JP2015218273A - ゴム組成物、ゴム複合体及びゴムクローラ - Google Patents
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Abstract
【課題】接着性を向上させたゴム部を得ることができるゴム組成物、ゴム部どうしの接着部位の接着力を向上させたゴム複合体、及びゴム部どうしの接着部位の接着力を向上させたゴムクローラを提供する。
【解決手段】本発明のゴム組成物は、少なくともポリマー成分を含有するゴム組成物であって、前記ポリマー成分は、該ポリマー成分100質量部中に、スチレンブタジエンゴム単体又はスチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物である、スチレンブタジエンゴム含有成分を50質量部以上含有し、前記スチレンブタジエンゴム含有成分中のスチレン含量が、20.00質量%未満であることを特徴とする。
【選択図】なし
【解決手段】本発明のゴム組成物は、少なくともポリマー成分を含有するゴム組成物であって、前記ポリマー成分は、該ポリマー成分100質量部中に、スチレンブタジエンゴム単体又はスチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物である、スチレンブタジエンゴム含有成分を50質量部以上含有し、前記スチレンブタジエンゴム含有成分中のスチレン含量が、20.00質量%未満であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
本発明は、ゴム組成物、ゴム複合体及びゴムクローラに関する。
ゴムクローラを形成するゴムには、通常、機械的性質を向上させるために、天然ゴム(NR)やスチレンブタジエンゴム(SBR)等が配合される。スチレンブタジエンゴムを主な成分として、ジエン系ポリマー、補強剤を配合することで、ゴムクローラの耐久性、耐カット性を向上させることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、ゴムクローラは、通常ゴム部とゴム部とが直接接着した部位を有している。斯かる部位は、ゴムクローラを、長期間使用すると、または、負荷が大きい条件で使用すると、ゴム部とゴム部の接着面において、剥離が発生することがあることが分かった。このため、ゴムクローラにおける耐剥離性の向上が、新たな課題として判明した。
一方、ゴムクローラは、通常ゴム部とゴム部とが直接接着した部位を有している。斯かる部位は、ゴムクローラを、長期間使用すると、または、負荷が大きい条件で使用すると、ゴム部とゴム部の接着面において、剥離が発生することがあることが分かった。このため、ゴムクローラにおける耐剥離性の向上が、新たな課題として判明した。
本発明は、接着性を向上させたゴム部を得ることができるゴム組成物、ゴム部どうしの接着部位の接着力を向上させたゴム複合体、及びゴム部どうしの接着部位の接着力を向上させたゴムクローラを提供することを目的とする。
本発明のゴム組成物は、少なくともポリマー成分を含有するゴム組成物であって、前記ポリマー成分は、該ポリマー成分100質量部中に、スチレンブタジエンゴム単体又はスチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物である、スチレンブタジエンゴム含有成分を50質量部以上含有し、前記スチレンブタジエンゴム含有成分中のスチレン含量が、20.00質量%未満であることを特徴とする。
本発明のゴム組成物によれば、耐カット性を有し更に接着性を向上させたゴム部を得ることができる。
本発明のゴム組成物によれば、耐カット性を有し更に接着性を向上させたゴム部を得ることができる。
本明細書において、「ポリマー成分」は、重合体から成る成分を意味し、1種又は複数種の重合体を含む成分である。
本明細書において、「スチレンブタジエンゴム含有成分」は、スチレンブタジエンゴム単体、又は、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物を意味する。
本明細書において、「スチレン含量」は、スチレンブタジエンゴム含有成分における、下記式(I)で表される構造部および下記式(II)で表される構造部の合計100質量%に対する、下記式(II)で表される構造部の質量%を意味する。下記式(I)で表される構造部は、スチレンブタジエンゴムおよびブタジエンゴムに含まれる構造部であり、下記式(II)で表される構造部は、スチレンブタジエンゴムに含まれる構造部である。
本明細書において、「スチレンブタジエンゴム含有成分」は、スチレンブタジエンゴム単体、又は、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物を意味する。
本明細書において、「スチレン含量」は、スチレンブタジエンゴム含有成分における、下記式(I)で表される構造部および下記式(II)で表される構造部の合計100質量%に対する、下記式(II)で表される構造部の質量%を意味する。下記式(I)で表される構造部は、スチレンブタジエンゴムおよびブタジエンゴムに含まれる構造部であり、下記式(II)で表される構造部は、スチレンブタジエンゴムに含まれる構造部である。
