JP2023167464A - ゴム物品、及びこれを用いたタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた低発熱性と耐カット性とを両立することができるゴム物品、及び、該ゴム物品を用いたタイヤを提供する。【解決手段】ゴム成分と、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとを含むゴム組成物の加硫物であり、前記ゴム成分が、３０質量％以上７０質量％以下の天然ゴムと、３０質量％以上７０質量％以下のブタジエンゴムとを含み、前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下であり、厚みが３ｍｍ以上である、ゴム物品。【選択図】なし
Description
本発明は、ゴム物品及びこれを用いたタイヤに関し、特に、建設車両や鉱山車両等に用いられるタイヤのサイドゴムに適用することができるゴム物品に関する。
岩場の多い鉱山や建設現場を走行するダンプトラック等に装着されるタイヤ（ＯＲＲ（オフロードラジアル）タイヤと呼ばれる）は、サイドウォール部にカット傷を受けやすい。このことから、当該サイドウォール部に適用されるサイドゴムには高い耐カット性が求められる。
また、近年、低燃費化及び軽量化のため、ＯＲＲタイヤにおいて薄ゲージ化が進められている。しかしながら、サイドゴムが薄くなるほど、耐カット性が低下する傾向がある。
耐カット性を向上させるために、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを配合したゴム組成物を用いることが知られている（特許文献１等）。
また、近年、低燃費化及び軽量化のため、ＯＲＲタイヤにおいて薄ゲージ化が進められている。しかしながら、サイドゴムが薄くなるほど、耐カット性が低下する傾向がある。
耐カット性を向上させるために、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを配合したゴム組成物を用いることが知られている（特許文献１等）。
しかしながら、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを配合するだけでは、耐カット性の効果は十分とは言えず、また、低発熱性との両立においてもさらに改善する余地があった。このことから、低発熱性及び高い耐カット性との両立が課題となっていた。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、優れた低発熱性と耐カット性とを両立することができるゴム物品、及び、該ゴム物品を用いたタイヤを提供することを目的とする。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、優れた低発熱性と耐カット性とを両立することができるゴム物品、及び、該ゴム物品を用いたタイヤを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、以下の［１］～［５］を提供する。
［１］ゴム成分と、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとを含むゴム組成物の加硫物であり、前記ゴム成分が、３０質量％以上７０質量％以下の天然ゴムと、３０質量％以上７０質量％以下のブタジエンゴムとを含み、前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下であり、厚みが３ｍｍ以上である、ゴム物品。
［２］前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して２２質量部以上３０質量部以下である、［１］に記載のゴム物品。
［３］前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点が、１２３℃以下である、［１］または［２］に記載のゴム物品。
［１］ゴム成分と、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとを含むゴム組成物の加硫物であり、前記ゴム成分が、３０質量％以上７０質量％以下の天然ゴムと、３０質量％以上７０質量％以下のブタジエンゴムとを含み、前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下であり、厚みが３ｍｍ以上である、ゴム物品。
［２］前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して２２質量部以上３０質量部以下である、［１］に記載のゴム物品。
［３］前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点が、１２３℃以下である、［１］または［２］に記載のゴム物品。
［４］［１］～［３］のいずれかに記載の前記ゴム物品を用いたタイヤ。
［５］前記ゴム物品をサイドゴムに用いた［４］に記載のタイヤ。
［５］前記ゴム物品をサイドゴムに用いた［４］に記載のタイヤ。
本発明に依れば、優れた低発熱性と耐カット性とを両立することができるゴム物品を得ることができる。また、本発明のゴム物品を適用することにより、優れた低発熱性と耐カット性を示すタイヤを得ることができる。
以下に、本発明をその実施形態に基づき詳細に例示説明する。なお、以下の説明において、数値範囲を示す「Ａ～Ｂ」の記載は、端点であるＡ及びＢを含む数値範囲を表し、「Ａ以上Ｂ以下」（Ａ＜Ｂの場合）、又は「Ａ以下Ｂ以上」（Ａ＞Ｂの場合）を表す。
また、質量部及び質量％は、それぞれ、重量部及び重量％と同義である。
本明細書に記載されている化合物は、部分的に、又は全てが 化石資源由来であってもよく、植物資源等の生物資源由来であってもよく、使用済タイヤ等の再生資源由来であってもよい。また、化石資源、生物資源、再生資源のいずれか２つ以上の混合物由来であってもよい。
