JP2000007839A

JP2000007839A - スチールコードコーティング用ゴム組成物及びそれを用いたスチールコード−ゴム複合体

Info

Publication number: JP2000007839A
Application number: JP10180994A
Authority: JP
Inventors: Osamu Uchino; 修内野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2000-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】加工性を損なうことなく、スチールコードに
対する初期接着性及び耐劣化接着性を向上させたスチー
ルコードコーティング用ゴム組成物、及びこれとスチー
ルコードとからなるスチールコード−ゴム複合体を提供
すること。【解決手段】（Ａ）ゴム成分及び（Ｂ）窒素吸着比表
面積（ＢＥＴ）が１５０ｍ²／ｇ以下のシリカ粉体を含
有するスチールコードコーティング用ゴム組成物、及び
このゴム組成物とスチールコードとからなるスチールコ
ードーゴム複合体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スチールコードコ
ーティング用ゴム組成物及びそれを用いたスチールコー
ド−ゴム複合体に関し、さらに詳しくは、加工性を損な
うことなく、スチールコードに対する初期接着性及び耐
劣化接着性を向上させたスチールコードコーティング用
ゴム組成物、及びこれとスチールコードとからなるスチ
ールコード−ゴム複合体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用タイヤやコンベアベルト
などのゴム製品においては、その性能を向上させるため
に、一般にスチールコードが補強材として使用されてい
る。特に、自動車用タイヤの安全性，高速走行性および
耐久性に対する要求は益々高まっているが、タイヤ補強
材として用いられているスチールコードとゴムとの間の
接着層が走行発熱により破壊されれば重大なタイヤ故障
の原因となる。したがって、スチールコードとゴムとの
間の接着性をさらに向上させることが望まれる。一般
に、このスチールコードには、ゴムとの接着力を高め、
その補強効果を高めるために、通常黄銅メッキが施され
ている。一方、このスチールコードと接するコーティン
グゴム組成物には、ゴムと接着力を高めるため、接着促
進剤として、通常有機酸のコバルト塩が配合されてい
る。しかしながら、この有機酸のコバルト塩を多量に用
いる場合には、加硫直後の接着性、すなわち初期接着性
には優れるものの、ゴムの熱劣化とそれによる水の生成
を促進するため、耐劣化接着性に劣るという不都合があ
った。また、有機酸のコバルト塩に代えて、他の有機酸
の金属塩を配合した場合には、加硫直後の接着力が劣
り、コバルトに代わる有機酸の金属塩は実用化に至って
いないのが実状である。