例えば、スチレンブタジエンゴム含有成分がスチレンブタジエンゴム単体であるとき、用いるスチレンブタジエンゴムにおける式(II)で表される構造部の質量が、スチレンブタジエンゴムの質量に対して10質量%であれば、本明細書におけるスチレン含量は、10質量%となる。また、スチレンブタジエンゴム含有成分がスチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物である場合であって、スチレンブタジエンゴムが80質量部、ブタジエンゴムが20質量部で含まれ、用いるスチレンブタジエンゴムにおける式(II)で表される構造部の質量%が、スチレンブタジエンゴムの質量に対して20質量%であるとき、本明細書におけるスチレン含量は、16質量%となる。
本発明のゴム組成物は、前記スチレンブタジエンゴム含有成分が、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物であることが好ましい。この構成によれば、耐カット性を有し接着性が向上し、更に耐摩耗性を向上させたゴム部を得ることができる。
本発明のゴム組成物は、天然ゴム及び/またはイソプレンゴムをさらに含有することが好ましい。この構成によれば、耐カット性、耐摩耗性を有し、接着性が向上し、更に疲労耐性及び破壊耐性を向上させたゴム部を得ることができる。
本発明のゴム複合体は、第1のゴム組成物を用いた第1のゴム部と第2のゴム組成物を用いた第2のゴム部とを接着させてなるゴム複合体であって、前記第1のゴム組成物が、本発明のゴム組成物であることを特徴とする。本発明のゴム複合体によれば、ゴム部どうしの接着部位の接着力を向上させることができる。
本発明のゴム複合体は、前記第2のゴム組成物が、本発明のゴム組成物であることが好ましい。この構成によれば、ゴム部どうしの接着部位の接着力を確実に向上させることができる。
本発明のゴムクローラは、本発明のゴム複合体を備えることを特徴とする。本発明のゴムクローラによれば、ゴム部どうしの接着部位の接着力を向上させることができる。
ゴムクローラに、スチレン含量の高いスチレンブタジエンゴムを配合することで、優れた耐カット性が得られたことが報告されている(例えば、特許文献1参照)。発明者らは、ゴムクローラに用いるゴム組成を鋭意検討した結果、スチレンブタジエンゴムを用いると、ゴム部の耐カット性は改善されるが、ゴム部と他のゴム部との接着部位における接着力は改善されないことがわかった。そして、スチレンブタジエンゴム主体のゴム部は、ゴム部間の接着力が乏しく、界面剥離しやすくなるという、新たな課題を見出した。
発明者らは、さらに鋭意検討した結果、驚くべきことに、スチレンブタジエンゴム主体のゴム部であっても、配合ポリマーにおけるスチレン含量が低いと、ゴム部と他のゴム部の接着部位における接着力は向上することがわかった。スチレンブタジエンゴム主体のゴム部においてスチレン含量を低くすることで、接着力が向上するメカニズムは、今なお明らかではないが、加硫成形の際にゴム部とゴム部の接着部位の相容性が良化することによると考えられる。
本発明によれば、接着性を向上させたゴム部を得ることができるゴム組成物、ゴム部どうしの接着部位の接着力を向上させたゴム複合体、及びゴム部どうしの接着部位の接着力を向上させたゴムクローラを提供することができる。
以下に本発明を実施するための形態を例示する。
(ゴム組成物)
本発明のゴム組成物は、少なくとも、ポリマー成分を含み、さらに、必要に応じて、その他の成分を含む。本発明のゴム組成物によれば、接着性を向上させたゴム部を得ることができる。
ゴム組成物の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、全ての成分原料を一度に配合して混練してもよいし、2段階又は3段階に分けて各成分を配合して混練を行ってもよい。
前記混練に用いる混練機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ロール、インターナルミキサー、バンバリーローター、などが挙げられる。
本発明のゴム組成物は、少なくとも、ポリマー成分を含み、さらに、必要に応じて、その他の成分を含む。本発明のゴム組成物によれば、接着性を向上させたゴム部を得ることができる。
ゴム組成物の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、全ての成分原料を一度に配合して混練してもよいし、2段階又は3段階に分けて各成分を配合して混練を行ってもよい。
前記混練に用いる混練機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ロール、インターナルミキサー、バンバリーローター、などが挙げられる。
<ポリマー成分>
上記ポリマー成分は、重合体から成る成分を意味する。上記ポリマー成分は、少なくとも、スチレンブタジエンゴム含有成分を含み、さらに、必要に応じて、その他の重合体を含む。
上記ポリマー成分は、重合体から成る成分を意味する。上記ポリマー成分は、少なくとも、スチレンブタジエンゴム含有成分を含み、さらに、必要に応じて、その他の重合体を含む。
<<スチレンブタジエンゴム含有成分>>
上記スチレンブタジエンゴム含有成分は、スチレンブタジエンゴム単体、又は、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物、を意味する。
