JP2003118032A - 免震ゴム積層体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高歪（伸張）域での急激な応力上昇（ハード
ニング）を低減し、且つ、広い温度域において優れた高
減衰性を実現すると共に、ゴム強度に優れた免震ゴム積
層体を、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免震ゴム積層
体１０において、前記ゴム層１６を、ゴム材料中に、層
状粘土鉱物が、単層状にナノ分散することなく、２〜１
０層の積層状を保った状態において、微細に分散、含有
せしめられているゴム組成物を用いて、形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、免震ゴム積層体に係り、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
る免震ゴム積層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、免震ゴム積層体としてのゴム支承体が、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、免震ゴム積層体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、そのような免震ゴム積層体１０は、その上
部取付板１８及び下部取付板２０において、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、鉛直方向に
は非常に硬く、水平方向には柔らかく、即ち、剪断弾性
が小さくされて、構造物の固有振動周期が地震の振動周
期からズレるように作用せしめて、地震等により構造物
が受ける加速度を有利に低減せしめている。

【０００４】ところで、上記の如き構造の免震ゴム積層
体には、従来より、振動を熱に変換して振動エネルギー
を減衰させるという高減衰性が要求されている。そし
て、そのような高減衰性を得るべく、そのゴム層を与え
るゴム組成物として、カーボンブラックが多量に配合さ
れたゴム組成物や、樹脂を配合添加してなるゴム組成物
が用いられているのであるが、減衰性が今一つ充分でな
いことに加えて、そのような減衰性を向上せしめる成
分、カーボンブラックや樹脂を配合したりすると、免震
ゴム積層体に要求される他の特性が悪化せしめられ、例
えば、高歪（伸張）域において、ポリマー結晶化等によ
り、急激な応力上昇（ハードニング）が惹起されるとい
う問題を内在するものであった。

【０００５】また一方、近年においては、マトリックス
中に含まれる分散相のサイズがナノメートルオーダ（１
０^-7ｍ〜１０^-9ｍ）である、ナノコンポジットに関する
研究が盛んに行なわれており、例えば、樹脂材料からな
るマトリックス相に、無機成分を分散した複合材料にあ
っては、ナノコンポジットの形成によって、樹脂材料の
引張強さや、弾性率等の向上を始め、従来のミクロンオ
ーダの複合材料から予想される性質とは大きく異なった
特性が得られる可能性があることが明らかとなってい
る。このため、ゴム材料をマトリックス相として形成さ
れるナノコンポジットにあっても、従来のミクロ分散で
は実現不可能な特性が得られる可能性が存しているので
ある。

【０００６】

【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、高歪（伸張）域での急激な応力上昇（ハードニ
ング）を低減し、且つ、広い温度域において優れた高減
衰性を実現すると共に、ゴム強度に優れた免震ゴム積層
体を、提供することにある。

【０００７】

【解決手段】そして、本発明者らは、免震ゴム積層体を
構成するゴム層として、ゴム材料をマトリックス成分と
して、そのようなゴム材料中に、層状粘土鉱物を、ミク
ロ分散ではなく、ナノ分散せしめてなるナノコンポジッ
トを採用することによって、ゴム強度を高度に維持しつ
つ、広い温度域において、高い減衰性を効果的に実現し
得ると共に、高歪域でのハードニングを有利に抑制し得
る免震ゴム積層体が得られることを見出した。なお、か
かるナノコンポジットにあっては、マトリックス中に分
散相として存在する層状粘土鉱物が、単層状にナノ分散
することなく、２〜１０層の積層形態を保った状態にて
分散せしめられていることが明らかとなったのである。

【０００８】従って、本発明は、かかる知見に基づいて
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
構成されてなる免震ゴム積層体にして、前記ゴム層が、
ゴム材料中に、層状粘土鉱物が、単層状にナノ分散する
ことなく、２〜１０層の積層状を保った状態において、
微細に分散、含有せしめられてい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免震ゴム積層体にあ
る。

