被覆ゴム組成物とそれを用いた免震・制震装置
【課題】特に大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れた新規な被覆ゴム組成物と、それを用いた免震・制震装置とを提供する。
【解決手段】被覆ゴム組成物は、ゴム分として、ハロゲン化ブチルゴム、およびエチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴムの２種のゴムを併用し、かつ表面処理炭酸カルシウムを配合した。免震・制震装置１は、例えばジエン系高減衰ゴムからなるゴム部材４の露出した表面を、前記被覆ゴム組成物からなる被覆ゴム層５で被覆した。
【解決手段】被覆ゴム組成物は、ゴム分として、ハロゲン化ブチルゴム、およびエチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴムの２種のゴムを併用し、かつ表面処理炭酸カルシウムを配合した。免震・制震装置１は、例えばジエン系高減衰ゴムからなるゴム部材４の露出した表面を、前記被覆ゴム組成物からなる被覆ゴム層５で被覆した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば免震および／または制震用のゴム部材等の耐候性を向上するべく、前記ゴム部材等の露出した表面を被覆する被覆ゴム層を形成するための被覆ゴム組成物と、前記ゴム部材の露出した表面を、前記被覆ゴム層で被覆してなる免震・制震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビルや橋げた等の構造物の免震または制震に用いる免震・制震装置としては、例えば鋼板等からなる一対のフランジと、前記フランジ間に介在させた、高減衰ゴムからなるゴム部材とを備えたもの等が知られている。前記一対のブランジとゴム部材とは、加硫接着等によって互いに一体化される。
前記免震・制震装置は、一対のフランジのうちの一方を構造物の下の基礎に、他方を構造物に固定した状態で、前記構造物に組み込まれる。
【０００３】
地震が発生して基礎側のフランジが振動すると、両フランジ間のゴム部材が大変形して、前記振動が構造物側に伝えられるのを抑制する。またゴム部材の減衰作用により、構造物の振動が早期に減衰される。その結果、構造物が免震・制震される。
前記ゴム部材を形成する高減衰ゴムとしては、ジエン系のゴムが一般的に用いられる。しかしジエン系高減衰ゴムは耐候性が十分でなく経年劣化しやすいため、単独での使用は難しい。
【０００４】
経年劣化を抑制するため、ゴム部材４の、前記一対のフランジと接しない表面（外周面）を、耐候性を有する被覆ゴム層によって被覆するのが一般的である。前記被覆ゴム層を形成するゴムとしては、耐候性のあるエチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）や、ガスバリア性のあるブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。
しかしＥＰＤＭは伸びが小さいため、ゴム部材の大変形に十分に追従できない場合がある。また、ゴム部材の減衰性能の助けとするため、被覆ゴム層にも、ある程度の減衰性能を有していることが求められるが、ＥＰＤＭは減衰性能が低いため殆ど助けとはならない。
【０００５】
一方、ブチルゴムはガスバリア性に優れ、伸びが大きい上、減衰性能も良好であるが、オゾン劣化しやすいという問題がある。
橋げた等の巨大構造物に組み込む免震・制震装置には、夏冬の伸縮により常に大きな変形が加わる可能性もあり、被覆ゴム層には、大変形状態での耐オゾン性が要求される。
自動車等のゴムタイヤの分野でも、こうした被覆ゴム層については様々に検討されている（例えば特許文献１〜６等）。
【０００６】
しかしゴムタイヤの分野において求められるのはせいぜい２０〜４０％程度の伸長時の耐オゾン性である。これに対し免震・制震装置では、前記ゴムタイヤとは比べ物にならない５０％伸長という大変形状態での耐オゾン性が求められる。
また免震・制震装置用の被覆ゴム層についても、その組成が種々検討されている（例えば特許文献７、８等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２７２３０６号公報
【特許文献２】特開２０００−７２９３９号公報
【特許文献３】特開２００７−２４６６４０号公報
【特許文献４】特開２００８−１１１０７０号公報
【特許文献５】特開２０１０−１６８４７２号公報
【特許文献６】特開２０１０−１６８４９０号公報
【特許文献７】特開２００４−３４３９６号公報
【特許文献８】特開２００５−８２６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
基本的には、ガスバリア性に優れるとともに減衰性能に優れたブチルゴム、あるいはハロゲン化ブチルゴムに、これらのゴムよりも耐オゾン性に優れたＥＰＤＭを配合する、というのがこれまでの技術的な流れである。
しかし単に両者を配合するだけでは、特に５０％伸長という大変形状態での耐オゾン性に優れた被覆ゴム層を形成することはできない。ＥＰＤＭの量を増加させれば、被覆ゴム層の耐オゾン性は向上するものの、ゴム強度が低下する。また減衰性能も低下する。
【０００９】
本発明の目的は、特に大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れた被覆ゴム層を形成しうる新規な被覆ゴム組成物と、それを用いた免震・制震装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、発明者は、まずゴム分としては、ブチルゴムよりもさらに減衰性能に優れたハロゲン化ブチルゴムと、耐オゾン性に優れたＥＰＤＭの２種を併用することとし、前記ＥＰＤＭの量を増加させずに、５０％伸長という大変形状態での耐オゾン性を確保するため、被覆ゴム組成物に第３の成分を配合することを検討した。
その結果、前記第３の成分として、ロジン酸等で表面処理した表面処理炭酸カルシウムを使用すると、オゾンのゴム分への影響を軽減して被覆ゴム層の耐オゾン性を向上できることを見出した。この原因としては、配合した表面処理炭酸カルシウムが、被覆ゴム層中でオゾンクラックの成長を阻害するために機能することが考えられる。
【００１１】
したがって本発明は、ゴム分として、ハロゲン化ブチルゴム、およびエチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）の２種のゴムを併用し、かつ表面処理炭酸カルシウムを配合したことを特徴とする被覆ゴム組成物である。
前記被覆ゴム組成物において、表面処理炭酸カルシウムとしては、前記の機能に優れた、ロジン酸、および脂肪酸からなる群より選ばれた少なくとも１種で表面処理した炭酸カルシウムが挙げられる。
【００１２】
またＥＰＤＭとしては、特に耐オゾン性に優れた、共役ジエン成分としてエチリデンノルボルネンを用いたＥＰＤＭが好ましい。
前記ゴム分は、ＥＰＤＭを、ゴム分の総量１００質量部中に１０質量部以上、４０質量部以下の範囲で配合しているのが好ましい。
ＥＰＤＭの割合が前記範囲未満では、当該ＥＰＤＭを用いることによる、被覆ゴム層の耐オゾン性を向上する効果が十分に得られないおそれがある。
【００１３】
また前記範囲を超える場合には、相対的にハロゲン化ブチルゴムの割合が少なくなるため、被覆ゴム層のガスバリア性やゴム強度、伸び、減衰性能等が低下するおそれがある。
前記被覆ゴム組成物は、表面処理炭酸カルシウムを、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、１００質量部以下の範囲で配合しているのが好ましい。
表面処理炭酸カルシウムの割合が前記範囲未満では、当該表面処理炭酸カルシウムを配合することによる効果が不十分となって、被覆ゴム層の耐オゾン性が低下するおそれがある。
【００１４】
また前記範囲を超える場合には、相対的にゴム分の割合が少なくなるため、被覆ゴム層のゴム強度や伸び、減衰性能等が低下するおそれがある。
