
上述した本発明によれば、地震の縦揺れによる大きな引張り力がゴム積層体１のゴム層２に上下に作用した際に、図３に示すように非圧縮性フィラー４とそれを取り囲むゴム層２の界面２ａとが剥離して発泡した空洞５を発生させながら体積変化に追従変形する。大きな引張り力から開放されると、空洞５が無くなって図２の状態に戻るので、ゴム層２内部で発泡した空洞状態の残存を回避することができる。ゴム積層体１に圧縮が作用した時には、非圧縮性フィラー４が圧縮変形しないので、ゴム層２が非圧縮性フィラー４がない状態と同様の挙動を得ることができる。
【００１９】
【実施例】
非圧縮性フィラーにクレーを使用し、下記の表１に示す配合割合を有するゴム組成物により、直径１００ｍｍ、厚さ３ｍｍのゴムサンプルをそれぞれ作製した。１００％の引張り歪みを与えた際の体積変化率（％）、ゴム１００重量部に対する非圧縮性フィラーの配合量（重量部）、カーボンと非圧縮性フィラーとの配合比、トルエン不溶解分と無機物との比は表１に示す通りである。
【００２０】
これら各ゴムサンプルを下記に示す方法により、内部ポーラス残存の評価試験を実施したところ、表１に示す結果を得た。
内部ポーラス残存評価試験
各ゴムサンプルにおいて、図４に示す方法により、１００％の引張り歪みを与えた後、比重を測定し、下記に示す式によりポーラス残存率（％）を算出した。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
【表１】
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表１から、本発明の実施例１，２は、ポーラスの残存がなく、上下に大きな引張り力が作用した際にゴム層内にポーラスが残存するのを抑制できることがわかる。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように本発明は、上下に大きな引張り力が作用した際にゴム積層体のゴム層内に発生する内部ポーラスの残存を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のゴム積層体の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】作用を示す要部拡大断面図である。
【図４】体積変化率を測定する方法を示す説明図であり、（ａ）は引張り前の状態を示す正面図、（ｂ）は引張り後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ゴム積層体                    ２  ゴム層
３  硬質板                        ４  非圧縮性フィラー
５  空洞
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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