また、質量部及び質量％は、それぞれ、重量部及び重量％と同義である。
本明細書に記載されている化合物は、部分的に、又は全てが 化石資源由来であってもよく、植物資源等の生物資源由来であってもよく、使用済タイヤ等の再生資源由来であってもよい。また、化石資源、生物資源、再生資源のいずれか２つ以上の混合物由来であってもよい。
［ゴム物品］
本発明のゴム物品は、ゴム成分と、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとを含むゴム組成物の加硫物であり、前記ゴム成分が、３０質量％以上７０質量％以下の天然ゴムと、３０質量％以上７０質量％以下のブタジエンゴムとを含み、前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下であり、厚みが３ｍｍ以上である。
本発明のゴム物品は、ゴム成分と、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとを含むゴム組成物の加硫物であり、前記ゴム成分が、３０質量％以上７０質量％以下の天然ゴムと、３０質量％以上７０質量％以下のブタジエンゴムとを含み、前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下であり、厚みが３ｍｍ以上である。
本発明のゴム物品は、上述したゴム成分を含むゴム組成物の加硫物であることにより、優れた低発熱性を示す。
通常、ゴム物品の厚みが増すに従い耐カット性が向上する傾向がある。また、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンをゴム組成物に配合する場合、得られるゴム物品の耐カット性が向上する傾向がある。しかし、本発明者の検討の結果、上述したゴム組成物から得たゴム物品の場合、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを含まないゴム組成物から得たゴム組成物よりも、厚みの増加による耐カット性の向上が顕著であることが判明した。すなわち、上述したゴム組成物から得たゴム物品の場合は、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンによる耐カット性向上効果と、ゴム物品の厚さによる耐カット性向上効果とが重畳されることを判明した。この理由は定かではないが、ゴム成分と、ゴム成分に対するシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとの配合量のバランスによる相乗効果と考えられる。すなわち、本発明は、上述のゴム組成物の加硫物からなり、厚みが３ｍｍ以上であるゴム物品とすることにより、今までの知見から予測できる範疇を超えた優れた耐カット性を得るものである。
通常、ゴム物品の厚みが増すに従い耐カット性が向上する傾向がある。また、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンをゴム組成物に配合する場合、得られるゴム物品の耐カット性が向上する傾向がある。しかし、本発明者の検討の結果、上述したゴム組成物から得たゴム物品の場合、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを含まないゴム組成物から得たゴム組成物よりも、厚みの増加による耐カット性の向上が顕著であることが判明した。すなわち、上述したゴム組成物から得たゴム物品の場合は、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンによる耐カット性向上効果と、ゴム物品の厚さによる耐カット性向上効果とが重畳されることを判明した。この理由は定かではないが、ゴム成分と、ゴム成分に対するシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとの配合量のバランスによる相乗効果と考えられる。すなわち、本発明は、上述のゴム組成物の加硫物からなり、厚みが３ｍｍ以上であるゴム物品とすることにより、今までの知見から予測できる範疇を超えた優れた耐カット性を得るものである。
〔ゴム組成物〕
以下、本発明のゴム物品に用いられるゴム組成物について詳細に説明する。
＜ゴム成分＞
ゴム組成物は、ゴム成分と、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとを含む。ゴム成分が、３０質量％以上７０質量％以下の天然ゴムと、３０質量％以上７０質量％以下のブタジエンゴムとを含む。ポリブタジエンゴムの種類としては特に制限はない。例えば、ポリブタジエンゴムは、変性ブタジエンゴムであっても良く、未変性のブタジエンゴムであっても良い。
以下、本発明のゴム物品に用いられるゴム組成物について詳細に説明する。
＜ゴム成分＞
ゴム組成物は、ゴム成分と、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとを含む。ゴム成分が、３０質量％以上７０質量％以下の天然ゴムと、３０質量％以上７０質量％以下のブタジエンゴムとを含む。ポリブタジエンゴムの種類としては特に制限はない。例えば、ポリブタジエンゴムは、変性ブタジエンゴムであっても良く、未変性のブタジエンゴムであっても良い。
天然ゴムの配合量をゴム成分中３０質量％以上とすることにより、ゴム物品の耐カット性及び耐亀裂進展性を向上させることができる。耐カット性及び耐亀裂進展性の観点から、天然ゴムの配合量は、３５質量％以上であることが好ましく、４０質量％以上であることがより好ましい。
また、天然ゴムの配合量をゴム成分中７０質量％以下とすることにより、低発熱性に優れるゴム物品を得ることができるとともに、ゴム物品の耐オゾン性を向上させることができる。低発熱性と耐オゾン性の観点から、天然ゴムの配合量は、６５質量％以下であることが好ましく、６０質量％以下であることがより好ましい。
