JP2006213820A - ゴム製品 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム特性を維持したうえで、ゴムと金属コードとの接着の劣化を抑制したゴム製品を提供する。
【解決手段】母材ポリマー１００重量部に対して、吸水性物質を５〜７０重量部含有するゴム層が、金属コードが埋設されたゴム層に隣接しているゴム製品。
【選択図】なし

Description

本発明はゴム製品に関し、とりわけ、水分による金属コードとゴムとの接着の劣化を抑制したゴム製品に関する。

タイヤやゴムホースなどのゴム製品中には、その形態を維持するためにスチールコードのような金属コードを配設したゴム層を有している。ゴム層において、金属コードとゴムとは親和性が小さく、金属コードとゴムとが充分に接着されないため、一般的に金属コード表面に真鍮鍍金を施し、ゴム層に適量のコバルト化合物を配合して加硫することがおこなわれており、そうすることにより、コバルト化合物を介在して金属コードとゴムとの良好な接着を可能としている。

しかし、加硫後においてもコバルト化合物がゴム層中に残留しており、外部から水分が浸入することにより、コバルト化合物が触媒となってゴムと金属間の接着層が加水分解されてしまい、結果としてゴムと金属コードとの接着の劣化が生じるという問題があった。

特許文献１には、ベルトエッジ部の剥離を抑制するために、ベルトエッジクッション層と隣接する接着層を配設させた重荷重用空気入りタイヤが開示されているが、外部から水分が侵入した場合、ゴムと金属コードとの接着の劣化が生じるおそれがあった。

このように、水分による金属コードとゴムとの接着の劣化を抑制したゴム製品が要求されている。

特開２０００−３１８４０９号公報

本発明は、ゴム特性を維持したうえで、ゴムと金属コードとの接着の劣化を抑制したゴム製品を提供することを目的とする。

本発明は、母材ポリマー１００重量部に対して、吸水性物質を５〜７０重量部含有するゴム層が、金属コードが埋設されたゴム層に隣接しているゴム製品に関する。

前記ゴム製品は、タイヤであることが好ましい。

本発明によれば、特定量の吸水性物質を含有するゴム層を、金属コードが埋設されたゴム層に隣接させることにより、ゴム特性を維持したうえで、ゴムと金属コードとの接着の劣化を抑制したゴム製品を提供することができる。

本発明のゴム製品は、母材ポリマーおよび吸水性物質を含有するゴム層（以下、ゴム層（１）とする）、ならびに金属コードが埋設されたゴム層（以下、ゴム層（２）とする）からなる。

ゴム層（１）は、母材ポリマーを含有する。母材ポリマーとしては、室温でゴム弾性を有する高分子化合物を利用する。

母材ポリマーとしては、天然ゴム（ＮＲ）、共役ジオレフィンのホモポリマーおよび共役ジオレフィンとエチレン性不飽和モノマーとのコポリマーからなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。

共役ジオレフィンのホモポリマーとしては、具体的にポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）などがあげられる。

また、共役ジオレフィンとエチレン性不飽和モノマーとのコポリマーとしては、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）などがあげられる。

天然ゴム（ＮＲ）、共役ジオレフィンのホモポリマーおよび共役ジオレフィンとエチレン性不飽和モノマーとのコポリマーのなかでも、主鎖に含まれる不飽和結合が不安定なため、反応性が高いという効果が得られることから、母材ポリマーとしては、ＮＲまたはＩＲが好ましい。

ＮＲを母材ポリマーとして含有する場合、母材ポリマー中におけるＮＲの含有率は、６０重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上であることがより好ましい。ＮＲの含有率が６０重量％未満では、母材ポリマー全体としての反応性が低下するため加硫速度の遅延が生じる傾向がある。ＮＲの含有率は、１００重量％とすることがとくに好ましい。

