(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対して、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合エラストマー、スチレン・イソプレン・スチレン共重合エラストマー、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合エラストマーおよびスチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合エラストマーからなる群から選択される少なくとも１種の熱可塑性エラストマー５超〜５０重量部と、樹脂５〜６０重量部とを含有する高減衰ゴム支承用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性率の温度依存性が低減され、かつ減衰性能を自由に設定することのできる高減衰ゴム支承用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、振動エネルギーの吸収装置、すなわち、防振、除振、免震装置等が急速に普及しつつある。このような吸収装置の一形態として、鋼板とゴム層を交互に積層した免震用積層ゴムが挙げられる。免震用積層ゴムは、鉛直方向には非常に硬い物体として振る舞い、水平方向に対しては単体のゴム塊の場合と同様に大きくずれて、柔らかい物体として振る舞うことから、例えば建物等の支承体として用いた場合には、地面の揺れが直接建物等に伝わるのを抑制し、また、橋梁等のの支承体として用いた場合には、橋梁を通行する車両等からの震動を抑制し、共に建物、橋梁等の建造物を保護する。
このような用途に用いるゴム組成物には、高減衰性と、減衰性能が発揮される適用温度範囲（特に低温側）が広いことが求められる。このため、ゴム組成物にカーボン等の充填剤や軟化点の高い樹脂を配合する、あるいは、ゴム組成物中に使用するポリマーとしてＴｇ（ガラス転移点）の高いポリマーを用いることが行われてきた。
しかし、上述の方法により減衰性能を上げると、低温特性の悪化が起こり、低温で硬くなり過ぎるため、寒冷地での性能が劣るという問題があった。また、支承体は四季を通じて外気に曝されるため季節間で性能が異なるという問題が起こる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性率の温度依存性が低減され、かつ、減衰性の程度を必要に応じて適宜自由に設定できる高減衰ゴム支承用ゴム組成物を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合エラストマー、スチレン・イソプレン・スチレン共重合エラストマー、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合エラストマーおよびスチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合エラストマーからなる群から選択される少なくとも１種の熱可塑性エラストマー５超〜５０重量部と、樹脂５〜６０重量部とを含有する高減衰ゴム支承用ゴム組成物を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の高減衰ゴム支承用ゴム組成物（以下、本発明の組成物と記す）は、ジエン系ゴムに、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合エラストマー、スチレン・イソプレン・スチレン共重合エラストマー、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合エラストマーおよびスチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合エラストマーからなる群から選択される少なくとも１種の熱可塑性エラストマーを配合し、これにより、減衰特性を低下させずに、弾性率の温度依存性を低く抑えていることが特徴である。
また、本発明の組成物は、さらに樹脂を配合し、樹脂の種類を選ぶことにより、弾性率の温度依存性を低く抑えつつ、高減衰ゴム支承用ゴム組成物として用いられるその用途や使用するゴムの組成により必要となる減衰性能に併せて、組成物の減衰性を適宜自由に設定できるということが特徴である。
【０００６】
本発明で用いるジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、１，２−ポリブタジエンゴム（１，２−ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ、ＮＩＲ、ＮＢＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等の種々のゴムをあげることができる。なかでも、減衰性、加工性等のバランスが良いため、ＮＲ、ＩＲが好適に用いられる。これらのジエン系ゴムは単独もしくは２種以上を併用してもよい。
【０００７】