また、天然ゴムの配合量をゴム成分中７０質量％以下とすることにより、低発熱性に優れるゴム物品を得ることができるとともに、ゴム物品の耐オゾン性を向上させることができる。低発熱性と耐オゾン性の観点から、天然ゴムの配合量は、６５質量％以下であることが好ましく、６０質量％以下であることがより好ましい。
ブタジエンゴムの配合量をゴム成分中３０質量％以上とすることにより、ゴム物品の耐オゾン性を向上させることができる。耐オゾン性の観点から、ブタジエンゴムの配合量は、３５質量％以上であることが好ましく、４０質量％以上であることがより好ましい。
また、ブタジエンゴムの配合量をゴム成分中７０質量％以下とすることにより、ゴム物品の耐カット性及び耐亀裂進展性を向上させることができる。耐カット性及び耐亀裂進展性の観点から、ブタジエンゴムの配合量は、６５質量％以下であることが好ましく、６０質量％以下であることがより好ましい。
また、ブタジエンゴムの配合量をゴム成分中７０質量％以下とすることにより、ゴム物品の耐カット性及び耐亀裂進展性を向上させることができる。耐カット性及び耐亀裂進展性の観点から、ブタジエンゴムの配合量は、６５質量％以下であることが好ましく、６０質量％以下であることがより好ましい。
本発明において、本発明のゴム物品に要求される性能（低発熱性及び耐カット性）を阻害しない範囲で、天然ゴム及びブタジエンゴム以外のジエン系ゴムを含んでいても良い。その他のジエン系ゴムとしては、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン－プロピレン－ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）等が挙げられる。その他のジエン系ゴムの配合量は、ゴム成分中、４０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以下であることが更に好ましい。
本発明において、ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下でシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを含む。シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの配合量が５質量部未満である場合、加硫ゴム中において十分な結合が形成されず、十分な耐カット性及び低発熱性を得ることができない。一方、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの配合量が４０質量部を超える場合、ゴムの柔軟性が低下するので、十分な耐カット性及び低発熱性を得ることができないだけではなく、耐亀裂進展性も低下するため好ましくない。優れた低発熱性及び耐カット性を得る観点から、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの配合量は、２２質量部以上３０質量部以下であることが好ましく、２４質量部以上２８質量部以下であることがより好ましい。
一般に、ＯＲＲタイヤ等の大型タイヤは、比較的低い温度（１４５℃以下）で加硫が行われる。シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点が加硫温度よりも低い場合は、加硫時にシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンがゴム成分中に均一に分散しやすくなる。この結果、加硫後のゴム製品の物性、特に耐亀裂性を向上させることができる。上記加硫温度を考慮すると、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点は、１２３℃以下であることが好ましく、１２０℃以下であることがより好ましい。一方、加硫後のゴム製品の耐カット性及び発熱特性を考慮すると、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点は９５℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることがより好ましい。
なお、本発明においては、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）装置内にシンジオタクチック１，２－ポリブタジエンのサンプルを入れ、１０℃／分の昇温速度で昇温してＤＳＣ曲線を取得し、該ＤＳＣ曲線の融解ピーク温度を、「融点」とする。
なお、本発明においては、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）装置内にシンジオタクチック１，２－ポリブタジエンのサンプルを入れ、１０℃／分の昇温速度で昇温してＤＳＣ曲線を取得し、該ＤＳＣ曲線の融解ピーク温度を、「融点」とする。
シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンは、重量平均分子量（Ｍｗ）が１００，０００～７５０，０００であることが好ましく、１２０，０００～７５０，０００であることがより好ましく、１４０，０００～７５０，０００であることが更に好ましい。重量平均分子量（Ｍｗ）が上記範囲であることにより、耐カット性及び低発熱性に優れるゴム製品を得ることができ、また、作業性も良好となる。
なお、重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、ポリスチレンを標準物質として求める。
なお、重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、ポリスチレンを標準物質として求める。
シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの結晶化度は、２５～８０％であることが好ましく、２５～７０％であることがより好ましく、２５～５０％であることが更に好ましい。上記結晶化度のシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを用いることにより、優れた耐カット性と低発熱性とを両立することができる。
なお、結晶化度は、結晶化度０％の１，２－ポリブタジエンの密度を０．８８９ｇ／ｃｍ３、結晶化度１００％の１，２－ポリブタジエンの密度を０．９６３ｇ／ｃｍ３として、水中置換法により測定した密度から換算して算出する。
なお、結晶化度は、結晶化度０％の１，２－ポリブタジエンの密度を０．８８９ｇ／ｃｍ３、結晶化度１００％の１，２－ポリブタジエンの密度を０．９６３ｇ／ｃｍ３として、水中置換法により測定した密度から換算して算出する。
シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンは、１，２－結合含有量が、６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることが更に好ましい。
なお、１，２－結合含有量は、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの１Ｈ及び１３Ｃ核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析により求める。
なお、１，２－結合含有量は、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの１Ｈ及び１３Ｃ核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析により求める。
本発明に適用できるシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとして、ＪＳＲ（株）製の商品名「ＲＢ８４０」（融点：１２６℃、結晶化度：３６％、１，２結合含有量：９４質量％）、商品名「ＲＢ８３０」（融点：１０５℃、結晶化度：２９％、１，２結合含有量：９３質量％）などが挙げられる。中でも、商品名「ＲＢ８３０」を用いることが好ましい。
＜充填剤＞
本発明に用いられるゴム組成物は、ゴム組成物を補強する充填剤を含有する。ゴム組成物が充填剤を含有することで、ゴム製品の耐破壊特性など、強度を上げることができる。
ゴム組成物は、充填剤としてカーボンブラックを含有することが好ましい。また、本発明のゴム組成物は、カーボンブラック以外に、シリカ、及び、無機充填剤を含んでいてもよい。無機充填剤としては、クレー、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
本発明に用いられるゴム組成物は、ゴム組成物を補強する充填剤を含有する。ゴム組成物が充填剤を含有することで、ゴム製品の耐破壊特性など、強度を上げることができる。
ゴム組成物は、充填剤としてカーボンブラックを含有することが好ましい。また、本発明のゴム組成物は、カーボンブラック以外に、シリカ、及び、無機充填剤を含んでいてもよい。無機充填剤としては、クレー、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
＜＜カーボンブラック＞＞
カーボンブラックとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦグレードのカーボンブラックが挙げられる。これらカーボンブラックは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ、ＪＩＳ Ｋ ６２１７－２：２００１に準拠して測定する）は、低発熱性の観点から１２０ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１００ｍ２／ｇ以下であることがより好ましい。また、耐久性の観点から、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、４０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、５０ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。カーボンブラックは、上述したものから１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、耐久性の観点から２０質量部以上であることが好ましく、２５質量部以上であることがより好ましく、３０質量部以上であることが更に好ましい。また、発熱性の観点から、カーボンブラックの含有量は、７０質量部以下であることが好ましく、６０質量部以下であることがより好ましく、５５質量部以下であることが更に好ましい。
カーボンブラックとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦグレードのカーボンブラックが挙げられる。これらカーボンブラックは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ、ＪＩＳ Ｋ ６２１７－２：２００１に準拠して測定する）は、低発熱性の観点から１２０ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１００ｍ２／ｇ以下であることがより好ましい。また、耐久性の観点から、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、４０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、５０ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。カーボンブラックは、上述したものから１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、耐久性の観点から２０質量部以上であることが好ましく、２５質量部以上であることがより好ましく、３０質量部以上であることが更に好ましい。また、発熱性の観点から、カーボンブラックの含有量は、７０質量部以下であることが好ましく、６０質量部以下であることがより好ましく、５５質量部以下であることが更に好ましい。
