(57)【要約】【解決手段】原料ゴムとポリエチレングリコールエステルとを含むことを特徴とする高減衰性ゴム組成物。【効果】本発明によれば、減衰特性に優れ、しかも成形加工時の作業性に優れた高減衰性ゴム組成物、及び免震構造体が提供される。本発明の高減衰性ゴム組成物は、特に免震ゴム、防振ゴム、ダンパーなど、高い減衰特性を要求される工業用ゴム材料として好適に使用することが可能である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ゴムとポリエチレングリコールエステルとを含むことを特徴とする高減衰性ゴム組成物。
【請求項２】
さらに、カーボンブラック及び／又は石油系樹脂を含む請求項１記載の高減衰性ゴム組成物。
【請求項３】
前記ポリエチレングリコールエステルが、前記原料ゴム１００質量部に対し５〜５０質量部配合される請求項１又は２記載の高減衰性ゴム組成物。
【請求項４】
前記ポリエチレングリコールエステルが、下記一般式（１）
【化１】
2005008812.tif 000005
（式中、Ｒ１，Ｒ２は互いに同一又は異種の炭素数１〜７００の有機基を示す。）で示される請求項１，２又は３記載の高減衰性ゴム組成物。
【請求項５】
前記炭素数１〜７００の有機基が、飽和又は不飽和の脂肪族基である請求項４記載の高減衰性ゴム組成物。
【請求項６】
前記ポリエチレングリコールエステルの分子量が、２００〜１００００である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の高減衰性ゴム組成物。
【請求項７】
軟質層と硬質層とが交互に積層された免震構造体において、前記軟質層が請求項１乃至６のいずれかに記載の高減衰性ゴム組成物の成形体からなることを特徴とする免震構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に免震ゴム、防振ゴム、ダンパーなど高い減衰特性を要求される工業用ゴム材料として好適な高減衰性ゴム組成物、及び免震構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建造物の建築技術として免震工法が挙げられる。免震工法とは地震の振動エネルギー（ゆれ）を直接建物に伝えないよう考えられた工法であり、建物の基礎部と上部構造との間に絶縁体（アイソレータ）が配置されるものである。このアイソレータには免震構造体が用いられているが、この免震構造体は高減衰性ゴム組成物からなる軟質層と金属板等からなる硬質層とを交互に積層し、建造物を支えるため縦方向には硬く、一方、振動の入力加速度を和らげるため横方向には軟かい性能を持つように構成されていることが多い。
【０００３】
このような用途に使用される高減衰性ゴム組成物としては、例えばゴム成分にシリカを配合した高減衰ゴム組成物（例えば、特許文献１：特開平６−５７０３６号公報参照）や、ゴム成分に特殊カーボンや石油系樹脂を高充填した高減衰ゴム組成物（例えば、特許文献２：特開２００１−１６４０４４号公報参照）等が提案されている。
【０００４】
しかしながら、減衰特性向上を目的として原料ゴムに特殊カーボンや石油系炭化水素系樹脂等を高充填配合する場合、このゴム組成物をバンバリーローター等により混練する際にゴム組成物が装置へ密着し、ゴム組成物の剥離が困難となる場合があった。また、その様な配合により得られたゴム組成物は未加硫時においても生地硬度が高く、引き続き行われる圧延作業においてロールへの熱入れ作業に長時間を要す場合があり、作業性が必ずしも良好ではなかった。
減衰特性が良好で、しかも成形時の作業性に優れるゴム組成物が望まれていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−５７０３６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１６４０４４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、減衰特性に優れ、しかも成形時の作業性が良好な高減衰性ゴム組成物、及び、該高減衰性ゴム組成物を用いた免震構造体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討の結果、原料ゴムとポリエチレングリコールエステルとを含むゴム組成物が、従来の高減衰性ゴム組成物と同等の減衰特性を有し、しかも、従来の高減衰性ゴム組成物に比べて成形時の作業性に優れるゴム組成物であることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、下記の高減衰性ゴム組成物、及び免震構造体を提供する。
請求項１：
原料ゴムとポリエチレングリコールエステルとを含むことを特徴とする高減衰性ゴム組成物。
請求項２：
さらに、カーボンブラック及び／又は石油系樹脂を含む請求項１記載の高減衰性ゴム組成物。
請求項３：
前記ポリエチレングリコールエステルが、前記原料ゴム１００質量部に対し５〜５０質量部配合される請求項１又は２記載の高減衰性ゴム組成物。
請求項４：
前記ポリエチレングリコールエステルが、下記一般式（１）
【化２】
2005008812.tif 000002
（式中、Ｒ１，Ｒ２は互いに同一又は異種の炭素数１〜７００の有機基を示す。）で示される請求項１，２又は３記載の高減衰性ゴム組成物。