本発明で用いる熱可塑性エラストマーとしては、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合エラストマー（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレン・スチレン共重合エラストマー（ＳＩＳ）、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合エラストマー（ＳＥＢＳ）、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合エラストマー（ＳＥＰＳ）が挙げられる。これらは単独もしくは２種以上ブレンドして用いてもよい。
スチレンブロックに挟まれてイソプレンゴムやブタジエンゴム等のエラストマー成分が共重合結合しているものは、この構造により、全体としては樹脂として振る舞うものの、スチレンブロックに挟まれたエラストマー成分が柔軟であるため、全体として低温時も硬くなりすぎない。このためこの熱可塑性エラストマーを含有する本発明の組成物の弾性率は、低温時でも高くなりすぎることなく、温度依存性が低減されるという効果を有する。
本発明で用いるスチレンブロックを有する熱可塑性エラストマーは、その組成として、ポリスチレン／共重合系ポリマーの重量比が１０／９０〜５０／５０であるのが好ましい。１０／９０未満では、本発明の組成物の減衰性能が悪化するので好ましくない。５０／５０超では、ポリスチレンの比が高すぎて本発明の組成物の温度依存性が悪化するので好ましくない。
上記熱可塑性エラストマーの配合量は、前記ジエン系ゴム１００重量部に対して、５超〜５０重量部、特に１０〜４０重量部であるのが好ましい。５重量部以下では本発明の組成物の温度依存性を十分低減できず、また、５０重量部超では、本発明の組成物の減衰特性が低下する。
【０００８】
高減衰ゴム支承用ゴム組成物は、その用途により必要な減衰性能（ヒステリシスロス）が決まってくる。そこで、上述のように弾性率の温度依存性が改善された本発明の組成物に、さらに樹脂を併用し、樹脂の種類を選択することにより、その減衰性能のレベルを適宜設定することができる。
本発明に用いられる樹脂としては、一般にゴムに配合される樹脂を用いることができる。このような樹脂としては、石油系樹脂、天然系樹脂、ロジン系樹脂等が挙げられる。
石油系樹脂としては、ソルベントナフサ中に含まれているクマロン、インデン、スチレン等を共重合させたクマロンプラスチック、石油類のスチームクラッキングにより、エチレン、プロピレン等を製造するエチレンプラントから副生する分解油留分に含まれるジオレフィンおよびモノオレフィン類を単離せずに重合した樹脂等を挙げることができる。
天然系樹脂としては、セラック等の動物性天然樹脂、アラビアゴム等の植物性天然ゴム樹脂、ダンマー類、東インド類、コーパル類等の植物性天然樹脂、天然炭化水素樹脂、アカロイド、エレミ、マスチック、サンダラック、トラガカントゴム、うるし等を挙げることができる。
さらにロジン系樹脂としては、アルキド樹脂と共重合させたロジン変性アルキド樹脂等を挙げることができる。
配合する樹脂により減衰性能を高めるためには、例えば、クマロンインデン、Ｃ5 ／Ｃ9 共重合樹脂等の樹脂を配合すればよい。また、より高い減衰性能を得るためには、例えば、軟化点が１００℃以上のクマロンインデン、Ｃ5 ／Ｃ9 共重合樹脂等の樹脂を配合すばよい。
上記樹脂の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、５〜６０重量部、特に、１０〜５０重量部であるのが好ましい。５重量部未満であると、減衰性が不足し、６０重量部超であると、クリープ性が大きくなる。
【０００９】
上記成分に加え、本発明の組成物には、本発明の特徴を損なわない範囲において、通常ゴムに配合される添加剤を配合してよい。このような添加剤として、補強剤、充填剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤等が挙げられる。
補強剤もしくは充填剤としては、カーボン、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、タルク、フェノール樹脂等が挙げられる。
可塑剤としては、プロセスオイル、石油樹脂、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）、ジオクチルセバケート等の合成可塑剤、植物油、液状ゴム等が挙げられる。
加硫剤としては、硫黄や、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ），テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴＤ），ジペンタメチレンチウラムジスルフィド（ＤＰＴＴ）等の有機含硫黄化合物、ジクミルペルオキシド等の有機過酸化物、亜鉛華、マグネシア等の金属酸化物、キノンジオキシム等が挙げられる。
加硫促進剤としては、メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＢＳ）等のスルフェンアミド類、ジフェニルグアニジン等のグアニジン類等が挙げられる。
