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技術 リムクッション用ゴム組成物

出願人 横浜ゴム株式会社
発明者 高橋直樹相部貞文沓澤龍次郎
出願日 2002年5月15日 (18年7ヶ月経過) 出願番号 2002-140471
公開日 2003年11月19日 (17年1ヶ月経過) 公開番号 2003-327746
状態 未査定
技術分野 高分子組成物
主要キーワード 耐疲労破壊性 建設車 初期硬度 ポリサルファイド重合体 破壊物性 耐セット性 破断伸び保持率 カシューオイル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年11月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

優れた耐熱老化性及び耐セット性と優れた耐疲労破壊性とを兼備するゴム組成物を提供する。

解決手段

10〜90重量部の天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴム並びに90〜10重量部のポリブタジエンゴムからなるゴム成分100重量部に対して、カーボンブラックを50〜90重量部、及び式:R2 Sy R1(Sx R1 )nSy R2 (式中、R1 、R2 、x、y、及びnは本明細書中に規定されている通りである)によって表され、200〜15000の数平均分子量を有するポリサルファイド重合体を0.5〜5.0重量部配合してなるリムクッション用ゴム組成物

概要

背景

イヤ、特にトラックバス建設車輌等に使用される重荷重用タイヤリム接触部に使用されるゴム組成物は、リム接触部にかかる荷重高速走行による発熱等による変形や熱老化を受けやすく、その故に、ビードトウ部やリム接触部においてクラックヘタリ等が発生し、タイヤの耐久性更生性の低下につながることが多い。

そこで、従来は、走行後のクラックの発生を抑制すべく、走行に伴う老化ゴム硬化)を考慮して、リム接触部の初期硬度を低めに設定することが行われているが、このように初期硬度を低めに設定すると、耐セット性が低下し、リム接触部の変形が大きくなりがちである。また、タイヤの使用条件によっては、極端な老化(ゴムの硬化)が起こり、クラック、ゴム欠け等が発生して、タイヤの更生性が低下してしまう。

上記の如く、耐熱老化性及び耐セット性と耐疲労破壊性とは二律背反の関係にあり、優れた耐熱老化性及び耐セット性と優れた耐疲労破壊性とを兼備するゴム組成物に対する継続的な要求が存在する。

概要

優れた耐熱老化性及び耐セット性と優れた耐疲労破壊性とを兼備するゴム組成物を提供する。

10〜90重量部の天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴム並びに90〜10重量部のポリブタジエンゴムからなるゴム成分100重量部に対して、カーボンブラックを50〜90重量部、及び式:R2 Sy R1(Sx R1 )nSy R2 (式中、R1 、R2 、x、y、及びnは本明細書中に規定されている通りである)によって表され、200〜15000の数平均分子量を有するポリサルファイド重合体を0.5〜5.0重量部配合してなるリムクッション用ゴム組成物

目的

従って、本発明の目的は、優れた耐熱老化性及び耐セット性と優れた耐疲労破壊性とを兼備するリムクッション用ゴム組成物を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

10〜90重量部の天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴム並びに90〜10重量部のポリブタジエンゴムからなるゴム成分100重量部に対して、カーボンブラックを50〜90重量部、及び下式(I):R2 Sy R1(Sx R1 )n Sy R2 (I)(上式中、R1 は2〜10個の炭素原子を有するオキシアルキレン基及び/又はポリオキシアルキレン基であり、R2 は1〜30個の炭素原子を有する炭化水素基であり、xは1.0〜6.0の数であって、その平均は3〜5であり、yは1.0〜6.0の数であって、その平均は3〜5であり、そしてnは1〜50の整数である)によって表され、200〜15000の数平均分子量を有するポリサルファイド重合体を0.5〜5.0重量部配合してなるリムクッション用ゴム組成物

請求項2

前記ポリサルファイド重合体のムーニー粘度が100M以下であることを特徴とする、請求項1に記載のリムクッション用ゴム組成物。

請求項3

前記ゴム成分100重量部に対する、硫黄の配合量をa重量部、前記ポリサルファイド重合体の配合量をb重量部、並びにチアゾール系加硫促進剤及びスルフェンアミド系加硫促進剤から選ばれる少なくとも1種の加硫促進剤合計配合量をc重量部とする場合に、これらのa、b、及びcが、下式0.5≦(a+b/2)/c≦1.5の関係を満足することを特徴とする、請求項1又は2に記載のリムクッション用ゴム組成物。

請求項4

前記ゴム成分100重量部に対して、カシューオイル変性フェノールホルムアルデヒド樹脂又はm−クレゾールホルムアルデヒド樹脂を更に1.0〜5.0重量部配合してなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリムクッション用ゴム組成物。