前記被覆ゴム組成物は、ゴム分を補強して、被覆ゴム層のゴム強度や伸び、減衰性能等をさらに向上することを考慮すると、かかる補強効果に優れた、窒素吸着比表面積が２０ｍ２／ｇ以上、１００ｍ２／ｇ以下のカーボンを、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、８０質量部以下の範囲で配合しているのが好ましい。
【００１５】
本発明の被覆ゴム組成物は、先に説明したように高減衰ゴムからなるゴム部材を被覆する被覆ゴム層を形成するために好適に用いることができる。
特に、耐候性が十分でなく経年劣化しやすいジエン系高減衰ゴム等の高減衰ゴムからなるゴム部材を備えた免震・制震装置において前記ゴム部材を被覆して、大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れることが求められる被覆ゴム層を形成するための材料として、前記本発明の被覆ゴム組成物を用いるのが好ましい。
【００１６】
したがって本発明は、前記ジエン系高減衰ゴム等の高減衰ゴムからなるゴム部材を備え、前記ゴム部材の露出した表面を、前記本発明の被覆ゴム組成物からなる被覆ゴム層で被覆してなることを特徴とする免震・制震装置である。
本発明によれば、前記本発明の被複ゴム組成物からなる被覆ゴム層の機能により、前記ゴム部材を備えた免震・制震装置に良好な減衰性能を付与しながら、前記ゴム部材の耐久性を飛躍的に向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、特に大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れた被覆ゴム層を形成しうる新規な被覆ゴム組成物と、それを用いた免震・制震装置とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の免震・制震装置の、実施の形態の一例を示す一部切欠き斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〈被覆ゴム組成物〉
本発明の被覆ゴム組成物は、ゴム分として、ハロゲン化ブチルゴム、およびＥＰＤＭの２種のゴムを併用し、かつ表面処理炭酸カルシウムを配合したことを特徴とするものである。
前記のうちハロゲン化ブチルゴムとしては、イソブチレンと少量の他のモノマーとの共重合体であるブチルゴムをハロゲン化させたものが挙げられる。
【００２０】
前記他のモノマーとしては、一般に、１つの分子中に炭素−炭素二重結合を１つまたは２つ有する炭化水素が挙げられる。前記他のモノマーとしては、例えばエチレン、プロペン、ブテン、ヘキセン、スチレン、アルキルスチレン（４−メチルスチレンなど）、イソプレン、ブタジエン等の１種または２種以上が挙げられる。特にイソプレンが一般的である。
【００２１】
前記共重合体におけるイソブチレンの含量は、これに限定されないが、例えば８０〜９９モル％程度、特に９０〜９９モル％程度であるのが好ましい。
ハロゲン化は、前記他のモノマー単位に対してなされる。例えばイソブチレン−イソプレン共重合体の塩素化物はイソブチレン−クロロイソプレン共重合体である。
ハロゲン化ブチルゴム中のハロゲン含量は、これに限定されないが、例えば０．５〜１．５モル％程度、特に０．７５〜１．２モル％程度であるのが好ましい。
【００２２】
ハロゲン化ブチルゴムとしては、例えば塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム等の１種または２種以上が挙げられる。中でも臭素化ブチルゴムが好ましい。
前記臭素化ブチルゴムを用いることで、例えば後述するように本発明の被覆ゴム組成物からなる被覆ゴム層と、内部のゴム部材とを同時に加硫して免震・制震装置を製造する際に、前記ゴム部材と被覆ゴム層の加硫速度を良好にマッチングさせることができる。また廃棄の際に、前記臭素化ブチルゴムは分別する必要がないという利点もある。
【００２３】
ＥＰＤＭとしては、エチレン、プロピレン、および共役ジエンを共重合させた共重合ゴムがいずれも使用可能である。特に共役ジエン成分としてエチリデンノルボルネンを用いた共重合ゴム、すなわちエチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合ゴムが、耐オゾン性に優れるため好適に使用される。
ＥＰＤＭにおける各成分の含量は、これに限定されないが、プロピレンを残量として、エチレンが４０〜７０モル％程度、特に５０〜７０モル％程度、ジエンが３〜１１％程度、特に３．５〜１０．５％程度であるのが好ましい。
【００２４】
本発明の被覆ゴム組成物には、前記２種のゴムによる先に説明した機能を阻害しない範囲で、さらに他のゴムを配合することもできる。前記他のゴムとしては、例えばハロゲン化していないブチルゴムが挙げられる。また天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム、クロロプレンゴム等のジエン系ゴム等を配合してもよい。
【００２５】
ただし本発明においては、特に大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れた被覆ゴム層を形成するために、ゴム分として、ハロゲン化ブチルゴム（２種以上のハロゲン化ブチルゴムを併用する場合を含む）とＥＰＤＭ（２種以上のＥＰＤＭを併用する場合を含む）の２種のみを併用するのが好ましい。
前記２種のゴムのみを併用したゴム分の総量１００質量部中のＥＰＤＭの割合は、１０質量部以上、特に１５質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下、特に３０質量部以下であるのが好ましい。
【００２６】
ＥＰＤＭの割合が前記範囲未満では、当該ＥＰＤＭを用いることによる、被覆ゴム層の耐オゾン性を向上する効果が十分に得られないおそれがある。
また前記範囲を超える場合には、相対的にハロゲン化ブチルゴムの割合が少なくなるため、被覆ゴム層のガスバリア性やゴム強度、伸び、減衰性能等が低下するおそれがある。
表面処理炭酸カルシウムとしては、例えば合成炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム等の炭酸カルシウムを、例えば脂肪酸、４級アンモニウム塩、ロジン酸、およびリグニン酸等の１種または２種以上で表面処理した炭酸カルシウムの１種または２種以上が挙げられる。
【００２７】
特にロジン酸、および脂肪酸からなる群より選ばれた少なくとも１種で表面処理した表面処理炭酸カルシウムが、被覆ゴム層中でオゾンクラックの成長を阻害して被覆ゴム層の耐オゾン性を向上する機能に優れるため好ましい。
前記表面処理炭酸カルシウムの割合は、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、特に４０質量部以上であるのが好ましく、１００質量部以下、特に６０質量部以下であるのが好ましい。
【００２８】
表面処理炭酸カルシウムの割合が前記範囲未満では、当該表面処理炭酸カルシウムを配合することによる効果が不十分となって、被覆ゴム層の耐オゾン性が低下するおそれがある。
また前記範囲を超える場合には、相対的にゴム分の割合が少なくなるため、被覆ゴム層のゴム強度や伸び、減衰性能等が低下するおそれがある。
【００２９】
本発明の被覆ゴム組成物は、ゴム分を補強して、被覆ゴム層のゴム強度や伸び、減衰性能等をさらに向上することを考慮すると、補強材としてのカーボンを配合しているのが好ましい。前記カーボンとしては、前記補強効果に優れた、窒素吸着比表面積が２０ｍ２／ｇ以上、１００ｍ２／ｇ以下のカーボンが好ましい。
前記カーボンの割合は、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、特に４０質量部以上であるのが好ましく、８０質量部以下、特に７０質量部以下であるのが好ましい。
【００３０】
カーボンの割合が前記範囲未満では、当該カーボンを配合することによる補強効果が十分に得られないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、相対的にゴム分の割合が少なくなるため、被覆ゴム層の伸びや減衰性能等が低下するおそれがある。