【０００３】従来より、ゴムとスチールコードとの接着
性向上のためにコーティングゴムにシリカを配合するこ
とは知られている。このシリカは、その表面のシラノー
ル基の親水性が強く、通常空気中の水分を吸着して安定
化しているが、該シリカをスチールコードコーティング
用ゴム組成物に配合した場合、加硫中にこの水分が脱離
して接着層の形成に有効に作用し、初期接着性を向上さ
せるものと思われる。また、水分を脱離したシリカは、
ゴムの劣化により生じる水分や外部から取り込まれる水
分を吸着して、接着層の劣化を抑制して耐劣化接着性を
向上させるものと考えられる。しかしながら、ゴムの補
強剤として用いられている通常のシリカをゴム組成物に
配合した場合、ムーニー粘度が上昇し、加工性が著しく
損なわれるという問題が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、加工性を損なうことなく、スチールコードに
対する初期接着性及び耐劣化接着性を向上させたスチー
ルコードコーティング用ゴム組成物、及びこのものを用
いたスチールコード−ゴム複合体を提供することを目的
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、加工性を
損なわずに、初期接着性及び耐劣化接着性を共に向上さ
せたスチールコードコーティング用ゴム組成物を開発す
べく鋭意研究を重ねた結果、窒素吸着比表面積がある値
以下のシリカ粉体とゴム成分とを含有する組成物によ
り、その目的を達成しうることを見出した。本発明は、
かかる知見に基づいて完成したものである。すなわち、
本発明は、（Ａ）ゴム成分及び（Ｂ）窒素吸着比表面積
（ＢＥＴ）が１５０ｍ²／ｇ以下のシリカ粉体を含有す
ることを特徴とするスチールコードコーティング用ゴム
組成物を提供するものである。また、本発明は、上記ゴ
ム組成物とスチールコードとからなるスチールコード−
ゴム複合体をも提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物における
（Ａ）成分であるゴム成分としては、天然ゴムや合成ゴ
ムが用いられる。合成ゴムとしては、例えばエチレン・
プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ），スチレン・ブタ
ジエン共重合ゴム（ＳＢＲ），ブタジエンゴム，イソプ
レンゴム，ブチルゴム，ハロゲン化ブチルゴム、イソブ
チレンとｐ−ハロゲン化メチルスチレンとの共重合体，
アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）な
どが挙げられる。本発明におけるゴム成分は、スチール
コードを補強材とするゴム製品の用途に応じて、天然ゴ
ム及び上記合成ゴムの中から、適宜一種又は二種以上選
択して用いられるが、該（Ａ）成分としては、特に接着
特性及びゴム破壊特性などの面から、天然ゴム及び／又
は合成イソプレンゴムを５０重量％以上の割合を含有す
るゴム成分が好適である。一方、本発明のゴム組成物に
おいて、（Ｂ）成分として用いられるシリカ粉体として
は、粒子表面にシラノール基を有するものであればよ
く、その種類については特に制限されず、乾式法シリカ
及び湿式法シリカ（含水ケイ酸）のいずれであってもよ
いが、効果の点から含水ケイ酸が好適である。

【０００７】このようなシリカは、前記したように、粒
子表面に存在すシラノール基の親水性により、ゴム組成
物に配合される際には水分を吸着しているため、加硫時
にこの水分が脱離されて、スチールコードとゴム相との
間の接着層の形成に有効に作用し、初期接着性を向上さ
せる。また、水分が脱離されたシリカ粒子は、経時によ
るゴム劣化に伴って生成する水分を吸収し、水分による
接着層の破壊を抑制する作用を有し、耐劣化接着性を向
上させる。本発明においては、該シリカ粉体は、窒素吸
着比表面（ＢＥＴ）が１５０ｍ²／ｇ以下であることが
必要である。このＢＥＴが１５０ｍ²／ｇを超えるとゴ
ム組成物のムーニー粘度が上昇し、加工性が著しく低下
する。具体的には、スチールコードにゴムコーティング
する際のカレンダー作業性が劣る。また、このＢＥＴ値
があまり低すぎると初期接着性や耐劣化接着性の向上効
果が充分に発揮されなくなるおそれが生じる。加工性及
び接着性能のバランスなどの面から、このＢＥＴ値の好
ましい範囲は、５０〜１５０ｍ²／ｇ、特に好ましい範
囲は、５０〜１２０ｍ²／ｇである。なお、該ＢＥＴ値
は、３００℃で１時間乾燥後、ＡＳＴＭ−Ｄ−４８２０
−９３に準拠して測定した値である。