技術分野

0001

本発明は、ゴム組成物に関する。より詳細には、本発明は、優れた耐熱老化性及び耐セット性と優れた耐疲労破壊性とを兼備するゴム組成物に関する。本発明に係るゴム組成物は、例えば、トラックバス建設車輌等に使用される重荷重用タイヤリム接触部に使用するのに好適である。

背景技術

0002

イヤ、特にトラック、バス、建設車輌等に使用される重荷重用タイヤのリム接触部に使用されるゴム組成物は、リム接触部にかかる荷重高速走行による発熱等による変形や熱老化を受けやすく、その故に、ビードトウ部やリム接触部においてクラックヘタリ等が発生し、タイヤの耐久性更生性の低下につながることが多い。

0003

そこで、従来は、走行後のクラックの発生を抑制すべく、走行に伴う老化ゴム硬化)を考慮して、リム接触部の初期硬度を低めに設定することが行われているが、このように初期硬度を低めに設定すると、耐セット性が低下し、リム接触部の変形が大きくなりがちである。また、タイヤの使用条件によっては、極端な老化(ゴムの硬化)が起こり、クラック、ゴム欠け等が発生して、タイヤの更生性が低下してしまう。

0004

上記の如く、耐熱老化性及び耐セット性と耐疲労破壊性とは二律背反の関係にあり、優れた耐熱老化性及び耐セット性と優れた耐疲労破壊性とを兼備するゴム組成物に対する継続的な要求が存在する。

発明が解決しようとする課題

0005

従って、本発明の目的は、優れた耐熱老化性及び耐セット性と優れた耐疲労破壊性とを兼備するリムクッション用ゴム組成物を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記目的は、10〜90重量部の天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴム並びに90〜10重量部のポリブタジエンゴムからなるゴム成分100重量部に対して、カーボンブラックを50〜90重量部、及び下式(I):
R2 Sy R1(Sx R1 )n Sy R2 (I)
上式中、R1 は2〜10個の炭素原子を有するオキシアルキレン基及び/又はポリオキシアルキレン基であり、R2 は1〜30個の炭素原子を有する炭化水素基であり、xは1.0〜6.0の数であって、その平均は3〜5であり、yは1.0〜6.0の数であって、その平均は3〜5であり、そしてnは1〜50の整数である)によって表され、200〜15000の数平均分子量を有するポリサルファイド重合体を0.5〜5.0重量部配合してなるリムクッション用ゴム組成物によって達成される。

発明を実施するための最良の形態

0007

本発明は、特定のゴム成分に対して、カーボンブラック及び特定のポリサルファイド重合体を特定の配合量で配合することにより、優れた耐熱老化性及び耐セット性と優れた耐疲労破壊性とを兼備するゴム組成物を提供することが可能であることを見出したことに基づくものである。

0008

本発明に係るリムクッション用ゴム組成物において使用されるゴム成分としては、天然ゴム(NR)及び/又はポリイソプレンゴム(IR)並びにポリブタジエンゴム(BR)からなるゴム成分が挙げられる。より具体的には、本発明に係るリムクッション用ゴム組成物において使用されるゴム成分は、10〜90重量部の天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴム並びに90〜10重量部のポリブタジエンゴムからなるゴム成分である。

0009

本発明に係るリムクッション用ゴム組成物において使用されるカーボンブラックとしては、従来から空気入りタイヤにおいて使用されているいずれのカーボンブラックを使用することもできる。

0010

本発明に係るリムクッション用ゴム組成物において使用されるポリサルファイド重合体は、下式(I):
R2 Sy R1(Sx R1 )n Sy R2 (I)
によって表されるポリサルファイド重合体である。

0011

上記式(I)において、R1 は2〜10個の炭素原子を有するオキシアルキレン基及び/又は2〜10個の炭素原子を有するポリオキシアルキレン基(好ましくは2〜10個の炭素原子及び2〜10個の酸素原子を有するポリオキシアルキレン基)であり、R2 は1〜30個、好ましくは3〜20個の炭素原子を有する炭化水素基である。また、xは1.0〜6.0の数であって、その平均は3〜5、好ましくは2〜3であり、yは1.0〜6.0の数であって、その平均は3〜5、好ましくは2〜3である。更に、nは1〜50、好ましくは5〜40の整数である。より好ましくは、R1 は、式:−C2 H4 OCm H2mOC2 H4 −(式中、mは1又は2の整数である)で表される基である。

0012

本発明に係るリムクッション用ゴム組成物において、上記ポリサルファイド重合体は、単独又は硫黄と組み合せて、加硫剤として使用される。このポリサルファイド重合体は、200〜15000、好ましくは1000〜12000の数平均分子量を有する。当該数平均分子量が200未満では、ゴム補強性、特に破壊物性が低下するので好ましくない。逆に、当該数平均分子量が15000を超えると、ポリサルファイド重合体の粘度が上昇し、混練時のポリサルファイド重合体の分散性が悪化するので好ましくない。