なおカーボンの割合は、使用するカーボンの、補強効果のパラメータである窒素吸着比表面積に応じて、前記範囲内で適宜設定することができる。すなわち窒素吸着比表面積が小さいカーボンほど多めに、逆に窒素吸着比表面積が大きいカーボンほど少なめに、それぞれ割合を設定することができる。
【００３１】
本発明の被覆ゴム組成物には、ゴム分を加硫させるための加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等を配合することができる。
このうち加硫剤としては、例えば硫黄系加硫剤等が挙げられる。また硫黄系加硫剤としては、硫黄、および有機含硫黄系加硫剤（分子中に硫黄を有する有機化合物）からなる群より選ばれた少なくとも１種が挙げられる。
【００３２】
前記のうち硫黄の割合は、ゴム分の総量１００質量部に対して１質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。
加硫促進剤としては、硫黄系加硫剤による加硫反応を促進しうる種々の加硫促進剤が使用可能であり、例えば２-メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド（ＤＭ）、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ）、およびテトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴ）等の１種または２種以上が挙げられる。
【００３３】
加硫促進剤の割合は、その種類および組み合わせ等に応じて適宜設定できる。
加硫促進助剤としては、例えば酸化亜鉛（亜鉛華）等の金属酸化物や、ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸などの１種または２種以上が挙げられる。
前記加硫促進剤の割合は、ゴム分の総量１００質量部に対して１質量部以上、３質量部以下であるのが好ましい。
【００３４】
本発明の被覆ゴム組成物には、さらに必要に応じて加工助剤、レジン、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、難燃剤、中和剤、および気泡防止剤等の１種または２種以上を配合してもよい。
前記のうち加工助剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤；プロセスオイル等の軟化剤；あるいはワックス等の１種または２種以上が挙げられる。
【００３５】
充填剤としては、例えばシリカ、クレー、タルク、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、未処理の炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム等の１種または２種以上が挙げられる。
前記本発明の被覆ゴム組成物は、特に大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れることが求められる、免震または制震用のゴム部材を被覆する被覆ゴム層を形成するために用いるのが好ましい。
【００３６】
〈免震・制震装置〉
図１は、本発明の免震・制震装置の、実施の形態の一例を示す一部切欠き斜視図である。図１を参照して、この例の免震・制震装置１は、例えば鋼板等からなる一対のフランジ２、３と、前記フランジ２、３間に介在させた、例えばジエン系高減衰ゴム等の高減衰ゴムからなるゴム部材４とを備えている。
【００３７】
前記のうちフランジ２、３は、それぞれ平面形状が矩形の平板状に形成されている。またゴム部材４は、前記フランジ２、３よりも小さい矩形で、かつ厚肉の平板状に形成されている。
前記フランジ２、３とゴム部材４とは、それぞれの４辺が互いに平行で、かつゴム部材４の全周に亘ってフランジ２、３を外方に突出させた状態で、例えば加硫接着等によって互いに一体化されている。
【００３８】
またゴム部材４の、フランジ２、３と接しない表面（外周面）は、その全面に亘って、前記本発明の被覆ゴム組成物からなる被覆ゴム層５によって被覆されて、外気から遮断されている。
前記被覆ゴム層５は、例えば加硫接着等によって、ゴム部材４、およびフランジ２、３と一体化されている。これにより、特にジエン系高減衰ゴムからなるゴム部材４が経年劣化するのを確実に防止することができる。
【００３９】
免震・制震装置１は、具体的には、例えば下記の手順で製造される。
すなわち、一対のフランジ２、３間に加硫前のゴム部材４をセットする。また、前記ゴム部材４の、フランジ２、３と接しない表面（外周面）を、本発明の被覆ゴム組成物からなる加硫前の被覆ゴム層５によって被覆する。前記各部間には、必要に応じて加硫接着剤を介在させてもよい。
【００４０】
そのあと全体を加硫処理すると、ゴム部材４、および被覆ゴム層５が加硫されるとともに、フランジ２、３、ゴム部材４、および被覆ゴム層５が互いに加硫接着により一体化されて免震・制震装置１が製造される。
なお本発明の免震・制震装置の構成は、図１の例のものには限定されない。例えばゴム部材４は厚肉の円板状等に形成してもよい。またゴム部材４は、高減衰ゴムからなるゴム層と、鋼板等からなる拘束層とを交互に積層した多層構造に形成してもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を施すことができる。
【実施例】
【００４１】
〈実施例１〉
臭素化ブチルゴム〔エクソンモービルケミカル社(Exxon Mobil Chemical)のエクソンブロモブチル２２５５〕８０質量部と、ＥＰＤＭ〔住友化学(株)のエスプレン（登録商標）５０５Ａ、エチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合ゴム、エチレン含量５０モル％、ジエン（エチリデンノルボルネン）含量９．５モル％〕２０質量部とを配合してゴム分とした。前記ゴム分の総量１００質量部中のＥＰＤＭの割合は２０質量部であった。
【００４２】
前記ゴム分１００質量部に、表面処理炭酸カルシウム〔白石カルシウム(株)の白艶華（登録商標）ＤＤ、合成炭酸カルシウムをロジン酸で表面処理したもの〕５０質量部、カーボン〔三菱化学(株)のダイアブラック（登録商標）Ｈ、カーボンブラックＨＡＦ、窒素吸着比表面積：７９ｍ２／ｇ〕５０質量部、および軟化剤〔出光興産(株)のダイアナ（登録商標）プロセスオイルＰＷ−９０〕１３質量部と、表１に示す各成分とを配合し、密閉式混練機で混練して被覆ゴム組成物を調製した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１中の各成分は下記のとおり。
レジン：スケネクタディ インターナショナル社(Schenectady International Inc.)のＳＰ−１０６８
酸化マグネシウム：充填剤、協和化学工業(株)のマグサラット（登録商標）１５０ＳＴ
５％オイル処理粉末硫黄：加硫剤、鶴見化学工業(株)
チアゾール系加硫促進剤：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、大内新興化学工業(株)のノクセラー（登録商標）ＤＭ
亜鉛華：酸化亜鉛２種、加硫促進助剤、三井金属鉱業(株)
ステアリン酸：加硫促進助剤、日油(株)の「つばき」
〈実施例２〉
カーボンとして、窒素吸着比表面積が２７ｍ２／ｇであるカーボンブラックＧＰＦ〔三菱化学(株)のダイアブラックＧ〕６５質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００４５】
〈実施例３〉
カーボンブラックＨＡＦ〔前出のダイアブラックＨ、窒素吸着比表面積：７９ｍ２／ｇ〕の量を６０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈実施例４〉
表面処理炭酸カルシウムとして、合成炭酸カルシウムを脂肪酸で表面処理したもの〔白石カルシウム(株)の白艶華ＣＣ〕５０質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００４６】
〈実施例５〉
臭素化ブチルゴムの量を９０質量部、ＥＰＤＭの量を１０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈実施例６〉