吸水性物質は、吸水性高分子および／または吸水性無機化合物からなる。

吸水性高分子としては、アクリル酸誘導体、ポリアミノ酸、ポリビニルアルコールなどがあげられる。なかでも、吸水量が高く、かつ、バクテリアなどの微生物によって引き起こされる樹脂の分解が起こりにくいという効果が得られることから、吸水性高分子は、アクリル酸誘導体であることが好ましい。

アクリル酸誘導体としては、アクリル酸重合体部分ナトリウム塩架橋物、ポリアクリル酸ジルコニウム塩などがあげられる。なかでも、吸水量が大きく、安価で入手できるという効果が得られることから、アクリル酸重合体部分ナトリウム塩架橋物がより好ましい。

吸水性無機化合物としては、シリカゲル、塩化カルシウムなどがあげられる。なかでも、吸水した水に溶解しないため、長期間にわたって効果が持続できることから、吸水性無機化合物は、シリカゲルであることがより好ましい。

吸水性物質の吸水能は１０ｇ／ｇ以上であることが好ましく、２０ｇ／ｇ以上であることがより好ましく、３０ｇ／ｇ以上であることがさらに好ましい。吸水能が１０ｇ／ｇ未満では、タイヤが長期間使用された場合に吸水量が飽和に達して効果がなくなる傾向がある。ここで、吸水能とは、吸水性物質１ｇが吸収する水（ｇ）の量を示す。吸水能の測定において使用する水は、脱イオン水であることが好ましい。

吸水性物質の含有量は、母材ポリマー１００重量部に対して５重量部以上、好ましくは８重量部以上、より好ましくは１０重量部以上である。含有量が５重量部未満では、外部から侵入した水分をゴム層（１）において充分に吸収することができず、水分がゴム層（２）まで到達してしまい、ゴム層（２）中のコバルト成分が触媒となって加水分解がおこるため、接着層が劣化して、スチールコードとゴム組成物との接着性が悪化する。また、吸水性物質の含有量は７０重量部以下、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは２０重量部以下である。含有量が７０重量部をこえると、伸びや引張強さなどのゴム特性が充分に得られない。

ゴム層（１）には、前記母材ポリマーおよび吸水性物質のほかに、ゴム工業において一般的に使用されている補強用充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫剤、加硫促進剤などの各種添加剤を必要に応じて配合することができる。

ゴム層（２）には、金属コードが埋設されている。金属コードとしては、具体的にスチールコード、ビードワイヤーなどがあげられる。

ゴム層（２）も母材ポリマーを含有することができる。母材ポリマーとしては、前記したゴム層（１）における母材ポリマーの具体例、および好ましい母材ポリマーと同様のものとすることができる。

ゴム層（２）は、前記のような吸水性物質を含有しないことが好ましい。吸水性物質を含有することにより、真鍮鍍金との間で生じる化学結合に関与する母材ポリマーの割合が減少するため、良好な接着層が得られないという欠点が生じる。

ゴム層（２）には、金属コードとゴムとの良好な接着を可能とするために、コバルト化合物を配合することが好ましい。コバルト化合物としては、具体的にステアリン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ナフテン酸コバルトなどが挙げられる。

ゴム層（２）には、ほかにゴム工業において一般的に使用されている補強用充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫剤、加硫促進剤などの各種添加剤を必要に応じて配合することができる。

本発明のゴム製品中において、ゴム層（１）は、ゴム層（２）に隣接している。ゴム層（１）がゴム層（２）に隣接することにより、外部から侵入した水分をゴム層（１）において吸収することで、ゴム層（２）への水分の到達を防止することができる。とくに、ゴム層（１）は、ゴム層（２）の両隣に配設されることが好ましい。

本発明のゴム製品としては、たとえば、タイヤ、ゴムホース、ゴムクローラなどがあげられる。なかでも、本発明において規定するゴム層（１）およびゴム層（２）を配設することで、温度や湿度の変動の激しい屋外においても充分な走行性能を発揮することができることから、ゴム製品としては、タイヤとすることが好ましい。