請求項５：
前記炭素数１〜７００の有機基が、飽和又は不飽和の脂肪族基である請求項４記載の高減衰性ゴム組成物。
請求項６：
前記ポリエチレングリコールエステルの分子量が、２００〜１００００である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の高減衰性ゴム組成物。
請求項７：
軟質層と硬質層とが交互に積層された免震構造体において、前記軟質層が請求項１乃至６のいずれかに記載の高減衰性ゴム組成物の成形体からなることを特徴とする免震構造体。
【０００９】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の高減衰性ゴム組成物は、原料ゴムとポリエチレングリコールエステルとを含むことを特徴とする高減衰性ゴム組成物である。
【００１０】
本発明に用いられる原料ゴムとしては、本発明の目的を損なわないゴムであれば特に制限されるものではないが、例えば天然ゴムや、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、イソブチレン・イソプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エポキシ化天然ゴム、アクリレートブタジエンゴム等の合成ゴム及びこれら天然ゴムまたは合成ゴムの分子鎖末端が変性されたものなどを挙げることができ、これらは１種を単独で、あるいは２種以上を併用してもよい。
中でも、耐久性や温度依存性の観点から、本発明においては天然ゴム及び／又はジエン系ゴムを主成分として含むものが好適に用いられる。なお、ここでいう主成分とは、天然ゴム及び／又はジエン系ゴムが上記原料ゴムに占める割合が５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上であることを意味する。
【００１１】
ここで、天然ゴムとジエン系ゴムとを配合して用いる場合、その配合比としては、特に限定されるものではないが、（天然ゴム）／（ジエン系ゴム）（質量比）として通常０／１００〜１００／０、好ましくは２０／８０〜８０／２０である。
また、本発明における原料ゴムとしては、上記天然ゴム及び／又はジエン系ゴムに加え、さらに１種または２種以上のゴム成分を副成分として配合してもよい。そのような副成分としてのゴム成分としては、例えばイソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、イソブチレン・イソプレンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エポキシ化天然ゴム等の合成ゴム、及び天然ゴムまたはこれら合成ゴムの分子鎖末端が変性されたものなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００１２】
本発明の高減衰性ゴム組成物は、上記のような原料ゴムと、ポリエチレングリコールエステルとを含む高減衰性ゴム組成物である。ポリエチレングリコールエステルとしては、減衰性能の観点から、下記一般式（１）で示されるポリエチレングリコールエステルであることが好ましい。
【００１３】
【化３】
2005008812.tif 000003
（式中、Ｒ１，Ｒ２は互いに同一又は異種の炭素数１〜７００の有機基を示す。）
【００１４】
ここで、炭素数１〜７００の有機基としては、例えばエーテル構造、エステル構造、アミド構造、又はヒドロキシ基を１個以上含有してもよい、炭素原子数が１〜７００個、好ましくは１〜５００個、より好ましくは１〜２００個の飽和又は不飽和の脂肪族又は芳香族１価炭化水素基などが挙げられる。
【００１５】
上記炭素数１〜７００の有機基としてより具体的には、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｉ−ペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル（１，１−ジメチル−３，３−ジメチルブチル）、２−エチルヘキシル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル等のアルキル基；シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル等のシクロアルキル基；１−メチルシクロペンチル、１−メチルシクロヘキシル、１−メチル−４−ｉ−プロピルシクロヘキシル等のアルキルシクロアルキル基；アリル、プロペニル、ブテニル、２−ブテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル等のアルケニル基；フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ビフェニル基、フェノキシフェニル基、クロロフェニル基、スルホフェニル基等のアリール基；ベンジル基、２−フェニルエチル基（フェネチル基）、α−メチルベンジル基、α，α−ジメチルベンジル基等のアラルキル基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらは１種を単独で、あるいは２種以上を併用しても良い。
【００１６】