＜＜無機充填材＞＞
本発明に用いられるゴム組成物は、必要に応じて、無機充填材が含まれていてもよい。無機充填材として、シリカ、及びアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも１つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物が挙げられる。中でも、補強性の高いシリカが好ましい。シリカの種類は特に制限はなく、例えば、湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（無水ケイ酸）、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらの中でも、湿式シリカが好ましい。これらシリカは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
本発明に係るゴム組成物は、シリカを含む無機充填材が配合される場合には、ゴム組成物の補強性及び低燃費性を更に向上させる目的で、シランカップリッグ剤を配合してもよい。
無機充填材の含有量は、発熱性の観点から、ゴム成分１００質量部に対して、８０質量部以下であることが好ましく、７５質量部以下であることがより好ましく、７０質量部以下であることが更に好ましい。
本発明に用いられるゴム組成物は、必要に応じて、無機充填材が含まれていてもよい。無機充填材として、シリカ、及びアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも１つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物が挙げられる。中でも、補強性の高いシリカが好ましい。シリカの種類は特に制限はなく、例えば、湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（無水ケイ酸）、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらの中でも、湿式シリカが好ましい。これらシリカは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
本発明に係るゴム組成物は、シリカを含む無機充填材が配合される場合には、ゴム組成物の補強性及び低燃費性を更に向上させる目的で、シランカップリッグ剤を配合してもよい。
無機充填材の含有量は、発熱性の観点から、ゴム成分１００質量部に対して、８０質量部以下であることが好ましく、７５質量部以下であることがより好ましく、７０質量部以下であることが更に好ましい。
＜各種成分＞
本発明に用いられるゴム組成物は、本発明の効果が損なわれない範囲で、必要に応じて、ゴム工業界で通常使用される各種成分、例えば、ステアリン酸、老化防止剤、酸化亜鉛、加硫促進剤、加硫剤、樹脂、オイル等を含有していてもよい。これら各種成分としては、市販品を好適に使用することができる。
本発明に用いられるゴム組成物は、本発明の効果が損なわれない範囲で、必要に応じて、ゴム工業界で通常使用される各種成分、例えば、ステアリン酸、老化防止剤、酸化亜鉛、加硫促進剤、加硫剤、樹脂、オイル等を含有していてもよい。これら各種成分としては、市販品を好適に使用することができる。
［ゴム物品の用途］
本発明のゴム物品は、低発熱性及び耐カット性に優れるものである。本発明のゴム物品は、タイヤ、コンベアベルトなどに適用することができる。
中でも、本発明のゴム物品は、タイヤに適用されることが好ましく、タイヤのサイドゴムに適用されることがより好ましい。本発明のゴム物品が適用されるタイヤとしては、ＯＲＲ（オフロードラジアル）タイヤ、トラック用タイヤなどの大型車両用のタイヤが挙げられる。中でも、ＯＲＲタイヤに適用されることが好ましい。
本発明のゴム物品は、低発熱性及び耐カット性に優れるものである。本発明のゴム物品は、タイヤ、コンベアベルトなどに適用することができる。
中でも、本発明のゴム物品は、タイヤに適用されることが好ましく、タイヤのサイドゴムに適用されることがより好ましい。本発明のゴム物品が適用されるタイヤとしては、ＯＲＲ（オフロードラジアル）タイヤ、トラック用タイヤなどの大型車両用のタイヤが挙げられる。中でも、ＯＲＲタイヤに適用されることが好ましい。
本発明のゴム物品は、厚みが３ｍｍ以上であることを要する。厚みが３ｍｍ以上であることにより、優れた耐カット性が確保でき、上述したゴム組成物を用いることで予想以上の耐カット性向上効果を得ることができる。耐カット性を考慮すると、ゴム物品の厚みは、４ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることがより好ましい。
