第 2 章 低温下におけるワックス添加加硫ゴムのオゾン劣化メカニ
2.2 実験
2.2.1 試料
橋梁用ゴム支承のオゾン劣化挙動の検討には，実際のゴム支承に用いられる NR 2 mmtシートを用いた．NRシートの組成はISO 9924-1 “Rubber and rubber products - Determination of the composition of vulcanizates and uncured compounds by thermogravimetry - Part 1: Butadiene, ethylene-propylene copolymer and terpolymer, isobutene-isoprene, isoprene and styrene-butadiene rubber” 準拠の熱重 量測定により，NRが62.1 wt%，CBが21.9 wt%，灰分が4.3 wt%であることを確認 した．
低温下における加硫ゴムのオゾン劣化メカニズムの検討には，ジエン系ゴムのモデル としてイソプレンゴムを用いた．ゴムはJSR㈱製のイソプレンゴムIR2200，オゾン劣 化防止剤ワックスは工業的に汎用される大内新興化学工業㈱製のサンノック（混合ワッ クス，重量平均分子量Mw 910，数平均分子量Mn 870，融点73.2 ℃，いずれも実測 値）を用いた．Table 2-2の配合にてワックス以外の試薬をオープンロールで混練り後，
ワックスが完全に溶融する温度80℃でワックスを0.0，0.5，1.0，2.0，4.0 phrとそれ ぞれ添加し，160℃×8分間のプレス加硫にて1 mmtまたは2 mmtシートに成形した．
動的粘弾性（DMA）測定の tanδピークにより決定したゴムのガラス転移点は－52℃
であり，－30℃から40℃の範囲で十分なゴム弾性を有することを確認した（Figure 2-3）．
Table 2-2 Compound formulation of isoprene rubber (Unit: phr)
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Figure 2-3 Temperature dependence of storage modulus E’, loss modulus E’’ and loss tangent tanδ measured by DMA for the vulcanized isoprene rubber with 4.0 phr wax.
32 2.2.2 ワックス皮膜の形成及びオゾン暴露
ゴム試験片は JIS K 6251“加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－引張特性の求め方”のダンベ ル状1号形を用い，試験片の標線間距離40 mmに対し伸張20%を付与した．ワックス のブルーム速度は，加硫ゴムに対するワックスの溶解度及び拡散速度の温度係数，すな わち加硫ゴムの暴露温度に著しく影響される8,9)．そこで，ゴムを23℃又は40℃の大気 雰囲気下でそれぞれ72時間熱処理後，23℃で 24時間静置することによりワックス皮 膜をゴム表面に再現良く形成させた．ゴム表面に析出したワックス量は，薄い金属板で ワックス皮膜を物理的に擦り取ったときの，ゴムの重量減少から算出した．オゾン暴露 条件は，試験片の伸長20%を維持したまま，オゾン発生器（荏原実業㈱製OZSD-0008D）， 小型低温恒温器（エスペック㈱製MC-711T），オゾンモニター（荏原実業㈱製EG-700E
Ⅲ）で構成されるオゾン暴露試験機を用い，温度－30℃，－15℃，0℃，10℃，23℃，
40℃の6水準，オゾン濃度50 pphmの静的条件にて24時間暴露した．なお，熱処理 及びオゾン暴露は外部からの光が遮断された状態で実施した．オゾン暴露後のゴム表面 は，㈱キーエンス製デジタルマイクロスコープVHS-2000（×20），又は日本電子㈱製走 査電子顕微鏡（SEM）JSM-5610LV（×500，×1500）にて観察した．
2.2.3 ゴム及びワックスの熱収縮率測定
ゴム及びワックスの熱収縮率は熱機械的分析装置（TMA）にて，メトラー社製 TMA/SDTA841eを用い，試験片形状5 mm×5 mm×1 mmt，荷重50 mN，温度23℃か ら－30℃，降温速度 5℃/min における厚さ方向の寸法変化を測定，23℃の試験片厚さ を基準とし，式（1）により算出した．
100
0 1
0
m m m－
収縮率（％）＝ …（1）
m0：23℃時の試験片厚さ（mm）
m1：各測定温度における試験片厚さ（mm）
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2.2.4 ワックス単体のDMA測定及び3点曲げ試験
DMA温度分散測定はアントンパール社製の応力制御型回転式レオメータMCR702，
板状固体ねじり測定システム SRFジグを用い，ワックスの溶融・固化にて短冊状に成 形した20 mm×5 mm×1 mmtの試験片を，クランプ間距離10 mm，周波数6.28 rad/sec，
振幅角0.005%，降温速度2℃/minにて40℃から－40℃における複素せん断弾性率G*
の温度依存性を測定した．
3点曲げ試験は，ティー・エイ・インスツルメント社製の動的粘弾性測定装置RSAⅢ を静的モードで用い，ワックスの溶融・固化にて短冊状に成形した40 mm×10 mm×1 mmt又は40 mm×10 mm×3 mmtの試験片を，支点間距離25 mm，曲げ速度1 mm/min，
温度－30℃，0℃，23℃，40℃にてそれぞれ測定した．
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