上記ポリエチレングリコールエステルの分子量としては、特に限定されるものではないが、通常２００以上、好ましくは４００以上、上限として通常１００００以下、好ましくは３０００以下である。ポリエチレングリコールエステルの分子量が２００未満であると、揮発減量の観点から問題となる場合があり、一方、１００００を超えると、混練作業性に問題が生じる場合がある。
また、上記一般式（１）中のｎ値（オキシエチレン単量体ユニットの重合度に相当する）としても、特に限定されるものではないが、通常１以上、好ましくは３以上、上限として通常５０以下、好ましくは２５以下である。ｎ値が５０を超えると、混練作業性に問題が生じる場合がある。
なお、本発明において分子量とは、ＧＰＣ法にて算出したポリスチレン換算の数平均分子量を意味する。
【００１７】
上記一般式（１）で示されるポリエチレングリコールエステルは、例えばポリエチレングリコール１当量に対し、２当量の有機カルボン酸を反応させることにより得ることができる。このような有機カルボン酸としては特に限定されるものではないが、例えば上記炭素数１〜７００の有機基を有する有機カルボン酸、より具体的には、オクチル酸、ヘキシル酸、ノニル酸、ヘプチル酸等が挙げられ、これらよりなる群から選択された１種又は２種以上であることが好適である。
【００１８】
なお、上記一般式（１）で示されるポリエチレングリコールエステルとしては市販品を用いることができ、例えばＳｃｈｉｌｌ＆Ｓｅｉｌａｃｈｅｒ社製ＫＷ４００を好適に用いることができる。
【００１９】
上記ポリエチレングリコールエステルの、上記原料ゴムに対する配合量（複数種のポリエチレングリコールエステルを併用する場合にはその総量）としては、上記原料ゴム１００質量部に対し、通常５質量部以上、好ましくは１０質量部以上、上限として通常５０質量部以下、好ましくは２０質量部以下である。上記ポリエチレングリコールエステルの上記原料ゴム１００質量部に対する配合量が５質量部未満では、減衰性の発現効果が不十分となる場合があり、一方、５０質量部を超えると、ゴム強力の低下やポリエチレングリコールエステルのブリード問題が生じる場合がある。
【００２０】
本発明の高減衰性ゴム組成物には、カーボンブラック及び／又は石油系樹脂を配合することが好適である。
上記カーボンブラックとしては公知のものを使用することができ、特に限定されるものではないが、例えば、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ、ＦＴ、ＭＴなどのカーボンブラックを挙げることができる。中でもＳＡＦ、ＩＳＡＦが好適である。これらのカーボンブラックは、１種を単独で、あるいは２種以上を併用してもよい。
【００２１】
上記カーボンブラックの配合量としては、上記原料ゴム１００質量部に対し、通常３０質量部以上、好ましくは５０質量部以上、上限として通常１００質量部以下、好ましくは８０質量部以下である。上記カーボンブラックの上記原料ゴム１００質量部に対する配合量が、３０質量部未満では、十分な減衰性が得られない場合があり、一方、１００質量部を超えると、混練作業性が著しく低下する場合がある。
【００２２】
上記石油系樹脂としては公知のものを使用することができ、特に限定されるものではないが、例えば、芳香族系炭化水素樹脂、脂肪族系炭化水素樹脂などの石油系樹脂を挙げることができる。これら石油系樹脂としては、１種を単独で、あるいは２種以上を併用してもよい。
なお、上記石油系樹脂の配合量としては、上記原料ゴム１００質量部に対し通常５〜５０質量部である。
【００２３】
本発明における上記ポリエチレングリコールエステルは、本発明者が鋭意検討を行った結果、上記従来の技術欄において述べたカーボンブラックや石油系樹脂などに代表される従来の高減衰性ゴム組成物用の添加剤に劣らない、優れた高減衰性ゴム組成物用の添加剤となり得、しかも、該ポリエチレングリコールエステルを添加したゴム組成物が、従来の高減衰性ゴム組成物用の添加剤を配合して得た高減衰性ゴム組成物に比べて、成形時の作業性に優れるゴム組成物となり得ることが知見されたため、本発明において使用されるものである。
即ち、高減衰性ゴム組成物を得るに際し、上述のカーボンブラックや石油系樹脂と上記ポリエチレングリコールエステルとを併用する場合であっても、上記ポリエチレングリコールエステルを配合することにより、相対的にこれらカーボンブラックや石油系樹脂（高配合すると、ゴム組成物の作業性が損なわれる場合がある。）の使用量を低減することができるため、その結果、従来品に劣らぬ高い減衰特性を有し、かつ従来品より成形作業性に優れる高減衰性ゴム組成物を得ることが可能となる。
【００２４】
本発明の高減衰性ゴム組成物には上記各成分以外にも、本発明の目的を損なわない範囲で、ゴム工業で通常使用されている加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、亜鉛華（ＺｎＯ）、ワックス類、酸化防止剤、充填剤、発泡剤、可塑剤、滑剤、粘着付与剤、紫外線吸収剤等の添加剤を、適宜配合することができる。
【００２５】
加硫剤としては、例えば硫黄が挙げられる。その使用量としては上記原料ゴム１００質量部に対し通常０．５〜３．０質量部である。硫黄の上記原料ゴム１００質量部に対する配合量が０．５質量部未満では、本発明の高減衰性ゴム組成物の破壊特性が低下する場合があり、一方３．０質量部を超えると、本発明の高減衰性ゴム組成物のゴム弾性が失われる場合がある。
【００２６】