本発明のゴム製品をタイヤとする場合、ゴム層（２）は、金属コードの配設されたタイヤのゴム層とすることが好ましく、なかでもスチールトッピング層、ベルト層、またはプライ層とすることが好ましく、スチールトッピング層とすることがより好ましい。

本発明のゴム製品をタイヤとする場合、ゴム層（１）は、前記のような金属コードを配設するゴム層と隣接した吸水層としてタイヤ中に配設されていることが好ましい。ゴム層（１）の具体例としては、アンダートレッドなどがあげられる。また、スチールトッピング層とアンダートレッド層の間、またはスチールトッピング層とプライ層の間に、新たに吸水層としてゴム層（１）を設けることが好ましく、スチールトッピング層とアンダートレッド層の間、ならびにスチールトッピング層とプライ層の間の両方に、新たに吸水層としてゴム層（１）を設けることがとくに好ましい。

ゴム層（１）は、スチールトッピング層、ベルト層、プライ層などの金属コードの配設されたタイヤのゴム層と隣接しておらず、さらに吸水性物質を配合することでゴムの耐摩耗性が低下するという欠点を有することから、キャップトレッドなどのトレッド部とすることは好ましくない。

本発明のゴム製品は、タイヤ全般に用いることができる。

実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下に、実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
ＮＲ：ＲＳＳ♯３
カーボンブラック：東海カーボン（株）製のシーストＳＯ
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＤＺ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤＺ−Ｇ
吸水性樹脂：（株）日本触媒製のアクアリックＣＡ（吸水能：３００〜４００ｇ／ｇ）
シリカゲル：和光純薬工業（株）製のＷａｋｏｓｉｌ Ｃ３００

実施例１〜４および比較例１〜５
＜タイヤの製造＞
表１に示す各種薬品の配合内容にしたがって、ＮＲ、カーボンブラック、酸化亜鉛およびステアリン酸を、１５０℃で５分間バンバリーミキサーにて混練りし、さらに硫黄、加硫促進剤ＤＺ、アクアリックＣＡおよびシリカゲルを添加して１００℃で５分間オープンロールにて混練りすることにより、未加硫ゴムシートを得た。次に未加硫ゴムシートを貼りあわせて、吸水ゴム層を作製した。そして、タイヤ成型機上において、タイヤ内側から、インナーライナー層、プライ層、吸水ゴム層、スチールトッピング層、吸水ゴム層、アンダートレッド層およびトレッド層という順になるように、それぞれ貼りあわせて未加硫タイヤを成形し、１７５℃で３０分間加硫することにより、タイヤを製造し、以下の試験に使用した。

＜試験方法＞
（破壊特性）
スチールトッピング層およびアンダートレッド層の間に配設した吸水層から、縦１５０ｍｍ、横５０ｍｍおよび厚さ２ｍｍの試験片切り出し、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて、３号ダンベルを用いて、該試験片について引張り試験を実施し、試験片の破断抗力（ＭＰａ）および破断時伸び（％）をそれぞれ測定した。そして、得られた破断抗力および破断時伸びの測定値の積を算出して、破壊特性として評価した。積の値は大きいほど好ましい。

（接着状態）
タイヤを温度８５℃、湿度９０％の条件下において３３６時間湿熱劣化したのち、試験用タイヤのスチールトッピング層を切り出した。そして、スチールトッピング層において、スチールコードとゴム間を剥離したときの剥離面のゴムの覆われている割合（１００％：全面が覆われている）により接着状態を評価した。

試験結果を表１に示す。

Claims (2)

1. 母材ポリマー１００重量部に対して、吸水性物質を５〜７０重量部含有するゴム層が、金属コードが埋設されたゴム層に隣接しているゴム製品。
2. ゴム製品がタイヤである請求項１記載のゴム製品。