本発明のゴム物品がタイヤのサイドゴムに適用される場合、タイヤサイド部において、トータルゲージの一番薄い箇所の厚みが３ｍｍ以上であることが好ましく、４ｍｍ以上であることがより好ましく、５ｍｍ以上であることが更に好ましい。なお、サイドゴムの厚みが厚くなるほど、重量が増し燃費が悪くなる虞があり、また、使用するゴムの量も増大する。軽量化及びゴムの使用量低減のため、サイドゴムの厚みは３０ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明のゴム物品がタイヤのサイドゴムに適用される場合、タイヤサイド部において、トータルゲージの一番薄い箇所の厚みが３ｍｍ以上であることが好ましく、４ｍｍ以上であることがより好ましく、５ｍｍ以上であることが更に好ましい。なお、サイドゴムの厚みが厚くなるほど、重量が増し燃費が悪くなる虞があり、また、使用するゴムの量も増大する。軽量化及びゴムの使用量低減のため、サイドゴムの厚みは３０ｍｍ以下であることが好ましい。
［ゴム物品の製造方法］
本発明のゴム物品は、以下の方法により製造することができる。
まず、上述したゴム組成物の各成分を配合し、混練して、ゴム組成物を調製する。混練には、バンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサー等の混練機を使用することができる。各成分の混練は、全一段階で行ってもよく、二段階以上に分けて行ってもよい。
その後、ゴム組成物を加硫してゴム物品を得る。この場合、未加硫のゴム組成物を成形した後に加硫してもよく、予備加硫工程等を経た半加硫ゴムを成形後に本加硫してもよい。
本発明のゴム物品がタイヤに適用される場合、本発明のゴム物品を他のゴム部材とともに積層して生タイヤを成形し、当該生タイヤを加硫することで、タイヤを製造する。加硫温度は、１００～１４５℃で行うことが好ましい。
本発明のゴム物品は、以下の方法により製造することができる。
まず、上述したゴム組成物の各成分を配合し、混練して、ゴム組成物を調製する。混練には、バンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサー等の混練機を使用することができる。各成分の混練は、全一段階で行ってもよく、二段階以上に分けて行ってもよい。
その後、ゴム組成物を加硫してゴム物品を得る。この場合、未加硫のゴム組成物を成形した後に加硫してもよく、予備加硫工程等を経た半加硫ゴムを成形後に本加硫してもよい。
本発明のゴム物品がタイヤに適用される場合、本発明のゴム物品を他のゴム部材とともに積層して生タイヤを成形し、当該生タイヤを加硫することで、タイヤを製造する。加硫温度は、１００～１４５℃で行うことが好ましい。
［実施例１～４、比較例１］
下記表１に示す配合組成で各成分を混練し、ゴム組成物を調製した。表１中の配合処方の数値の単位は質量部である。調製したゴム組成物を、１４５℃または１１０℃で加硫して、実施例及び比較例のゴム物品を得た。
なお、表中の成分の詳細は以下のとおりである。
ＮＲ：天然ゴム、ＴＳＲ＃２０
ＢＲ：ブタジエンゴム、ＵＢＥエラストマー(株)、ＶＣＲ４５０
ｓＰＢ１：シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエン、ＪＳＲ（株）製、商品名「ＲＢ８３０」、融点：１０５℃
ｓＰＢ２：シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエン、ＪＳＲ（株）製、商品名「ＲＢ８４０」、融点：１２６℃
カーボンブラック：旭カーボン（株）製、ＨＡＦ
硫黄（加硫剤）：細井化学工業（株）製、ＨＫ－２００－５
ＴＢＢＳ（加硫促進剤）：Ｎ－（ｔ－ブチル）－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド、三新化学工業（株）製、商品名「サンセラーＮＳ－Ｇ」
下記表１に示す配合組成で各成分を混練し、ゴム組成物を調製した。表１中の配合処方の数値の単位は質量部である。調製したゴム組成物を、１４５℃または１１０℃で加硫して、実施例及び比較例のゴム物品を得た。
なお、表中の成分の詳細は以下のとおりである。
ＮＲ：天然ゴム、ＴＳＲ＃２０
ＢＲ：ブタジエンゴム、ＵＢＥエラストマー(株)、ＶＣＲ４５０
ｓＰＢ１：シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエン、ＪＳＲ（株）製、商品名「ＲＢ８３０」、融点：１０５℃
ｓＰＢ２：シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエン、ＪＳＲ（株）製、商品名「ＲＢ８４０」、融点：１２６℃
カーボンブラック：旭カーボン（株）製、ＨＡＦ
硫黄（加硫剤）：細井化学工業（株）製、ＨＫ－２００－５
ＴＢＢＳ（加硫促進剤）：Ｎ－（ｔ－ブチル）－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド、三新化学工業（株）製、商品名「サンセラーＮＳ－Ｇ」
実施例及び比較例について、下記の評価を行った。
１．発熱性
１４５℃で加硫したゴム物品を用いて、発熱性の評価を行った。株式会社上島製作所製スペクトロメーターを用いて、初期荷重１６００ｍＮ、歪２％、周波数５２Ｈｚの条件下で、２５℃における各ゴム物品のｔａｎδ（損失正接）を測定した。比較例１のゴム物品のｔａｎδを１００として指数化し、発熱性指数として表した。結果を表１に示す。数値が小さい程、低発熱性であることを示す。
１４５℃で加硫したゴム物品を用いて、発熱性の評価を行った。株式会社上島製作所製スペクトロメーターを用いて、初期荷重１６００ｍＮ、歪２％、周波数５２Ｈｚの条件下で、２５℃における各ゴム物品のｔａｎδ（損失正接）を測定した。比較例１のゴム物品のｔａｎδを１００として指数化し、発熱性指数として表した。結果を表１に示す。数値が小さい程、低発熱性であることを示す。
２．耐カット性
１４５℃で加硫したゴム物品を用いて、下記の耐カット性の評価を行った。
実施例及び比較例のゴム物品から、厚さ５ｃｍ、長さ１５ｃｍ、幅１０ｃｍのサンプルを切り出し、水平の台に載置した。サンプルの４０ｃｍ上方に、重り（２６ｋｇ）を付けた刃物を先端がサンプルに向くように配置した。その後、刃物を自由落下させて、サンプルに傷をつけた。傷に平行となる向きにサンプルをカットした後、傷の深さを測定した。比較例１のゴム物品についた傷の深さの逆数を１００として指数化し、耐カット性指数として表した。結果を表１に示す。数値が大きい程、耐カット性に優れることを示す。