臭素化ブチルゴムの量を６０質量部、ＥＰＤＭの量を４０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００４７】
〈実施例７〉
表面処理炭酸カルシウム〔前出の白石カルシウム(株)の白艶華ＤＤ〕の量を２０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈実施例８〉
表面処理炭酸カルシウム〔前出の白石カルシウム(株)の白艶華ＤＤ〕の量を１００質量部としたこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００４８】
〈比較例１〉
ゴム分として、臭素化ブチルゴム〔前出のエクソンブロモブチル２２５５〕のみを用い、前記臭素化ブチルゴム１００質量部に、カーボンブラックＧＰＦ〔前出のダイアブラックＧ、窒素吸着比表面積：２７ｍ２／ｇ〕６５質量部、および軟化剤〔前出のダイアナプロセスオイルＰＷ−９０〕１３質量部と、前記表１に示す各成分とを配合し、密閉式混練機で混練して被覆ゴム組成物を調製した。
【００４９】
〈比較例２〉
ゴム分として、臭素化ブチルゴム〔前出のエクソンブロモブチル２２５５〕９０質量部と、ＥＰＤＭ〔前出のエスプレン５０５Ａ〕１０質量部とを配合したこと以外は比較例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈比較例３〉
ゴム分として、臭素化ブチルゴム〔前出のエクソンブロモブチル２２５５〕８０質量部と、ＥＰＤＭ〔前出のエスプレン５０５Ａ〕２０質量部とを配合したこと以外は比較例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００５０】
〈比較例４〉
ゴム分として、臭素化ブチルゴム〔前出のエクソンブロモブチル２２５５〕７０質量部と、ＥＰＤＭ〔前出のエスプレン５０５Ａ〕３０質量部とを配合したこと以外は比較例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈比較例５〉
ゴム分として、臭素化ブチルゴム〔前出のエクソンブロモブチル２２５５〕のみを用い、前記臭素化ブチルゴム１００質量部に、カーボンブラックＨＡＦ〔前出のダイアブラックＨ、窒素吸着比表面積：７９ｍ２／ｇ〕５０質量部、表面処理炭酸カルシウム〔前出の白艶華ＤＤ〕５０質量部、および軟化剤〔前出のダイアナプロセスオイルＰＷ−９０〕１３質量部と、前記表１に示す各成分とを配合し、密閉式混練機で混練して被覆ゴム組成物を調製した。
【００５１】
〈比較例６〉
表面処理炭酸カルシウムに代えて、未処理の重質炭酸カルシウム〔白石カルシウム(株)のＢＦ-３００〕５０質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈比較例７〉
さらにアリルアミン系老化防止剤〔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、住友化学(株)のアンチゲン（登録商標）６Ｃ〕２．００質量部を加えたこと以外は比較例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００５２】
〈比較例８〉
さらにパラフィンワックス〔日本精蝋(株)のオゾエース（登録商標）０３５５〕２．００質量部を加えたこと以外は比較例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈耐オゾン性試験〉
実施例、比較例で調製した被覆ゴム組成物を用いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５９−１９９３「加硫ゴムのオゾン劣化試験方法」に規定された試験片を作製し、同規格に規定された静的オゾン劣化試験を実施した。試験条件は下記のとおりとした。
【００５３】
（試験条件）
オゾン濃度：５０ｐｐｈｍ
試験温度：４０℃
伸長率：２０％、５０％
試験時間：９６時間
そして試験片が、同規格に規定された「(亀裂)なし」、および「Ａ-１」から「Ｃ−５」までのいずれの状態に相当するかを判定して耐オゾン性を評価した。
【００５４】
〈引張特性試験〉
実施例、比較例で調製した被覆ゴム組成物を用いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５１−１９９３「加硫ゴムの引張試験方法」に規定された試験片を作製し、同規格に規定された試験方法に則って下記の条件で引張試験した。
（試験条件）
試験温度：２０℃
試験速度：３００ｍｍ／ｍｉｎ
そして引張強さＴＢ（ＭＰａ）、および切断時伸びＥＢ（％）を求めて、引張特性を評価した。
【００５５】
以上の結果を表２〜表５に示す。
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
【００５８】
【表４】
【００５９】
【表５】
【００６０】
表４の比較例１〜４の結果より、ゴム分として臭素化ブチルゴムとＥＰＤＭとを併用するとともにＥＰＤＭの量を多くするほど、耐オゾン性は向上するものの引張特性が低下してしまい、前記両特性にともに優れた被覆ゴム層を形成できないことが判った。
また表５の比較例５、７、８の結果より、ゴム分として臭素化ブチルゴムのみを使用した系では、表面処理炭酸カルシウムを配合したり、老化防止剤を配合したりしても被覆ゴム層の耐オゾン性を向上できないことが判った。
【００６１】
さらに比較例６の結果より、ゴム分として臭素化ブチルゴムとＥＰＤＭとを併用した系に、表面処理していない未処理の炭酸カルシウムを配合しても、被覆ゴム層の耐オゾン性を向上できないことが判った。
これに対し、表２、表３の実施例１〜８の結果より、ゴム分として臭素化ブチルゴムとＥＰＤＭとを併用するとともに、表面処理炭酸カルシウムを配合することで、耐オゾン性と引張特性の両特性にともに優れた被覆ゴム層を形成できることが判った。
【００６２】
またＥＰＤＭの量は、ゴム分の総量１００質量部中の１０質量部以上、４０質量部以下であるのが好ましいこと、表面処理炭酸カルシウムの量は、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、１００質量部以下であるのが好ましいことも判った。
【符号の説明】
【００６３】
１ 免震・制震装置
２、３ フランジ
４ ゴム部材
５ 被覆ゴム層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば免震および／または制震用のゴム部材等の耐候性を向上するべく、前記ゴム部材等の露出した表面を被覆する被覆ゴム層を形成するための被覆ゴム組成物と、前記ゴム部材の露出した表面を、前記被覆ゴム層で被覆してなる免震・制震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビルや橋げた等の構造物の免震または制震に用いる免震・制震装置としては、例えば鋼板等からなる一対のフランジと、前記フランジ間に介在させた、高減衰ゴムからなるゴム部材とを備えたもの等が知られている。前記一対のブランジとゴム部材とは、加硫接着等によって互いに一体化される。
前記免震・制震装置は、一対のフランジのうちの一方を構造物の下の基礎に、他方を構造物に固定した状態で、前記構造物に組み込まれる。
【０００３】
地震が発生して基礎側のフランジが振動すると、両フランジ間のゴム部材が大変形して、前記振動が構造物側に伝えられるのを抑制する。またゴム部材の減衰作用により、構造物の振動が早期に減衰される。その結果、構造物が免震・制震される。
前記ゴム部材を形成する高減衰ゴムとしては、ジエン系のゴムが一般的に用いられる。しかしジエン系高減衰ゴムは耐候性が十分でなく経年劣化しやすいため、単独での使用は難しい。
【０００４】
経年劣化を抑制するため、ゴム部材４の、前記一対のフランジと接しない表面（外周面）を、耐候性を有する被覆ゴム層によって被覆するのが一般的である。前記被覆ゴム層を形成するゴムとしては、耐候性のあるエチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）や、ガスバリア性のあるブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。