0013

本発明の好ましい態様において、上記ポリサルファイド重合体のムーニー粘度は100M以下である。当該ムーニー粘度が100Mを超えると、上記の如く、混練時のポリサルファイド重合体の分散性が悪化するので好ましくない。

0014

また、本発明に係るリムクッション用ゴム組成物において、上記ポリサルファイド重合体は、上記ゴム成分100重量部に対して、0.5〜5.0重量部、好ましくは1.0〜4.0重量部の配合量で使用される。当該配合量が0.5重量部未満では、所望の効果が得られないので好ましくなく、逆に5.0重量部を超えると、ゴム補強性の低下や加工性の悪化を引き起こすので好ましくない。

0015

また、本発明の好ましい態様において、チアゾール系加硫促進剤及びスルフェンアミド系加硫促進剤から選ばれる少なくとも1種の加硫促進剤を、本発明に係るリムクッション用ゴム組成物に更に配合してもよい。この場合、上記ゴム成分100重量部に対する、硫黄の配合量をa重量部、上記ポリサルファイド重合体の配合量をb重量部、並びに上記加硫促進剤の合計配合量をc重量部とすると、これらのa、b、及びcが、下式
0.5≦(a+b/2)/c≦1.5
の関係を満足するのが望ましい。

0016

上記(a+b/2)/cの値が0.5未満では、耐疲労破壊性が低下するので好ましくなく、逆に1.5を超えると、耐熱老化性が低下するので好ましくない。

0017

本発明のもう1つの好ましい態様において、上記リムクッション用ゴム組成物は、上記ゴム成分100重量部に対して1.0〜5.0重量部のカシューオイル変性フェノールホルムアルデヒド樹脂又はm−クレゾールホルムアルデヒド樹脂を更に含有することができる。これらの樹脂を更に配合することにより、加硫後の上記リムクッション用ゴム組成物の耐セット性を更に改良することができる。

0018

尚、上記樹脂の配合量が1.0重量部未満では、耐セット性の改良において十分な効果が得られないので好ましくなく、逆に5.0重量部を超えると、耐疲労破壊性が低下するので好ましくない。

0019

本発明に係るリムクッション用ゴム組成物においては、前記加硫促進剤に加えて、当該技術分野において既知の任意の加硫促進剤を併用することができる。このような加硫促進剤としては、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾールジベンゾチアジルジサルファイド、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、N−N′−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、ジフェニルグアニジンチアゾール等を挙げることができる。

0020

本発明に係るリムクッション用ゴム組成物には、更に、充填材(例えば、シリカ)、各種オイル可塑剤軟化剤、可塑剤、加硫活性化剤、老化防止剤等及び/又はゴム配合技術分野において一般的に使用される他の各種添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

0021

また、本発明に係るリムクッション用ゴム組成物は、公知のゴム用混練機械(例えば、ロールバンバリーミキサーニーダー等)を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。

0022

本発明に係るリムクッション用ゴム組成物は、タイヤ、特にトラック、バス、建設車輌等に使用される重荷重用タイヤのリム接触部に使用して、優れた耐熱老化性及び耐セット性と優れた耐疲労破壊性とを両立させるのに好適である。

0023

以下に記載する標準例、実施例、及び比較例によって本発明を更に詳しく説明するけれども、本発明の技術的範囲は、これらの例に限定されるものではない。

0024

比較例1〜5及び実施例1〜5
配合成分
天然ゴム:RSS3号
ポリブタジエンゴム:日本ゼオン株式会社製「Nipol BR1220」
カーボンブラック:昭和キャボット株式会社製「ショウブラックN330」(HAF)
亜鉛華:正同化学工業株式会社製「酸化亜鉛3種」
ステアリン酸:千葉脂肪酸株式会社製「ビーズステアリン酸
老化防止剤:住友化学工業株式会社製「アンチゲン6C」(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、6PPD
オイル:共同石油株式会社製「プロセスオイルX−140」
樹脂A:下式(A)によって表されるカシューオイル変性フェノールホルムアルデヒド樹脂

0025

0026

樹脂B:下式(B)によって表されるm−クレゾールホルムアルデヒド樹脂

0027

0028

硫黄(a):5%油処理粉末硫黄
ポリサルファイド重合体(b):東レ・ファインケミカル株式会社製「LP−31」に当量トリエチルアミンの存在下で、過剰のベンジルクロライドを添加し、反応させ、アミン塩酸塩濾過後、過剰のベンジルクロライドを留去した。このポリマー100gに粉末硫黄36.9gとトリエチルアミン0.5gを添加し、90℃で1時間反応させることにより得られた有機硫黄化合物。平均分子量は約11200、硫黄数4、ベンジル末端
加硫促進剤(c):大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーNS−F」(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、TBBS