１４５℃で加硫したゴム物品を用いて、下記の耐カット性の評価を行った。
実施例及び比較例のゴム物品から、厚さ５ｃｍ、長さ１５ｃｍ、幅１０ｃｍのサンプルを切り出し、水平の台に載置した。サンプルの４０ｃｍ上方に、重り（２６ｋｇ）を付けた刃物を先端がサンプルに向くように配置した。その後、刃物を自由落下させて、サンプルに傷をつけた。傷に平行となる向きにサンプルをカットした後、傷の深さを測定した。比較例１のゴム物品についた傷の深さの逆数を１００として指数化し、耐カット性指数として表した。結果を表１に示す。数値が大きい程、耐カット性に優れることを示す。
３．耐亀裂進展性
比較例１、実施例２及び４について、１１０℃で加硫したゴム物品と１４５℃で加硫したゴム物品の２種類を用意した。各ゴム物品からＪＩＳ３号試験片を作製した。試験片中心部に、試験片の長さ方向に０．５ｍｍの亀裂を入れた。引張試験装置（島津製作所社製）を用い、雰囲気温度８０℃の条件で、試験片の長さ方向に０％から７０％の歪み範囲で繰り返し応力を与え、試験片が切断するまでの回数を測定した。比較例１のゴム組成物を１４５℃で加硫したゴム物品から作製した試験片での結果を１００として、それぞれの結果を指数表示した。結果を表１に示す。数値が大きい程、耐亀裂進展性が良好であることを示す。
比較例１、実施例２及び４について、１１０℃で加硫したゴム物品と１４５℃で加硫したゴム物品の２種類を用意した。各ゴム物品からＪＩＳ３号試験片を作製した。試験片中心部に、試験片の長さ方向に０．５ｍｍの亀裂を入れた。引張試験装置（島津製作所社製）を用い、雰囲気温度８０℃の条件で、試験片の長さ方向に０％から７０％の歪み範囲で繰り返し応力を与え、試験片が切断するまでの回数を測定した。比較例１のゴム組成物を１４５℃で加硫したゴム物品から作製した試験片での結果を１００として、それぞれの結果を指数表示した。結果を表１に示す。数値が大きい程、耐亀裂進展性が良好であることを示す。
表１に示すように、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを添加することにより、低発熱性であるとともに、耐カット性に優れるゴム物品が得られた。特に、実施例２，３は実施例１あるいは実施例４よりも優れた低発熱性と耐カット性を示した。
加硫温度を１１０℃とした場合、実施例４（シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点が１２６℃）は十分な耐亀裂進展性が得られなかった。これに対し、実施例２（シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点が１０５℃）では、比較例１に対して耐亀裂進展性が向上した。また、加硫温度を１４５℃とした場合、実施例２及び実施例４のいずれも、比較例１に対して耐亀裂進展性が向上した。このように、加硫温度がシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点より高い場合、より優れた耐亀裂進展性が得られた。
加硫温度を１１０℃とした場合、実施例４（シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点が１２６℃）は十分な耐亀裂進展性が得られなかった。これに対し、実施例２（シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点が１０５℃）では、比較例１に対して耐亀裂進展性が向上した。また、加硫温度を１４５℃とした場合、実施例２及び実施例４のいずれも、比較例１に対して耐亀裂進展性が向上した。このように、加硫温度がシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点より高い場合、より優れた耐亀裂進展性が得られた。
［試験例１～６］
下記表２に示す配合組成で各成分を混練し、ゴム組成物を調製した。表中の配合処方の数値の単位は質量部である。調製したゴム組成物を、１４５℃で加硫して、試験例１～６のゴム物品を得た。各試験例のゴム物品の厚みを表２に示す。
なお、表中の成分の詳細は以下のとおりである。
ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ＃１
ｓＰＢ２：シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエン、ＪＳＲ（株）製、商品名「ＲＢ８４０」融点：１２６℃
カーボンブラック：ＨＡＦグレード、Ｎ２ＳＡ：６６ｍ２／ｇ、ＤＢＰ：１０３ｍｌ／１００ｇ
硫黄（加硫剤）：細井化学工業（株）製、ＨＫ－２００－５
ＣＺ（加硫促進剤）：Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業（株）製、商品名「ノクセラーＣＺ」
下記表２に示す配合組成で各成分を混練し、ゴム組成物を調製した。表中の配合処方の数値の単位は質量部である。調製したゴム組成物を、１４５℃で加硫して、試験例１～６のゴム物品を得た。各試験例のゴム物品の厚みを表２に示す。
なお、表中の成分の詳細は以下のとおりである。
ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ＃１
ｓＰＢ２：シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエン、ＪＳＲ（株）製、商品名「ＲＢ８４０」融点：１２６℃
カーボンブラック：ＨＡＦグレード、Ｎ２ＳＡ：６６ｍ２／ｇ、ＤＢＰ：１０３ｍｌ／１００ｇ
硫黄（加硫剤）：細井化学工業（株）製、ＨＫ－２００－５