【０００９】すなわち、このような本発明に従う免震ゴ
ム積層体にあっては、ゴム層が、ゴム材料からなるマト
リックス中に、積層状を保った層状粘土鉱物が、ナノ分
散した形態を呈しているゴム組成物から形成されている
のであって、それにより、かかる層状粘土鉱物の結晶層
間に存在するゴムポリマーが拘束されると共に、熱の影
響を受け難くなって、高歪域でのハードニングの抑制
と、広い温度域における高い減衰性、優れたゴム強度と
が、同時に効果的に達成され得ることとなったのであ
る。

【００１０】なお、かかる本発明に従う免震ゴム積層体
の好ましい態様の一つによれば、前記層状粘土鉱物が、
炭素数６以上の有機オニウムイオンがイオン結合するこ
とによって有機化されたものであることが望ましく、こ
のような有機オニウムイオンにて有機化された層状粘土
鉱物を採用することによって、ゴムポリマーが層状粘土
鉱物の結晶層間へ侵入し易くなって、上記した特性がよ
り一層効果的に発揮されるようになる。

【００１１】また、本発明における好ましい態様の他の
一つによれば、前記層状粘土鉱物が、前記ゴム材料の１
００重量部に対して、１〜１００重量部の割合において
配合せしめられることが望ましい。

【００１２】さらに、本発明に従う免震ゴム積層体の好
ましい態様の別の一つによれば、前記層状粘土鉱物を構
成する積層構造粒子と単層粒子との個数比が、３０／７
０〜１００／０の範囲内にあることが望ましく、このよ
うな構成を採用することによって、本発明の目的が、よ
り一層有利に実現され得ることとなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】ところで、かかる本発明に従う免
震ゴム積層体は、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、このような免震ゴム
積層体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。

【００１４】すなわち、そのようなゴム組成物は、マト
リックス相としてのゴム材料中に、層状粘土鉱物を分散
せしめてなるものであって、かかる層状粘土鉱物は、一
層ずつバラバラにナノ分散することなく、２〜１０層の
積層状を維持した状態において、微細に分散、含有せし
められているのであって、そこに、本発明の格別顕著な
特徴が存している。

【００１５】ここにおいて、本発明に従って、かかるゴ
ム組成物中に微細に分散せしめられる層状粘土鉱物は、
ゴム層１６を大きく伸張せしめた際における（高歪域に
おける）急激な応力上昇を抑制しつつ、減衰特性の向上
を図るべく配合されるものであると共に、ゴム層１６の
硬度や強度等を向上せしめる働きがあるところから、本
発明では、カーボンブラック等の補強剤の代替物となり
得るものして、用いられることとなる。

【００１６】なお、かくの如き層状粘土鉱物としては、
例えば、モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライ
ト、バイデライト、ノントロナイト、ソーコナイト、ス
チブンサイト等のスメクタイト系のものや、バーミキュ
ライト、ハロイサイト、マイカ等の、従来から公知のカ
チオン交換能を有する層状粘土鉱物を例示することが出
来、それらの層状粘土鉱物のうちの少なくとも一種が、
適宜に選択されて用いられることとなるのである。

【００１７】なお、かかる層状粘土鉱物は、一般に、有
機オニウムイオンをイオン結合せしめることによって、
有機化されているものであり、そして、このように層状
粘土鉱物を有機化することによって、層状粘土鉱物の結
晶層間にゴムポリマーが挿入されて、かかる結晶層間に
存在するゴムポリマーが拘束されると共に、熱の影響を
受け難くなって、従来に比して優れた減衰性が得られる
と共に、高歪域でのハードニングを有利に抑制し得るこ
ととなるのである。しかも、かかる層状粘土鉱物は、補
強剤の如く作用し、以て、ゴムの強度等も、充分に効果
的に確保され得るのである。