【０００８】本発明においては、この（Ｂ）成分のシリ
カ粉体は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用
いてもよい。また、その含有量は、前記（Ａ）成分であ
るゴム成分１００重量部当たり、好ましくは３〜３０重
量部の範囲で選定される。この含有量が３重量部未満で
は、初期接着性及び耐劣化接着性の向上効果が充分に発
揮されないおそれがあり、また３０重量部を超えるとそ
の量の割には効果の向上が認められず、むしろ他の物性
が損なわれる原因となる。初期接着性や耐劣化接着性の
向上効果及び他の物性などを考慮すると、この（Ｂ）成
分のより好ましい含有量は、５〜１０重量部の範囲であ
る。本発明のゴム組成物においては、所望により、従来
スチールコードコーティング用ゴム組成物において慣用
されている各種接着促進剤を適宜含有させることができ
る。この接着促進剤としては、例えば有機酸の金属塩、
特に有機酸のコバルト塩が好ましく挙げられる。ここ
で、有機酸としては、飽和，不飽和あるいは直鎖状，分
岐状のいずれであってもよく、例えばネオデカン酸，ス
テアリン酸，ナフテン酸，ロジン，トール油酸，オレイ
ン酸，リノール酸，リノレン酸などが挙げられる。ま
た、かかる有機酸は金属が多価の場合はその一部をホウ
素，ホウ酸あるいはアルミニウムなどを含有する化合物
と置換することもできる。有機酸の金属塩の配合量は、
ゴム１００重量部に対して、金属元素含有量として、0.
１〜0.２重量部を配合することが好ましい。また、本発
明のゴム組成物には、通常硫黄が含有される。この硫黄
の含有量は、ゴム成分１００重量部当たり、３〜８重量
部の範囲が好ましい。この含有量が３重量部未満では接
着力発現の元となるＣｕ_xＳ（スチールコードの黄銅メ
ッキ中の銅と硫黄との反応により生成する。）の生成に
充分な硫黄を供給することができず、接着力が不充分に
なるおそれがある。また、８重量部を超えるとＣｕ_xＳ
が過剰に生成するため、肥大化したＣｕ_xＳの凝集破壊
が起こり、接着力が低下するとともに、ゴム物性として
の耐熱老化性も低下する傾向が見られる。さらに、本発
明の組成物に用いられるカーボンブラックは、平均粒子
径３０ｎｍ以下のＨＡＦ，ＩＳＡＦ，ＳＡＦなどが好ま
しい。カーボンブラックの配合量は、ゴム成分成分１０
０重量部当たり、３０〜８０重量部の範囲が好ましく、
特に４５〜７０重量部が好ましい。

【０００９】本発明のゴム組成物には、前記各成分以外
に、ゴム業界で通常使用される配合剤を通常の配合量で
適宜配合することができる。具体的には、アロマオイル
等の軟化剤、ジフェニルグアニジン等のグアニジン類、
メルカプトベンゾチアゾール等のチアゾール類，Ｎ，
Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフ
ェンアミド等のスルフェンアミド類、テトラメチルチウ
ラムジスルフィド等のチウラム類などの加硫促進剤、酸
化亜鉛等の加硫促進助剤、ポリ（２，２，４−トリメチ
ル−１，２−ジヒドロキノリン）、フェニル−α−ナフ
チルアミン等のアミン類などの老化防止剤等である。

【００１０】これらのうち、カーボンブラックなどの充
填剤は加硫ゴムの引っ張り強さ，破断強度，引張応力，
硬さなどの増加、及び耐摩耗性，引っ張り抵抗性の向上
などの補強剤として知られており、酸化亜鉛は脂肪酸と
錯化合物を形成し、加硫促進効果を高める加硫促進剤と
して知られている。また、本発明のゴム組成物が適用さ
れるスチールコードは、ゴムとの接着を良好にするため
に、黄銅，亜鉛、あるいはこれにニッケルやコバルトを
含有する合金でメッキ処理されていることが好ましく、
特に黄銅メッキ処理が施されているものが好適である。
スチールコードの黄銅メッキ中のＣｕ含有率が７５重量
％以下、好ましくは５５〜７０重量％で、良好で安定な
接着が得られる。なお、スチールコードの撚り構造につ
いては特に制限はない。本発明は、また前記のスチール
コードコーティング用ゴム組成物とスチールコードとか
らなるスチールコードーゴム複合体をも提供するもので
あり、この複合体は、例えば自動車タイヤ，コンベアベ
ルトなどの性能を向上させるための補強材として好適に
用いられる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳しく
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。比較例１天然ゴム１００重量部に対し、カーボンブラック〔東海
カーボン（株）製，Ｎ３３０〕６０重量部，酸化亜鉛８
重量部，加硫促進剤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〔大内新興化学工業
（株）製，商品名：ノクセラーＤＺ〕１重量部，老化防
止剤Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル
−ｐ−フェニレンジアミン〔大内新興化学工業（株）
製，商品名：ノクラック６Ｃ〕２重量部，硫黄５重量部
及び接着促進剤（ローヌプーラン社製，商品名：マノボ
ンドＣ，有効成分：コバルト金属として２２％）0.７重
量部を配合し、ゴム組成物を調製した。