しかしＥＰＤＭは伸びが小さいため、ゴム部材の大変形に十分に追従できない場合がある。また、ゴム部材の減衰性能の助けとするため、被覆ゴム層にも、ある程度の減衰性能を有していることが求められるが、ＥＰＤＭは減衰性能が低いため殆ど助けとはならない。
【０００５】
一方、ブチルゴムはガスバリア性に優れ、伸びが大きい上、減衰性能も良好であるが、オゾン劣化しやすいという問題がある。
橋げた等の巨大構造物に組み込む免震・制震装置には、夏冬の伸縮により常に大きな変形が加わる可能性もあり、被覆ゴム層には、大変形状態での耐オゾン性が要求される。
自動車等のゴムタイヤの分野でも、こうした被覆ゴム層については様々に検討されている（例えば特許文献１〜６等）。
【０００６】
しかしゴムタイヤの分野において求められるのはせいぜい２０〜４０％程度の伸長時の耐オゾン性である。これに対し免震・制震装置では、前記ゴムタイヤとは比べ物にならない５０％伸長という大変形状態での耐オゾン性が求められる。
また免震・制震装置用の被覆ゴム層についても、その組成が種々検討されている（例えば特許文献７、８等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２７２３０６号公報
【特許文献２】特開２０００−７２９３９号公報
【特許文献３】特開２００７−２４６６４０号公報
【特許文献４】特開２００８−１１１０７０号公報
【特許文献５】特開２０１０−１６８４７２号公報
【特許文献６】特開２０１０−１６８４９０号公報
【特許文献７】特開２００４−３４３９６号公報
【特許文献８】特開２００５−８２６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
基本的には、ガスバリア性に優れるとともに減衰性能に優れたブチルゴム、あるいはハロゲン化ブチルゴムに、これらのゴムよりも耐オゾン性に優れたＥＰＤＭを配合する、というのがこれまでの技術的な流れである。
しかし単に両者を配合するだけでは、特に５０％伸長という大変形状態での耐オゾン性に優れた被覆ゴム層を形成することはできない。ＥＰＤＭの量を増加させれば、被覆ゴム層の耐オゾン性は向上するものの、ゴム強度が低下する。また減衰性能も低下する。
【０００９】
本発明の目的は、特に大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れた被覆ゴム層を形成しうる新規な被覆ゴム組成物と、それを用いた免震・制震装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、発明者は、まずゴム分としては、ブチルゴムよりもさらに減衰性能に優れたハロゲン化ブチルゴムと、耐オゾン性に優れたＥＰＤＭの２種を併用することとし、前記ＥＰＤＭの量を増加させずに、５０％伸長という大変形状態での耐オゾン性を確保するため、被覆ゴム組成物に第３の成分を配合することを検討した。
その結果、前記第３の成分として、ロジン酸等で表面処理した表面処理炭酸カルシウムを使用すると、オゾンのゴム分への影響を軽減して被覆ゴム層の耐オゾン性を向上できることを見出した。この原因としては、配合した表面処理炭酸カルシウムが、被覆ゴム層中でオゾンクラックの成長を阻害するために機能することが考えられる。
【００１１】
したがって本発明は、ゴム分として、ハロゲン化ブチルゴム、およびエチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）の２種のゴムを併用し、かつ表面処理炭酸カルシウムを配合したことを特徴とする被覆ゴム組成物である。
前記被覆ゴム組成物において、表面処理炭酸カルシウムとしては、前記の機能に優れた、ロジン酸、および脂肪酸からなる群より選ばれた少なくとも１種で表面処理した炭酸カルシウムが挙げられる。
【００１２】
またＥＰＤＭとしては、特に耐オゾン性に優れた、共役ジエン成分としてエチリデンノルボルネンを用いたＥＰＤＭが好ましい。
前記ゴム分は、ＥＰＤＭを、ゴム分の総量１００質量部中に１０質量部以上、４０質量部以下の範囲で配合しているのが好ましい。
ＥＰＤＭの割合が前記範囲未満では、当該ＥＰＤＭを用いることによる、被覆ゴム層の耐オゾン性を向上する効果が十分に得られないおそれがある。
【００１３】
また前記範囲を超える場合には、相対的にハロゲン化ブチルゴムの割合が少なくなるため、被覆ゴム層のガスバリア性やゴム強度、伸び、減衰性能等が低下するおそれがある。
前記被覆ゴム組成物は、表面処理炭酸カルシウムを、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、１００質量部以下の範囲で配合しているのが好ましい。
表面処理炭酸カルシウムの割合が前記範囲未満では、当該表面処理炭酸カルシウムを配合することによる効果が不十分となって、被覆ゴム層の耐オゾン性が低下するおそれがある。
【００１４】
また前記範囲を超える場合には、相対的にゴム分の割合が少なくなるため、被覆ゴム層のゴム強度や伸び、減衰性能等が低下するおそれがある。
前記被覆ゴム組成物は、ゴム分を補強して、被覆ゴム層のゴム強度や伸び、減衰性能等をさらに向上することを考慮すると、かかる補強効果に優れた、窒素吸着比表面積が２０ｍ２／ｇ以上、１００ｍ２／ｇ以下のカーボンを、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、８０質量部以下の範囲で配合しているのが好ましい。
【００１５】
本発明の被覆ゴム組成物は、先に説明したように高減衰ゴムからなるゴム部材を被覆する被覆ゴム層を形成するために好適に用いることができる。
特に、耐候性が十分でなく経年劣化しやすいジエン系高減衰ゴム等の高減衰ゴムからなるゴム部材を備えた免震・制震装置において前記ゴム部材を被覆して、大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れることが求められる被覆ゴム層を形成するための材料として、前記本発明の被覆ゴム組成物を用いるのが好ましい。
【００１６】
したがって本発明は、前記ジエン系高減衰ゴム等の高減衰ゴムからなるゴム部材を備え、前記ゴム部材の露出した表面を、前記本発明の被覆ゴム組成物からなる被覆ゴム層で被覆してなることを特徴とする免震・制震装置である。
本発明によれば、前記本発明の被複ゴム組成物からなる被覆ゴム層の機能により、前記ゴム部材を備えた免震・制震装置に良好な減衰性能を付与しながら、前記ゴム部材の耐久性を飛躍的に向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、特に大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れた被覆ゴム層を形成しうる新規な被覆ゴム組成物と、それを用いた免震・制震装置とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の免震・制震装置の、実施の形態の一例を示す一部切欠き斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〈被覆ゴム組成物〉
本発明の被覆ゴム組成物は、ゴム分として、ハロゲン化ブチルゴム、およびＥＰＤＭの２種のゴムを併用し、かつ表面処理炭酸カルシウムを配合したことを特徴とするものである。
前記のうちハロゲン化ブチルゴムとしては、イソブチレンと少量の他のモノマーとの共重合体であるブチルゴムをハロゲン化させたものが挙げられる。
【００２０】
前記他のモノマーとしては、一般に、１つの分子中に炭素−炭素二重結合を１つまたは２つ有する炭化水素が挙げられる。前記他のモノマーとしては、例えばエチレン、プロペン、ブテン、ヘキセン、スチレン、アルキルスチレン（４−メチルスチレンなど）、イソプレン、ブタジエン等の１種または２種以上が挙げられる。特にイソプレンが一般的である。
【００２１】
前記共重合体におけるイソブチレンの含量は、これに限定されないが、例えば８０〜９９モル％程度、特に９０〜９９モル％程度であるのが好ましい。