【００１８】そして、上記した有機オニウムイオンとし
ては、特に限定されるものではなく、従来から公知のも
のが採用され得るのであるが、その中でも、特に、炭素
数６以上の有機オニウムイオンが望ましい。例えば、そ
の具体例としては、ヘキシルアンモニウムイオン、オク
チルアンモニウムイオン、２−エチルヘキシルアンモニ
ウムイオン、ドデシル（ラウリル）アンモニウムイオ
ン、オクタデシル（ステアリル）アンモニウムイオン、
ジオクチルジメチルアンモニウムイオン、トリオクチル
アンモニウムイオン、ジステアリルジメチルアンモニウ
ムイオン等のアンモニウムイオンや、ホスホニウムイオ
ン、オキソニウムイオン、スルホニウムイオン等を挙げ
ることが出来、これらの中の少なくとも１種以上が適宜
に選択されて用いられることが望ましいのである。かく
して、このような有機オニウムイオンを採用することに
よって、層状粘土鉱物の疎水性が向上すると共に、層状
粘土鉱物の層間距離がより一層有利に拡大せしめられ、
以て、層状粘土鉱物の結晶層間に、ゴムポリマーがより
一層挿入され易くなって、本発明の目的がより一層有利
に実現され得ることとなる。

【００１９】ここにおいて、上記した有機オニウムイオ
ンにて、層状粘土鉱物を有機化せしめるには、層状粘土
鉱物の結晶層間に存在するナトリウムイオン等の金属陽
イオンを、上述せる如き有機オニウムイオンにてイオン
交換すればよい。そして、かかるイオン交換が為される
ことによって、有機オニウムイオンが層状粘土鉱物にイ
オン結合されることとなり、その結果、層状粘土鉱物の
層間距離が拡大し、かかる結晶層間にゴムポリマーが侵
入し易くなると共に、層状粘土鉱物が疎水化されて、ゴ
ム材料との混練状態が良好となる。

【００２０】なお、上記層状粘土鉱物を有機オニウムイ
オンと接触させてイオン交換する手法としては、従来か
ら公知のイオン交換法が採用され得るのであり、例え
ば、適当な量の有機オニウムイオンが含有せしめられた
水系媒体中に、層状粘土鉱物を浸漬し、その後、該層状
粘土鉱物を水洗して、過剰な有機オニウムイオンを除去
する手法等が挙げられる。そして、このようにイオン交
換によって有機化された層状粘土鉱物は、乾燥せしめら
れた状態において、ゴム材料に添加、含有せしめられる
こととなるのである

【００２１】而して、上述せる如き層状粘土鉱物の添加
割合としては、目的とする特性等が有利に得られるよう
に、ゴム材料の１００重量部に対して、通常、１〜１０
０重量部程度、その範囲の中でも、特に、ゴム材料の１
００重量部に対して、１〜５０重量部程度が好適に採用
され得る。かかる層状粘土鉱物の添加割合が、余りにも
少なくなると、層状粘土鉱物を添加することによる充分
な効果を期待することが困難となり、逆に、多くなり過
ぎると、混練り操作が困難となったり、また、加硫後に
おけるゴム層１６の硬度が高くなり過ぎる等といった問
題が惹起される恐れがある。

【００２２】また、上述せる如き層状粘土鉱物が配合さ
れるゴム材料としては、従来から免震ゴム積層体の製造
に用いられている各種のゴム材料の中から適宜に選定さ
れることとなり、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレ
ンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブ
タジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエン
ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴ
ム、フッ素ゴム、アクリルゴム等の従来から公知のゴム
材料のうちの少なくとも１種以上が、適宜に選択されて
用いられることとなる。そして、それらの中でも、Ｎ
Ｒ、ＮＲとＢＲのブレンド物、ＮＲとＳＢＲのブレンド
物等のジエン系ゴム材料が、より好適に採用され、それ
によって、より一層優れた特性が実現され得るのであ
る。

【００２３】そして、そのようなゴム材料に対して、上
述の如き有機化された層状粘土鉱物が、従来から公知の
手法にて、微細に分散、含有せしめられることによっ
て、本発明に従うゴム組成物が調製されることとなるの
であるが、本発明にあっては、かかる層状粘土鉱物が、
分散相として、ゴム材料からなるマトリックス中に、一
層ずつバラバラに（単層状に）ナノ分散することなく、
２〜１０層のブロック状（積層状）を保持した状態にお
いて、ナノ分散せしめられる必要があるのであり、これ
によって、上述せるように、高歪域でのハードニングが
有利に抑制され得ると共に、優れた減衰性やゴム強度等
が発現され得るようになるのである。