加硫促進剤としては、例えばＣＢＳ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）、ＴＢＢＳ（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）、ＴＢＳＩ（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンイミド）等のスルフェンアミド系の加硫促進剤、ＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）等のグアニジン系の加硫促進剤、テトラオクチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド等のチウラム系加硫促進剤、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などの加硫促進剤等が挙げられる。
【００２７】
充填剤としては、例えば、ホワイトカーボン、微粒子ケイ酸マグネシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、タルクなどの無機充填剤、ハイスチレン樹脂、クマロンインデン樹脂、フェノール樹脂、リグニン、変性メラミン樹脂、ロジン誘導体などの有機充填剤が挙げられる。その使用量としては、上記原料ゴム１００質量部に対し、通常１０〜１５０質量部である。
【００２８】
可塑剤としては、例えば、ゴムに通常用いられるアロマティック油、ナフテニック油、パラフィン油などのプロセスオイルや、やし油などの植物油、アルキルベンゼンオイルなどの合成油などが挙げられる。これらのうち、プロセスオイルが好ましく、特にパラフィン系オイルが好ましい。その使用量としては、上記原料ゴム１００質量部に対し、通常３〜５０質量部である。
【００２９】
本発明の高減衰性ゴム組成物を得る際、上記各成分の配合方法に特に制限はなく、全ての成分原料を一度に配合して混練しても良いし、２段階あるいは３段階に分けて各成分を配合して混練を行ってもよい。なお、混練に際してはロール、インターナルミキサー、バンバリーローター等の混練機を用いることができる。
また、このように各成分を配合し、混練して得た上記高減衰性ゴム組成物を、任意の形状に成形し加硫することによって、高減衰性ゴム組成物の成形体を得ることができる。加硫条件としては、特に限定されるものではないが、通常１２０〜１６０℃の加硫条件を採用することができる。
【００３０】
本発明の免震構造体は、軟質層と硬質層とが交互に積層された免震構造体において、この軟質層が本発明の高減衰性ゴム組成物を加硫成形した成形体からなることを特徴とする免震構造体である。
なお、硬質層の材質としては特に限定されるものではないが、金属、セラミック、プラスチックなどを用いることができ、中でも鋼板が好適に用いられる。
また、上記軟質層と硬質層とが交互に積層された免震構造体の周囲は、さらに軟質層と同様のゴム組成物からなる被覆層により被覆されていてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、減衰特性に優れ、しかも成形加工時の作業性に優れた高減衰性ゴム組成物、及び免震構造体が提供される。本発明の高減衰性ゴム組成物は、特に免震ゴム、防振ゴム、ダンパーなど、高い減衰特性を要求される工業用ゴム材料として好適に使用することが可能である。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００３３】
〔実施例１〜５、比較例１〜４〕
表１に示す配合（各成分の配合に関する数値は全て質量部を示す）にて各原料成分を配合し、５００ｍｌのラボプラストミルおよび３インチロールを使用して混練することにより、未加硫のゴム組成物を得た。その後、１４１℃にて６０分間加熱し、加硫したゴム組成物を得た。各ゴム組成物の評価結果を表１に併記した。
【００３４】
【表１】
2005008812.tif 000004
注）比較例４においては、ポリエチレングリコールエステルがブリードしてしまい、評価することが不可能であった。
【００３５】
ＮＲ
天然ゴム。
ＢＲ
Ｌｏｗ  ｃｉｓ−１，４−ポリブタジエン。
Ｃ／Ｂ
ＩＳＡＦ級カーボンブラック。
石油系樹脂Ａ
日本石油化学社製ネオポリマー１７０Ｓ。
石油系樹脂Ｂ
日本石油化学社製ネオレジンＣ−１１５。
可塑剤
芳香族系オイル。
ポリエチレングリコールエステル
Ｓｃｈｉｌｌ＆Ｓｅｉｌａｃｈｅｒ社製ＫＷ４００。
加硫促進剤
スルフェンアミド類の加硫促進剤。
等価減衰定数（％）
加硫したゴム組成物について、等価減衰定数を次のように測定した。
＜試験条件＞
試験機名；バネ剛性、損失エネルギー測定装置（鷲宮製作所製、型式ＥＦＨ−２０−８−１０）
試験方法；周波数０．２Ｈｚで１００％（第１度目）３回剪断→２００％３回剪断→１００％（第２度目）３回剪断試験を矢印の方向に繰り返し行い、第１度目の１００％の３回目及び第２度目の１００％の３回目のデータを平均し、等価減衰定数（％）を求めた。
ゴム生地硬さ指数
ＪＳＲ型キュラストメーターを使用し、捻り角度１°、温度３０℃の条件にて未加硫のゴム組成物を試験機に投入し、投入直後の初期トルク（Ｎ・ｍ）を測定した。比較例１の初期トルク値を１００として換算した各々の実施例／比較例値を、各々の未加硫ゴム生地硬さ指数とし、圧延・成形作業性の指標とした。