ハロゲン化は、前記他のモノマー単位に対してなされる。例えばイソブチレン−イソプレン共重合体の塩素化物はイソブチレン−クロロイソプレン共重合体である。
ハロゲン化ブチルゴム中のハロゲン含量は、これに限定されないが、例えば０．５〜１．５モル％程度、特に０．７５〜１．２モル％程度であるのが好ましい。
【００２２】
ハロゲン化ブチルゴムとしては、例えば塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム等の１種または２種以上が挙げられる。中でも臭素化ブチルゴムが好ましい。
前記臭素化ブチルゴムを用いることで、例えば後述するように本発明の被覆ゴム組成物からなる被覆ゴム層と、内部のゴム部材とを同時に加硫して免震・制震装置を製造する際に、前記ゴム部材と被覆ゴム層の加硫速度を良好にマッチングさせることができる。また廃棄の際に、前記臭素化ブチルゴムは分別する必要がないという利点もある。
【００２３】
ＥＰＤＭとしては、エチレン、プロピレン、および共役ジエンを共重合させた共重合ゴムがいずれも使用可能である。特に共役ジエン成分としてエチリデンノルボルネンを用いた共重合ゴム、すなわちエチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合ゴムが、耐オゾン性に優れるため好適に使用される。
ＥＰＤＭにおける各成分の含量は、これに限定されないが、プロピレンを残量として、エチレンが４０〜７０モル％程度、特に５０〜７０モル％程度、ジエンが３〜１１％程度、特に３．５〜１０．５％程度であるのが好ましい。
【００２４】
本発明の被覆ゴム組成物には、前記２種のゴムによる先に説明した機能を阻害しない範囲で、さらに他のゴムを配合することもできる。前記他のゴムとしては、例えばハロゲン化していないブチルゴムが挙げられる。また天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム、クロロプレンゴム等のジエン系ゴム等を配合してもよい。
【００２５】
ただし本発明においては、特に大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れた被覆ゴム層を形成するために、ゴム分として、ハロゲン化ブチルゴム（２種以上のハロゲン化ブチルゴムを併用する場合を含む）とＥＰＤＭ（２種以上のＥＰＤＭを併用する場合を含む）の２種のみを併用するのが好ましい。
前記２種のゴムのみを併用したゴム分の総量１００質量部中のＥＰＤＭの割合は、１０質量部以上、特に１５質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下、特に３０質量部以下であるのが好ましい。
【００２６】
ＥＰＤＭの割合が前記範囲未満では、当該ＥＰＤＭを用いることによる、被覆ゴム層の耐オゾン性を向上する効果が十分に得られないおそれがある。
また前記範囲を超える場合には、相対的にハロゲン化ブチルゴムの割合が少なくなるため、被覆ゴム層のガスバリア性やゴム強度、伸び、減衰性能等が低下するおそれがある。
表面処理炭酸カルシウムとしては、例えば合成炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム等の炭酸カルシウムを、例えば脂肪酸、４級アンモニウム塩、ロジン酸、およびリグニン酸等の１種または２種以上で表面処理した炭酸カルシウムの１種または２種以上が挙げられる。
【００２７】
特にロジン酸、および脂肪酸からなる群より選ばれた少なくとも１種で表面処理した表面処理炭酸カルシウムが、被覆ゴム層中でオゾンクラックの成長を阻害して被覆ゴム層の耐オゾン性を向上する機能に優れるため好ましい。
前記表面処理炭酸カルシウムの割合は、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、特に４０質量部以上であるのが好ましく、１００質量部以下、特に６０質量部以下であるのが好ましい。
【００２８】
表面処理炭酸カルシウムの割合が前記範囲未満では、当該表面処理炭酸カルシウムを配合することによる効果が不十分となって、被覆ゴム層の耐オゾン性が低下するおそれがある。
また前記範囲を超える場合には、相対的にゴム分の割合が少なくなるため、被覆ゴム層のゴム強度や伸び、減衰性能等が低下するおそれがある。
【００２９】
本発明の被覆ゴム組成物は、ゴム分を補強して、被覆ゴム層のゴム強度や伸び、減衰性能等をさらに向上することを考慮すると、補強材としてのカーボンを配合しているのが好ましい。前記カーボンとしては、前記補強効果に優れた、窒素吸着比表面積が２０ｍ２／ｇ以上、１００ｍ２／ｇ以下のカーボンが好ましい。
前記カーボンの割合は、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、特に４０質量部以上であるのが好ましく、８０質量部以下、特に７０質量部以下であるのが好ましい。
【００３０】
カーボンの割合が前記範囲未満では、当該カーボンを配合することによる補強効果が十分に得られないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、相対的にゴム分の割合が少なくなるため、被覆ゴム層の伸びや減衰性能等が低下するおそれがある。
なおカーボンの割合は、使用するカーボンの、補強効果のパラメータである窒素吸着比表面積に応じて、前記範囲内で適宜設定することができる。すなわち窒素吸着比表面積が小さいカーボンほど多めに、逆に窒素吸着比表面積が大きいカーボンほど少なめに、それぞれ割合を設定することができる。
【００３１】
本発明の被覆ゴム組成物には、ゴム分を加硫させるための加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等を配合することができる。
このうち加硫剤としては、例えば硫黄系加硫剤等が挙げられる。また硫黄系加硫剤としては、硫黄、および有機含硫黄系加硫剤（分子中に硫黄を有する有機化合物）からなる群より選ばれた少なくとも１種が挙げられる。
【００３２】
前記のうち硫黄の割合は、ゴム分の総量１００質量部に対して１質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。
加硫促進剤としては、硫黄系加硫剤による加硫反応を促進しうる種々の加硫促進剤が使用可能であり、例えば２-メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド（ＤＭ）、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ）、およびテトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴ）等の１種または２種以上が挙げられる。
【００３３】
加硫促進剤の割合は、その種類および組み合わせ等に応じて適宜設定できる。
加硫促進助剤としては、例えば酸化亜鉛（亜鉛華）等の金属酸化物や、ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸などの１種または２種以上が挙げられる。
前記加硫促進剤の割合は、ゴム分の総量１００質量部に対して１質量部以上、３質量部以下であるのが好ましい。
【００３４】
本発明の被覆ゴム組成物には、さらに必要に応じて加工助剤、レジン、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、難燃剤、中和剤、および気泡防止剤等の１種または２種以上を配合してもよい。
前記のうち加工助剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤；プロセスオイル等の軟化剤；あるいはワックス等の１種または２種以上が挙げられる。
【００３５】
充填剤としては、例えばシリカ、クレー、タルク、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、未処理の炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム等の１種または２種以上が挙げられる。