【００２４】より具体的には、そのようなマトリックス
相に分散する積層状の粘土鉱物（積層構造粒子）は、ゴ
ム組成物中において、層状粘土鉱物の積層構造粒子と単
層粒子との個数比（積層構造粒子／単層粒子）が、３０
／７０〜１００／０、好ましくは、５０／５０〜１００
／０の範囲内にあることが望ましく、かかる積層構造粒
子の個数が少な過ぎる場合には、層状粘土鉱物が単層状
にナノ分散することとなって、ハードニングの抑制や減
衰性の向上が有利に達成され得なくなる恐れがあるので
ある。

【００２５】そして、上述せる如き、２〜１０層の積層
構造粒子が微細に分散されたゴム組成物を加硫すること
によって、目的とするゴム層１６を与えるゴムブロック
１２が形成されるのであるが、ここで、未加硫のゴム組
成物には、加硫に先立って、従来と同様に、加硫剤が添
加せしめられることとなる。なお、かかる加硫剤として
は、一般に、ゴム材料の種類等を考慮して、公知の各種
の加硫剤の中から、適当なものが選択されて用いられる
のであり、そのような加硫剤としては、例えば、硫黄
や、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の金属酸化物、ヘキ
サメチレンジアミンカルバメート等のアミン化合物、ジ
クミルパーオキサイド等の過酸化物等が挙げられる。

【００２６】また、前記したゴム組成物には、更に必要
に応じて、適当な加硫促進剤、ステアリン酸や酸化亜鉛
等の加硫促進助剤、可塑剤、オイル等の軟化剤、ワック
ス、老化防止剤、カーボンブラック等の補強剤等の公知
の各種のゴム用配合剤を、通常の範囲内において配合せ
しめることも可能である。

【００２７】但し、カーボンブラック等の補強剤を配合
せしめるに際しては、本発明において採用される層状粘
土鉱物が、上記したように、補強剤の如く作用して、ゴ
ムの硬度や強度等を向上せしめる働きがあるところか
ら、所望とするゴム硬度等が得られるように、層状粘土
鉱物の配合量に応じて、配合されることとなる。なお、
カーボンブラックの配合割合が増加するに従って、ハー
ドニングが惹起され易くなるところから、より望ましく
は、ゴム組成物中に配合されるカーボンブラック等の補
強剤を、全て、層状粘土鉱物にて代替することが望まし
い。

【００２８】かくして、前記した有機化された層状粘土
鉱物やその他の必要なゴム用配合剤等をゴム材料に配合
せしめて、本発明に従う免震ゴム積層体を製造するに際
しては、従来から公知の各種の手法が適宜に採用され得
る。例えば、図１に示される如き免震ゴム積層体１０を
得るには、先ず、混練り操作によって、目的とするゴム
組成物、即ち、層状粘土鉱物が２〜１０層の積層状を保
った微細な粒子形態をもって、分散した状態で、存在せ
しめられたゴム組成物を得るのである。具体的には、密
閉式混練り機等の公知の混練装置を用いて、かかる装置
内に、未加硫のゴム材料及び有機化された層状粘土鉱
物、加硫剤、その他必要なゴム用配合剤を導入し、混練
り操作を実施する。この際、未加硫のゴム材料中におい
て、層状粘土鉱物が、所期の特性を発揮し得る程度にて
微細に分散し得るような混練り条件が、適宜設定される
こととなる。

【００２９】ここにおいて、ゴムマトリックス中に微細
に分散する積層構造粒子の粒子サイズとしては、特に制
限されるものではないものの、要求される特性が良好に
発揮され得るように、一般に、マトリックス中に含まれ
る分散相のサイズがナノメートルオーダ（１０^-7ｍ〜１
０^-9ｍ）となるように調整されることが、望ましい。こ
れは、かかる粒子サイズが余りにも大きくなる場合に
は、所望とする特性が充分に得られない等の不具合を惹
起するからである。

【００３０】而して、上述せる如き混練り操作によって
得られたゴム組成物を、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１
８，２０の存在下、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免震ゴム積層
体１０が形成されることとなるのである。