【００１２】実施例１，２及び比較例２，３比較例１の配合組成に、さらに第１表に示す種類と量の
シリカ粉体を加え、ゴム組成物を調製した。比較例１〜
３及び実施例１，２で調製したゴム組成物について、以
下に示す方法により、加工性，初期接着性及び耐劣化接
着性を求めた。その結果を第１表に示す。（１）加工性ＪＩＳＫ６３００−１９９４に準拠して、１３０℃で
ムーニー粘度ＭＬ₁₊₄（１３０）を測定し、加工性を評
価した。ＭＬ₁₊₄（１３０）の値が低いほど加工性が良
好である。（２）初期接着性黄銅メッキ（Ｃｕ：６３重量％，Ｚｎ：３７重量％）し
たスチールコード（１×５構造，素線径0.２５ｍｍ）を
１2.５ｍｍ間隔で平行に並べ、このスチールコードを両
側から各ゴム組成物からなるシートでコーティングし
て、これを１６０℃×２０分間の条件で加硫し、厚さ１
2.５ｍｍのサンプルを作製し、ＡＳＴＭ−Ｄ−２２２９
に準拠して、スチールコードを引き抜き、その際の引き
抜き力を測定し、比較例１の値を１００として指数表示
した。数値が大きいほど良好である。（３）耐劣化接着性上記（１）と同様にして、１６０℃×２０分間の条件で
加硫し、厚さ１2.５ｍｍのサンプルを作製し、これを空
気中にて１００℃で７日間放置して劣化させたのち、Ａ
ＳＴＭ−Ｄ−２２２９に準拠して、スチールコードを引
き抜き、その際の引き抜き力を測定し、比較例１の値を
１００として指数表示した。数値が大きいほど良好であ
る。

【００１３】

【表１】

【００１４】第１表から分かるように、比較例２，３の
ゴム組成物は、初期接着性及び耐劣化接着性が良好であ
るものの、ムーニー粘度が高く、加工性に劣る。これに
対し、実施例１，２のゴム組成物は、いずれも比較例
２，３に比べてムーニー粘度が低く、加工性が良好であ
る上、シリカ無添加の比較例１に比べて、初期接着性及
び耐劣化接着性に優れている。

【発明の効果】本発明のスチールコードコーティング用
ゴム組成物は、良好な加工性のために配合時の作業性が
よく、スチールコードに対する初期接着性及び耐劣化接
着性に優れている。また、このゴム組成物とスチールコ
ードとからなる本発明の複合体は、接着性能に優れ、自
動車タイヤやコンベアベルトなどの補強材として好適に
用いられる。

フロントページの続きＦターム(参考） 4F212 AA45 AA46 AB03 AB06 AB17 AB18 AH20 VA10 VD19 VD22 VL20 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 AE052 AF022 BB151 BB181 BB241 DJ016 EG047 EG087 FD016 FD020 FD150 FD202 FD207 GN01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ゴム成分及び（Ｂ）窒素吸着比表
面積（ＢＥＴ）が１５０ｍ²／ｇ以下のシリカ粉体を含
有することを特徴とするスチールコードコーティング用
ゴム組成物。
【請求項２】（Ｂ）成分のシリカ粉体の含有量が、
（Ａ）成分１００重量部当たり、３〜３０重量部である
請求項１記載のスチールコードコーティング用ゴム組成
物。
【請求項３】さらに、有機酸のコバルト塩を含有する
請求項１記載のスチールコードコーティング用ゴム組成
物。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載のゴ
ム組成物とスチールコードとからなるスチールコード−
ゴム複合体。