前記本発明の被覆ゴム組成物は、特に大変形状態での耐オゾン性に優れる上、ゴム強度や伸び、あるいは減衰性能等にも優れることが求められる、免震または制震用のゴム部材を被覆する被覆ゴム層を形成するために用いるのが好ましい。
【００３６】
〈免震・制震装置〉
図１は、本発明の免震・制震装置の、実施の形態の一例を示す一部切欠き斜視図である。図１を参照して、この例の免震・制震装置１は、例えば鋼板等からなる一対のフランジ２、３と、前記フランジ２、３間に介在させた、例えばジエン系高減衰ゴム等の高減衰ゴムからなるゴム部材４とを備えている。
【００３７】
前記のうちフランジ２、３は、それぞれ平面形状が矩形の平板状に形成されている。またゴム部材４は、前記フランジ２、３よりも小さい矩形で、かつ厚肉の平板状に形成されている。
前記フランジ２、３とゴム部材４とは、それぞれの４辺が互いに平行で、かつゴム部材４の全周に亘ってフランジ２、３を外方に突出させた状態で、例えば加硫接着等によって互いに一体化されている。
【００３８】
またゴム部材４の、フランジ２、３と接しない表面（外周面）は、その全面に亘って、前記本発明の被覆ゴム組成物からなる被覆ゴム層５によって被覆されて、外気から遮断されている。
前記被覆ゴム層５は、例えば加硫接着等によって、ゴム部材４、およびフランジ２、３と一体化されている。これにより、特にジエン系高減衰ゴムからなるゴム部材４が経年劣化するのを確実に防止することができる。
【００３９】
免震・制震装置１は、具体的には、例えば下記の手順で製造される。
すなわち、一対のフランジ２、３間に加硫前のゴム部材４をセットする。また、前記ゴム部材４の、フランジ２、３と接しない表面（外周面）を、本発明の被覆ゴム組成物からなる加硫前の被覆ゴム層５によって被覆する。前記各部間には、必要に応じて加硫接着剤を介在させてもよい。
【００４０】
そのあと全体を加硫処理すると、ゴム部材４、および被覆ゴム層５が加硫されるとともに、フランジ２、３、ゴム部材４、および被覆ゴム層５が互いに加硫接着により一体化されて免震・制震装置１が製造される。
なお本発明の免震・制震装置の構成は、図１の例のものには限定されない。例えばゴム部材４は厚肉の円板状等に形成してもよい。またゴム部材４は、高減衰ゴムからなるゴム層と、鋼板等からなる拘束層とを交互に積層した多層構造に形成してもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を施すことができる。
【実施例】
【００４１】
〈実施例１〉
臭素化ブチルゴム〔エクソンモービルケミカル社(Exxon Mobil Chemical)のエクソンブロモブチル２２５５〕８０質量部と、ＥＰＤＭ〔住友化学(株)のエスプレン（登録商標）５０５Ａ、エチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合ゴム、エチレン含量５０モル％、ジエン（エチリデンノルボルネン）含量９．５モル％〕２０質量部とを配合してゴム分とした。前記ゴム分の総量１００質量部中のＥＰＤＭの割合は２０質量部であった。
【００４２】
前記ゴム分１００質量部に、表面処理炭酸カルシウム〔白石カルシウム(株)の白艶華（登録商標）ＤＤ、合成炭酸カルシウムをロジン酸で表面処理したもの〕５０質量部、カーボン〔三菱化学(株)のダイアブラック（登録商標）Ｈ、カーボンブラックＨＡＦ、窒素吸着比表面積：７９ｍ２／ｇ〕５０質量部、および軟化剤〔出光興産(株)のダイアナ（登録商標）プロセスオイルＰＷ−９０〕１３質量部と、表１に示す各成分とを配合し、密閉式混練機で混練して被覆ゴム組成物を調製した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１中の各成分は下記のとおり。
レジン：スケネクタディ インターナショナル社(Schenectady International Inc.)のＳＰ−１０６８
酸化マグネシウム：充填剤、協和化学工業(株)のマグサラット（登録商標）１５０ＳＴ
５％オイル処理粉末硫黄：加硫剤、鶴見化学工業(株)
チアゾール系加硫促進剤：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、大内新興化学工業(株)のノクセラー（登録商標）ＤＭ
亜鉛華：酸化亜鉛２種、加硫促進助剤、三井金属鉱業(株)
ステアリン酸：加硫促進助剤、日油(株)の「つばき」
〈実施例２〉
カーボンとして、窒素吸着比表面積が２７ｍ２／ｇであるカーボンブラックＧＰＦ〔三菱化学(株)のダイアブラックＧ〕６５質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００４５】
〈実施例３〉
カーボンブラックＨＡＦ〔前出のダイアブラックＨ、窒素吸着比表面積：７９ｍ２／ｇ〕の量を６０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈実施例４〉
表面処理炭酸カルシウムとして、合成炭酸カルシウムを脂肪酸で表面処理したもの〔白石カルシウム(株)の白艶華ＣＣ〕５０質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００４６】
〈実施例５〉
臭素化ブチルゴムの量を９０質量部、ＥＰＤＭの量を１０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈実施例６〉
臭素化ブチルゴムの量を６０質量部、ＥＰＤＭの量を４０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００４７】
〈実施例７〉
表面処理炭酸カルシウム〔前出の白石カルシウム(株)の白艶華ＤＤ〕の量を２０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈実施例８〉
表面処理炭酸カルシウム〔前出の白石カルシウム(株)の白艶華ＤＤ〕の量を１００質量部としたこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００４８】
〈比較例１〉
ゴム分として、臭素化ブチルゴム〔前出のエクソンブロモブチル２２５５〕のみを用い、前記臭素化ブチルゴム１００質量部に、カーボンブラックＧＰＦ〔前出のダイアブラックＧ、窒素吸着比表面積：２７ｍ２／ｇ〕６５質量部、および軟化剤〔前出のダイアナプロセスオイルＰＷ−９０〕１３質量部と、前記表１に示す各成分とを配合し、密閉式混練機で混練して被覆ゴム組成物を調製した。
【００４９】
〈比較例２〉
ゴム分として、臭素化ブチルゴム〔前出のエクソンブロモブチル２２５５〕９０質量部と、ＥＰＤＭ〔前出のエスプレン５０５Ａ〕１０質量部とを配合したこと以外は比較例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈比較例３〉
ゴム分として、臭素化ブチルゴム〔前出のエクソンブロモブチル２２５５〕８０質量部と、ＥＰＤＭ〔前出のエスプレン５０５Ａ〕２０質量部とを配合したこと以外は比較例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００５０】
〈比較例４〉
ゴム分として、臭素化ブチルゴム〔前出のエクソンブロモブチル２２５５〕７０質量部と、ＥＰＤＭ〔前出のエスプレン５０５Ａ〕３０質量部とを配合したこと以外は比較例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈比較例５〉
ゴム分として、臭素化ブチルゴム〔前出のエクソンブロモブチル２２５５〕のみを用い、前記臭素化ブチルゴム１００質量部に、カーボンブラックＨＡＦ〔前出のダイアブラックＨ、窒素吸着比表面積：７９ｍ２／ｇ〕５０質量部、表面処理炭酸カルシウム〔前出の白艶華ＤＤ〕５０質量部、および軟化剤〔前出のダイアナプロセスオイルＰＷ−９０〕１３質量部と、前記表１に示す各成分とを配合し、密閉式混練機で混練して被覆ゴム組成物を調製した。
【００５１】
〈比較例６〉
表面処理炭酸カルシウムに代えて、未処理の重質炭酸カルシウム〔白石カルシウム(株)のＢＦ-３００〕５０質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈比較例７〉