【００３１】また、上例の手法とは別に、上記の如くし
て得られたゴム組成物を、押出成形して加硫することに
より、或いはカレンダーにて所定厚みに分出せしめて加
硫成形すること等により、ゴム層１６を形成し、その
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
っても、免震ゴム積層体１０が形成されることとなる。

【００３２】なお、免震ゴム積層体１０の製造におい
て、混練り条件や加硫条件にあっては、ゴム材料や層状
粘土鉱物の種類や使用量等に応じて、適宜に設定され得
るのであり、更に、かかる加硫の具体的手法も、上例の
ものに何等限定されるものではなく、従来から公知の各
種の手法が採用されるのである。

【００３３】また、免震ゴム積層体において、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。

【００３４】さらに、かかる免震ゴム積層体の全体形状
にあっても、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、免震ゴム積層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。

【００３５】そして、そのようにして得られた免震ゴム
積層体は、ゴム支承体として、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
間に挟持、配置されて、固定せしめられ、上部構造体を
支持することとなる。

【００３６】

【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。

【００３７】−有機化層状粘土鉱物の調製− 先ず、層状粘土鉱物たるスメクタイト：ナトリウム型モ
ンモリロナイト１０ｇを８０℃の水１Ｌに分散させる一
方、有機オニウムイオンたるジ硬化牛脂アルキルジメチ
ルアンモニウムクロライド（花王株式会社製）５ｇを８
０℃の水０．５Ｌに溶解させた。

【００３８】そして、これら両方の水溶液を一気に混合
することによって、イオン交換を実施した。次いで、そ
の沈殿物を水で洗浄した後、水を乾燥させて、有機化さ
れたスメクタイト（有機化スメクタイト）を得た。

【００３９】−イオン結合の確認− そして、得られた有機化スメクタイトの一部を用いて、
強熱減量、即ち、熱重量分析（ＴＧＡ）による加熱減量
測定により、有機化スメクタイト中の無機含量を測定し
たところ、約６０重量％であった。かかる強熱減量の条
件としては、昇温速度：２０℃／ｍｉｎ、温度範囲：室
温〜８００℃を、採用した。また、Ｘ線回折により、有
機化スメクタイトの層間距離を測定したところ、２７Å
（２．７ｎｍ）であった。なお、有機化処理の施されて
いないスメクタイトの層間距離は、約１０Å（約１ｎ
ｍ）であった。

【００４０】−ゴム組成物の調製− そして、先ず、下記表１に示される各種配合組成に従っ
て、バンバリーミキサー内に、ゴム材料：天然ゴム（Ｎ
Ｒ）材料と、有機化スメクタイト乃至はカーボンブラッ
ク：ＨＡＦカーボン、及び、加硫促進助剤：酸化亜鉛＋
ステアリン酸を仕込んで、混練せしめた後、更に、加硫
剤：硫黄、加硫促進剤：ＯＢＳ（Ｎ−オキシジエチレン
−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）とを、下記表
１に示される割合にて添加し、ロール機にて混練りし
て、均一に配合せしめることにより、実施例１〜３及び
比較例１〜４に係るゴム組成物を調製した。

【００４１】

【表１】

【００４２】そして、その得られた未加硫のゴム組成物
を、１５０℃×２０分にて、加硫成形することにより、
ＮＲ材料を加硫せしめて、性能評価用の各種テストピー
スを、作製した。また、実施例１〜３に係るテストピー
スについて、ＮＲ中に分散する有機化スメクタイト（層
状粘土鉱物）を、それぞれ、ＴＥＭ（Transmission Ele
ctron Microscope：透過型電子顕微鏡）にて、０．５μ
ｍ×０．５μｍの範囲を測定したところ、何れも、２〜
１０層の積層構造粒子がナノ分散しており、かかる積層
構造粒子と単層粒子の個数比が、略８０：２０程度であ
ることを確認した。