老化防止剤としては、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン（６ＰＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−ｐ−フェニレンジアミン（ＤＮＰＤ）、Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン（ＩＰＰＤ）、スチレン化フェノール（ＳＰ）等が挙げられる。
上述の添加剤は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【００１０】
本発明の組成物は、上記必須の成分を加え、必要に応じてその他の添加剤を加えて、ニーダ、バンバリーミキサ等の混練機を用いて混練し、成形し、加硫することにより、得ることができる。
【００１１】
本発明のゴム組成物を用いる高減衰ゴム支承とは、一般にゴム組成物と鉄板等の硬質板とを交互に積層した積層体からなり、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。この積層体に用いる支承用ゴム組成物には、高い減衰性をもつゴム組成物が好適である。本発明の組成物は、弾性率の温度依存性が低減され、従来の高減衰ゴムと同等の減衰性の範囲で減衰性能を適宜自由に設定できるので、上述の高減衰ゴム支承用ゴム組成物として好適にもちいることができる。
【００１２】
【実施例】
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。
ゴム組成物の作成
（実施例１〜４、比較例１〜１５）
下記表１および２に示した配合内容でゴム組成物を調整した。配合量の単位は〔重量部〕である。なお、全実施例、比較例に共通して、ＮＲ１００重量部に対し、カーボンを７０重量部、亜鉛華を５重量部、ステアリン酸を１重量部、加硫促進剤としてＣＢＳを１重量部、硫黄を１．５重量部配合した。
ゴム成分と、加硫促進剤ＣＢＳと硫黄を除く配合剤とを、神戸製鋼（株）製Ｂ型バンバリーミキサー（１．８Ｌ）を用いて５分間混合した後、この混合物に加硫促進剤と硫黄を８インチの試験用練りロール機で４分間混練してゴム組成物を得た。
比較例１〜１３の結果を表１に、実施例１〜４および比較例１４〜１５の結果を表２に示した。
物性の評価
実施例および比較例で得られたゴム組成物を、ＪＩＳ  Ｋ６３０１に規定された加硫用プレス機を用いて１４８℃で４５分間プレス加硫し、加硫物の物性を評価した。なお、加硫物の物性の測定方法は下記の通りである。
（１）引っ張り試験による特性値
オートグラフ引張り試験機で、幅１０ｍｍ、厚さ２ｍｍの短冊状のサンプルをクロスヘッドスピード５００ｍｍ／ｍｉｎの条件で、５回、１５０％伸張させた際の５回目の特性値を評価した。
ａ）モジュラス
１５０％伸張時の応力（Ｍ150 〔ＭＰａ〕）を測定した。
ｂ）温度依存性（−２０／２３）
測定温度−２０℃と２３℃で、ａ）のモジュラスの測定を行ない、得られた測定値の比（−２０℃でのモジュラス／２３℃でのモジュラス）を求めた。この値が１に近いほど、温度依存性が低い。
ｃ）ヒステリシスロス（ｈ−ロス）
ゴム組成物にかける応力増加時の歪みと応力減少時の歪みとの履歴から、図１に示す応力−歪み曲線図のＡＢＣＤＡとＡＢＣＥＡに相当する面積の比＝（ＡＢＣＤＡ／ＡＢＣＥＡ）×１００を算出し、エネルギーの減衰性を評価した。
（２）一般物性
ＪＩＳ  Ｋ６３０１の方法に準拠して、２００％引張り応力( Ｍ200 ）、引張り強さ（ＴB ）、伸び（ＥB ）、硬さ（ＨS ）を測定した。
結果を表１および２に示す。
【００１３】
なお、実施例および比較例で使用した化合物は、下記のとおりである。
ジエン系ゴム
ＮＲ：ＴＳＲ２０
熱可塑性エラストマー
ＳＢＳ（３０／７０）：シェル社製、TR1101S （スチレン含量３０重量％）
ＳＢＳ（４０／６０）：シェル社製、KX155P（スチレン含量４０重量％）
ＳＩＳ（３０／７０）：シェル社製、D1125X（スチレン含量３０重量％）
ＳＥＢＳ（２９／７１）：シェル社製、G1650 （スチレン含量２９重量％）
樹脂：新日鉄化学社製、クマロンインデン樹脂エスクロンV-120
カーボン：昭和キャボット社製、ISAFショウブラックN220
アロマオイル：出光興産社製、ダイアナプロセスAH-20
亜鉛華：正同化学社製、亜鉛華３号
ステアリン酸：花王社製、LUNAC YA
加硫促進剤ＣＢＳ：大内新興社製、ノクセラーＣＺ
硫黄：軽井沢精練所製、粉末イオウ
【００１４】
【表１】
0003753493.tif 000002
【００１５】
【表２】
0003753493.tif 000003
【００１６】
【発明の効果】
本発明の高減衰ゴム支承用ゴム組成物は、特定の熱可塑性エラストマーを含有することにより弾性率の温度依存性が小さい。そのため、寒冷地であっても、ゴム弾性が高くなることない。さらに樹脂を併用しその種類を選ぶことによりヒステリシスロスの値を自由に設定することができる。このような特性を有するゴム組成物は、気温の差に係わらず、各種の除振、防振、免震装置等のゴム材料として利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  応力−歪みの相関を示すグラフ（ヒステリシスループ）である。
【図１】
0003753493.tif 000004