さらにアリルアミン系老化防止剤〔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、住友化学(株)のアンチゲン（登録商標）６Ｃ〕２．００質量部を加えたこと以外は比較例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
【００５２】
〈比較例８〉
さらにパラフィンワックス〔日本精蝋(株)のオゾエース（登録商標）０３５５〕２．００質量部を加えたこと以外は比較例１と同様にして被覆ゴム組成物を調製した。
〈耐オゾン性試験〉
実施例、比較例で調製した被覆ゴム組成物を用いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５９−１９９３「加硫ゴムのオゾン劣化試験方法」に規定された試験片を作製し、同規格に規定された静的オゾン劣化試験を実施した。試験条件は下記のとおりとした。
【００５３】
（試験条件）
オゾン濃度：５０ｐｐｈｍ
試験温度：４０℃
伸長率：２０％、５０％
試験時間：９６時間
そして試験片が、同規格に規定された「(亀裂)なし」、および「Ａ-１」から「Ｃ−５」までのいずれの状態に相当するかを判定して耐オゾン性を評価した。
【００５４】
〈引張特性試験〉
実施例、比較例で調製した被覆ゴム組成物を用いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５１−１９９３「加硫ゴムの引張試験方法」に規定された試験片を作製し、同規格に規定された試験方法に則って下記の条件で引張試験した。
（試験条件）
試験温度：２０℃
試験速度：３００ｍｍ／ｍｉｎ
そして引張強さＴＢ（ＭＰａ）、および切断時伸びＥＢ（％）を求めて、引張特性を評価した。
【００５５】
以上の結果を表２〜表５に示す。
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
【００５８】
【表４】
【００５９】
【表５】
【００６０】
表４の比較例１〜４の結果より、ゴム分として臭素化ブチルゴムとＥＰＤＭとを併用するとともにＥＰＤＭの量を多くするほど、耐オゾン性は向上するものの引張特性が低下してしまい、前記両特性にともに優れた被覆ゴム層を形成できないことが判った。
また表５の比較例５、７、８の結果より、ゴム分として臭素化ブチルゴムのみを使用した系では、表面処理炭酸カルシウムを配合したり、老化防止剤を配合したりしても被覆ゴム層の耐オゾン性を向上できないことが判った。
【００６１】
さらに比較例６の結果より、ゴム分として臭素化ブチルゴムとＥＰＤＭとを併用した系に、表面処理していない未処理の炭酸カルシウムを配合しても、被覆ゴム層の耐オゾン性を向上できないことが判った。
これに対し、表２、表３の実施例１〜８の結果より、ゴム分として臭素化ブチルゴムとＥＰＤＭとを併用するとともに、表面処理炭酸カルシウムを配合することで、耐オゾン性と引張特性の両特性にともに優れた被覆ゴム層を形成できることが判った。
【００６２】
またＥＰＤＭの量は、ゴム分の総量１００質量部中の１０質量部以上、４０質量部以下であるのが好ましいこと、表面処理炭酸カルシウムの量は、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、１００質量部以下であるのが好ましいことも判った。
【符号の説明】
【００６３】
１ 免震・制震装置
２、３ フランジ
４ ゴム部材
５ 被覆ゴム層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム分として、ハロゲン化ブチルゴム、およびエチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴムの２種のゴムを併用し、かつ表面処理炭酸カルシウムを配合したことを特徴とする被覆ゴム組成物。
【請求項２】
前記表面処理炭酸カルシウムは、ロジン酸、および脂肪酸からなる群より選ばれた少なくとも１種で表面処理した炭酸カルシウムである請求項１に記載の被覆ゴム組成物。
【請求項３】
前記エチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴムは、共役ジエン成分としてエチリデンノルボルネンを用いた共重合ゴムである請求項１また２に記載の被覆ゴム組成物。
【請求項４】
前記ゴム分は、エチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴムを、ゴム分の総量１００質量部中に１０質量部以上、４０質量部以下の範囲で配合した請求項１ないし３のいずれか１項に記載の被覆ゴム組成物。
【請求項５】
前記表面処理炭酸カルシウムを、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、１００質量部以下の範囲で配合した請求項１ないし４のいずれか１項に記載の被覆ゴム組成物。
【請求項６】
さらに、窒素吸着比表面積が２０ｍ２／ｇ以上、１００ｍ２／ｇ以下のカーボンを、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、８０質量部以下の範囲で配合した請求項１ないし５のいずれか１項に記載の被覆ゴム組成物。
【請求項７】
高減衰ゴムからなるゴム部材を備え、前記ゴム部材の露出した表面を、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の被覆ゴム組成物からなる被覆ゴム層で被覆してなることを特徴とする免震・制震装置。
【請求項８】
前記高減衰ゴムは、ジエン系高減衰ゴムである請求項７に記載の免震・制震装置。
【請求項１】
ゴム分として、ハロゲン化ブチルゴム、およびエチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴムの２種のゴムを併用し、かつ表面処理炭酸カルシウムを配合したことを特徴とする被覆ゴム組成物。
【請求項２】
前記表面処理炭酸カルシウムは、ロジン酸、および脂肪酸からなる群より選ばれた少なくとも１種で表面処理した炭酸カルシウムである請求項１に記載の被覆ゴム組成物。
【請求項３】
前記エチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴムは、共役ジエン成分としてエチリデンノルボルネンを用いた共重合ゴムである請求項１また２に記載の被覆ゴム組成物。
【請求項４】
前記ゴム分は、エチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴムを、ゴム分の総量１００質量部中に１０質量部以上、４０質量部以下の範囲で配合した請求項１ないし３のいずれか１項に記載の被覆ゴム組成物。
【請求項５】
前記表面処理炭酸カルシウムを、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、１００質量部以下の範囲で配合した請求項１ないし４のいずれか１項に記載の被覆ゴム組成物。
【請求項６】
さらに、窒素吸着比表面積が２０ｍ２／ｇ以上、１００ｍ２／ｇ以下のカーボンを、ゴム分の総量１００質量部に対して２０質量部以上、８０質量部以下の範囲で配合した請求項１ないし５のいずれか１項に記載の被覆ゴム組成物。
【請求項７】
高減衰ゴムからなるゴム部材を備え、前記ゴム部材の露出した表面を、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の被覆ゴム組成物からなる被覆ゴム層で被覆してなることを特徴とする免震・制震装置。
【請求項８】
前記高減衰ゴムは、ジエン系高減衰ゴムである請求項７に記載の免震・制震装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１２６８１８（Ｐ２０１２−１２６８１８Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７９０６０（Ｐ２０１０−２７９０６０）
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
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