【００４３】なお、引張試験用のテストピースとして
は、ＪＩＳ−Ｋ−６２５１−１９９３の「加硫ゴムの引
張試験方法」に規定されるダンベル状５号形試験片を作
製し、また、硬さ試験用のテストピースとしては、ＪＩ
Ｓ−Ｋ−６２５３−１９９７の「加硫ゴム及び熱可塑性
ゴムの硬さ試験方法」における「デュロメータ硬さ試
験」に定められる、厚さ：２ｍｍの試験片を作製し、さ
らに、引裂試験用のテストピースとしては、ＪＩＳ−Ｋ
−６２５２−１９９３の「加硫ゴムの引裂試験方法」に
規定されるクレセント形試験片を作製した。また、動特
性試験用のテストピースは、直径：５０ｍｍ及び高さ：
２５ｍｍの円柱形状を呈する加硫ゴム試料を作製した
後、かかる加硫ゴム試料の上下面に対して、鉄製円盤金
具の一対を、接着剤にて加硫接着せしめることにより、
作製した。

【００４４】そして、このようにして得られた実施例及
び比較例に係る各テストピースを用いて、以下の如き常
態物性試験（引張試験、硬さ試験及び引裂試験）並びに
動特性試験を行なった。

【００４５】−引張試験− 上記において得られた引張試験用の各テストピースを用
いて、ＪＩＳ−Ｋ−６２５１−１９９３に規定される試
験方法に従って、所定の引張試験機により、テストピー
スを引張せしめて、引張応力−歪特性（Ｓ−Ｓ特性）を
測定して、引張応力−歪曲線を作成し、図２に示した。
また、１００％伸び時における引張応力（引張応力：Ｍ
₁₀₀ ）、切断に至るまでの最大応力（引張強さ：
Ｔ_B ）、及び切断時の伸び（切断時伸び：Ｅ_B ）を、下
記表２に示した。

【００４６】−硬さ試験− 上記において得られた硬さ試験用の各テストピースを用
いて、ＪＩＳ−Ｋ−６２５３−１９９７の前記「デュロ
メータ硬さ試験」に準じて、タイプＡデュロメータによ
り、テストピースの硬さを測定し、その結果を、下記表
２において、ＪＩＳタイプＡ硬度（Ｈｓ）として、併せ
示した。

【００４７】−引裂試験− 上記において得られた引裂試験用の各テストピースを用
いて、ＪＩＳ−Ｋ−６２５２−１９９３の前記「加硫ゴ
ムの引裂試験方法」に準じて、引裂強さ（Ｔｒ）を求
め、その結果を下記表２に併せ示した。

【００４８】−動特性試験− また、上記で得た動特性試験用の各テストピースを用い
て、ＪＩＳ−Ｋ−６３８５−１９９５の「防振ゴムの試
験方法」に準じて、静的バネ定数：Ｋｓ、動的バネ定
数：Ｋｄ、減衰係数：Ｃ、損失係数：Ｌを求めた。

【００４９】すなわち、ＪＩＳ−Ｋ−６３８５−１９９
５の「防振ゴムの試験方法」における「静的特性試験」
に準じて、それぞれのテストピースに対して、軸方向に
圧縮速度２０ｍｍ／ｍｉｎの荷重を加えて、７ｍｍ圧縮
せしめ、一旦、減荷した後、再度、７ｍｍ圧縮せしめる
ことにより、その２回目の加荷過程（往路）における荷
重−撓み特性を測定して、それに基づいて荷重−撓み曲
線を作成し、そして、その曲線から、撓みが１．５ｍｍ
と３．５ｍｍの時の荷重値：Ｐ₁ ［Ｎ］ ，Ｐ₂ ［Ｎ］
を、それぞれ読み取って、それより、次式 Ｋｓ＝（Ｐ₂ −Ｐ₁ ）／２ に従って、静的バネ定数：Ｋｓ［Ｎ／ｍｍ］を算出し
た。

【００５０】また、これとは別に、ＪＩＳ−Ｋ−６３８
５−１９９５の「防振ゴムの試験方法」における「非共
振方法（ａ）」に準拠して、各テストピースを軸方向に
２．５ｍｍだけ予備圧縮せしめた後、振幅：±０．０５
ｍｍの振動を、周波数：１００Ｈｚにおいて加える試験
を行ない、１００Ｈｚ時の動的バネ定数（貯蔵バネ定
数）：Ｋｄ₁₀₀ ［Ｎ／ｍｍ］を求めた。また、かかるＫ
ｄ₁₀₀ と、前記Ｋｓとから、動倍率（Ｋｄ₁₀₀ ／Ｋｓ）
を算出し、それらの結果を、下記表３に示した。