0029

サンプルの調製
(1)ゴム組成物の調製
ポリサルファイド重合体、硫黄、及び加硫促進剤を除くすべての上記成分を、以下の表Iに示す配合量で、1.8リットル密閉型ミキサーに入れて、3〜5分間混練し、165±5℃に達したときにマスターバッチを放出した。このマスターバッチに、以下の表Iに示す配合量のポリサルファイド重合体、硫黄、及び加硫促進剤を添加し、8インチオープンロールで混練して、比較例1〜5及び実施例1〜5のためのゴム組成物を得た。

0030

0031

(2)試験片の調製
上記ゴム組成物を、15×15×0.2cmの金型中で150℃において40分間プレス加硫して、各ゴム組成物についての加硫物性評価用試験片を調製した。

0032

サンプルの評価
(1)試験片の加硫物性の測定
比較例1〜5及び実施例1〜5において得られた各種ゴム組成物からなる上記試験片の各種加硫物性を、以下の試験方法に従って測定した。

0033

1)耐熱老化性:未老化及び老化(空気中で100℃において96時間保持)後の上記試験片(ダンベル状3号型とした)について、室温において、JIS K6251(旧K6301)に準拠して、それぞれの破断伸び(%)を測定し、老化後の破断伸びの未老化の破断伸びに対する保持率を、比較例1を100とする指数で表した。この値が大きいほど、破断伸び保持率が高く、加硫後のゴム組成物の耐熱老化性が高いことを意味する。

0034

2)耐セット性:上記試験片について、定荷重フレクソ試験を行い、セット量(永久歪)を比較例1を100とする指数で表した。この値が大きいほど、セット量が小さく、加硫後のゴム組成物の耐セット性が高いことを意味する。

0035

3)耐疲労破壊性:JIS K6251(旧K6301)に準拠して上記試験片に70%の歪みを繰り返し与え、破断に至るまでに歪みを付与した回数を6回測定し、平均値を求めた結果を、比較例1を100とする指数で表した。この値が大きいほど、耐疲労破壊性が高いことを意味する。

0036

(2)試験片の加硫物性の評価
すべての例についての上記1)〜3)の加硫物性測定の結果は、上記表Iに示されている。上記表Iに示されているように、すべての例において、ゴム組成物におけるゴム成分、カーボンブラック、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、及びオイルの配合量は同一である。

0037

比較例1〜4の試験片は、硫黄及び加硫促進剤の合計配合量を、ゴム成分100重量部に対して3.00重量部に維持しながら、硫黄の配合量を2.00、1.75、1.50、及び1.25重量部に変化させた比較用のゴム組成物から調製された試験片である。硫黄の配合量の減少に伴って、耐熱老化性及び耐セット性が向上したものの、耐疲労破壊性が大幅に低下した。

0038

比較例5の試験片は、ゴム成分100重量部に対して2.00重量部の樹脂Aを配合したことを除き、比較例3と同じ組成を有する、比較用のゴム組成物から調製された試験片である。樹脂Aを配合したことにより、耐セット性及び耐疲労破壊性が共に向上したものの、耐疲労破壊性は未だ不十分なレベルである。

0039

一方、実施例1〜3の試験片は、それぞれ、比較例1、3、及び5の試験片に対応するものであり、硫黄の配合量を半分に減らす代わりに硫黄の減少分の2倍の配合量のポリサルファイド重合体を配合した本発明に係るゴム組成物から調製された試験片である。ポリサルファイド重合体を配合したことにより、耐熱老化性、耐セット性、及び耐疲労破壊性がいずれも大幅に向上した。

0040

また、実施例4は、実施例3のゴム組成物における樹脂Aを樹脂Bに置き換えた本発明に係るゴム組成物から調製された試験片である。樹脂Aを樹脂Bに置き換えても、実施例3の試験片において達成された優れた耐熱老化性、耐セット性、及び耐疲労破壊性が維持された。

0041

更に、実施例5は、実施例3のゴム組成物における樹脂Aの配合量を2倍に増やした本発明に係るゴム組成物から調製された試験片である。樹脂Aの配合量を2倍に増やしたことにより、実施例3の試験片と比較して、耐セット性及び耐疲労破壊性が両方とも更に向上した。

発明の効果

0042

本発明において規定されている特定のゴム成分に対して、カーボンブラック及び特定のポリサルファイド重合体を特定の配合量で配合することにより、優れた耐熱老化性及び耐セット性と優れた耐疲労破壊性とを兼備するゴム組成物を提供することができる。

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