ＣＺ（加硫促進剤）：Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業（株）製、商品名「ノクセラーＣＺ」
各試験例について、下記の耐カット性の評価を行った。
各試験例のゴム物品から、長さ７ｃｍ、幅６ｃｍのサンプルを切り出し、水平の台に載置した。サンプル上方に、重り（１５ｋｇ）を付けた刃物を先端がゴム物品に向くように配置した。その後、刃物を自由落下させ、サンプルに傷をつけた。刃物が落下する高さを変えながら試験を行い、サンプルが破断したときの高さを得た。得られた高さの値を用い、ゴム物品が破断するエネルギーを算出した。試験例１のゴム物品が破断したエネルギーを１００として指数化し、耐カット性指数として表した。結果を表２に示す。数値が大きい程、耐カット性に優れることを示す。
また、ゴム物品の厚みと耐カット性の数値の関係を、図１に示した。図１において、横軸は厚み、縦軸は耐カット性の耐カット性指数である。
各試験例のゴム物品から、長さ７ｃｍ、幅６ｃｍのサンプルを切り出し、水平の台に載置した。サンプル上方に、重り（１５ｋｇ）を付けた刃物を先端がゴム物品に向くように配置した。その後、刃物を自由落下させ、サンプルに傷をつけた。刃物が落下する高さを変えながら試験を行い、サンプルが破断したときの高さを得た。得られた高さの値を用い、ゴム物品が破断するエネルギーを算出した。試験例１のゴム物品が破断したエネルギーを１００として指数化し、耐カット性指数として表した。結果を表２に示す。数値が大きい程、耐カット性に優れることを示す。
また、ゴム物品の厚みと耐カット性の数値の関係を、図１に示した。図１において、横軸は厚み、縦軸は耐カット性の耐カット性指数である。
同じ厚みである場合、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを添加した試験例４～６は、添加しなかった試験例１～３よりも耐カット性が向上した。この結果は、上述した実施例と同じである。
図１に示すように、試験例１～３、４～６のいずれも、厚みが増大するに従い耐カット性が上昇する。しかし、試験例４～６は、厚みが増すに従い、試験例１～３との耐カット性指数の差が開く傾向が見られる。これは、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを含むゴム組成物を用いた場合、耐カット性の上昇が、厚みによる効果以外の寄与、すなわち、ゴム組成物の成分自体による寄与もあることを示している。ゴム物品の厚みが３ｍｍ以上であることにより、ゴム組成物の成分の寄与による耐カット性上昇効果を得ることができると言える。
表２及び図１に示した傾向は、ゴム成分にポリブタジエンを更に含み、本願の配合比率を満たすゴム組成物を用いる場合にも同様に表れると予想される。また、表２及び図１に示した傾向は、加硫ゴム中のシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの結合量に影響される。このため、表２に記載のシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとは異なる種類のシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを用いた場合でも、同じ傾向を示すと言える。
図１に示すように、試験例１～３、４～６のいずれも、厚みが増大するに従い耐カット性が上昇する。しかし、試験例４～６は、厚みが増すに従い、試験例１～３との耐カット性指数の差が開く傾向が見られる。これは、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを含むゴム組成物を用いた場合、耐カット性の上昇が、厚みによる効果以外の寄与、すなわち、ゴム組成物の成分自体による寄与もあることを示している。ゴム物品の厚みが３ｍｍ以上であることにより、ゴム組成物の成分の寄与による耐カット性上昇効果を得ることができると言える。
表２及び図１に示した傾向は、ゴム成分にポリブタジエンを更に含み、本願の配合比率を満たすゴム組成物を用いる場合にも同様に表れると予想される。また、表２及び図１に示した傾向は、加硫ゴム中のシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの結合量に影響される。このため、表２に記載のシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとは異なる種類のシンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンを用いた場合でも、同じ傾向を示すと言える。
Claims (7)
- ゴム成分と、シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンとを含むゴム組成物の加硫物であり、
前記ゴム成分が、３０質量％以上７０質量％以下の天然ゴムと、３０質量％以上７０質量％以下のブタジエンゴムとを含み、
前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下であり、
厚みが３ｍｍ以上である、ゴム物品。 - 前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して２２質量部以上３０質量部以下である、請求項１に記載のゴム物品。
- 前記シンジオタクチック－１，２－ポリブタジエンの融点が、１２３℃以下である、請求項１または請求項２に記載のゴム物品。
- 請求項１または請求項２に記載の前記ゴム物品を用いたタイヤ。
- 請求項３に記載の前記ゴム物品を用いたタイヤ。
- 前記ゴム物品をサイドゴムに用いた請求項４に記載のタイヤ。
- 前記ゴム物品をサイドゴムに用いた請求項５に記載のタイヤ。
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