【００５１】また、同様にして、各テストピースを軸方
向に２．５ｍｍだけ予備圧縮せしめた後、振幅：±０．
５ｍｍの振動を、周波数：１５Ｈｚにおいて加えて、１
５Ｈｚ時の動的バネ定数（貯蔵バネ定数）：Ｋｄ₁₅［Ｎ
／ｍｍ］を求め、かかるＫｄ ₁₅から、減衰係数：Ｃ
₁₅と、損失係数：Ｌ₁₅（＝ｔａｎδ）を算出し、得られ
た結果を、下記表３に併せ示した。

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】かかる表２，３及び図２に示される結果か
らも明らかなように、層状粘土鉱物が２〜１０層の積層
状を保った状態において、微細に分散、含有せしめられ
ている実施例１〜３に係るテストピースにあっては、何
れも、常態特性（Ｔ_B 、Ｅ_B、Ｍ₁₀₀ 、Ｈｓ、Ｔｒ）を
高度に確保しながら、比較例１のテストピースに比し
て、損失係数（Ｃ₁₅）の値が大きくなっており、優れた
減衰性が効果的に発揮され得ていることが分かるのであ
る。しかも、それら実施例１〜３に係るテストピースに
あっては、同程度の硬度（Ｈｓ）を有する比較例２，３
に比して、減衰性が向上され得ていると共に、高歪（伸
張）域における、急激な応力上昇（ハードニング）が有
利に抑制されていることが、認められるのである。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
に従う免震ゴム積層体に用いられるゴム組成物にあって
は、高歪（伸張）域における、急激な応力上昇（ハード
ニング）が有利に抑制され得ると共に、高減衰性や優れ
たゴム強度が効果的に実現され得るのである。従って、
そのような特徴を有する免震ゴム積層体は、免震支承用
の高減衰支承体として有利に用いられ得、振動、地震、
強風等の影響によって生じる撓みや歪が、ゴム積層体の
緩衝作用によって有利に吸収され得るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される免震ゴム積層体の代表的な
一例を示す、一部切欠説明図である。

【図２】実施例において得られた、引張応力−歪曲線を
示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 免震ゴム積層体 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｆ 15/04 Ｆ１６Ｆ 15/04 Ｐ (72)発明者 夏堀 功 愛知県小牧市東三丁目１番地 東海ゴム工 業株式会社内 (72)発明者 山本 健次 愛知県小牧市東三丁目１番地 東海ゴム工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J048 AA01 AD05 BA08 BB02 BD04 EA13 EA38 3J059 BA43 BD01 BD03 BD05 GA33 GA42 4F100 AB01A AB01C AB01E AC10B AC10D AN00B AN00D BA05 BA08 BA10A BA10E DE02B DE02D GB07 JH02 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 AC091 BB181 BD121 BG041 DJ006 DJ056 FA016 FB086 FD010 FD016 FD140 FD150 GF00 GL00 GR00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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免震ゴム積層体にし
   て、前記ゴム層が、ゴム材料中に、層状粘土鉱物が、単
   層状にナノ分散することなく、２〜１０層の積層状を保
   った状態において、微細に分散、含有せしめられている
   ゴム組成物を用いて形成されていることを特徴とする免
   震ゴム積層体。
2. 【請求項２】 前記層状粘土鉱物が、炭素数６以上の有
   機オニウムイオンがイオン結合することによって有機化
   されたものである請求項１に記載の免震ゴム積層体。
3. 【請求項３】 前記層状粘土鉱物が、前記ゴム材料の１
   ００重量部に対して、１〜１００重量部の割合において
   配合せしめられている請求項１又は請求項２に記載の免
   震ゴム積層体。
4. 【請求項４】 前記層状粘土鉱物を構成する積層構造粒
   子と単層粒子との個数比が、３０／７０〜１００／０の
   範囲内にある請求項１乃至請求項３の何れかに記載の免
   震ゴム積層体。