上記スチレンブタジエンゴム含有成分は、スチレンブタジエンゴム単体、又は、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物、を意味する。
−スチレンブタジエンゴム(SBR)−
上記スチレンブタジエンゴム(SBR)は、スチレン単量体とブタジエン単量体との共重合体である。上記スチレンブタジエンゴムとしては、調製方法が異なる、乳化重合により調製される乳化重合SBR(E−SBR)、溶液重合により調製される溶液重合SBR(S−SBR)、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記スチレンブタジエンゴム(SBR)は、スチレン単量体とブタジエン単量体との共重合体である。上記スチレンブタジエンゴムとしては、調製方法が異なる、乳化重合により調製される乳化重合SBR(E−SBR)、溶液重合により調製される溶液重合SBR(S−SBR)、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−スチレンブタジエンゴム含有成分の含有量−
上記スチレンブタジエンゴム含有成分の上記ポリマー成分100質量部中の含有量としては、50質量部以上である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、70〜100質量部が好ましく、80〜100質量部がより好ましい。
上記含有量が50質量部未満であると、耐カット性が著しく悪化してしまう。
上記含有量が、前記好ましい範囲内、又は、前記より好ましい範囲内であると、耐カット性を有したゴム部を得ることができる点で有利である。
上記スチレンブタジエンゴム含有成分の上記ポリマー成分100質量部中の含有量としては、50質量部以上である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、70〜100質量部が好ましく、80〜100質量部がより好ましい。
上記含有量が50質量部未満であると、耐カット性が著しく悪化してしまう。
上記含有量が、前記好ましい範囲内、又は、前記より好ましい範囲内であると、耐カット性を有したゴム部を得ることができる点で有利である。
−スチレンブタジエンゴム含有成分のスチレン含量−
上記スチレンブタジエンゴム含有成分のスチレン含量としては、20.00質量%未満である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10.00質量%以上20.00質量%未満が好ましく、15.00質量%以上20.00質量%未満がより好ましい。
上記スチレン含量が20.00質量%以上であると、接着性の向上が十分ではない。
上記スチレン含量が、前記好ましい範囲内、又は、前記より好ましい範囲内であると、耐カット性を有し更に接着性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
上記スチレンブタジエンゴム含有成分のスチレン含量としては、20.00質量%未満である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10.00質量%以上20.00質量%未満が好ましく、15.00質量%以上20.00質量%未満がより好ましい。
上記スチレン含量が20.00質量%以上であると、接着性の向上が十分ではない。
上記スチレン含量が、前記好ましい範囲内、又は、前記より好ましい範囲内であると、耐カット性を有し更に接着性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
−ブタジエンゴム(BR)−
上記ブタジエンゴムは、ブタジエン単量体の重合体である。前記スチレンブタジエンゴム含有成分には、ブタジエンゴムを含んでも含まなくてもよいが、ブタジエンゴムを含むと、更に耐摩耗性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
上記ブタジエンゴムは、ブタジエン単量体の重合体である。前記スチレンブタジエンゴム含有成分には、ブタジエンゴムを含んでも含まなくてもよいが、ブタジエンゴムを含むと、更に耐摩耗性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
−−ブタジエンゴムのシス−1,4結合量−−
上記ブタジエンゴムのシス−1,4結合量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、90%以上が好ましく、93%以上がより好ましく、95%以上が特に好ましい。
上記シス−1,4結合量が、90%未満であると、耐摩耗性が低下することがある。一方、前記シス−1,4結合量が、前記好ましい範囲内であると、耐摩耗性の点で有利であり、前記より好ましい範囲内、又は、前記特に好ましい範囲内であると、さらに有利である。
なお、上記シス−1,4結合量は、1H−NMR、13C−NMR、FT−IR、などを用いて測定することができる。
上記ブタジエンゴムのシス−1,4結合量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、90%以上が好ましく、93%以上がより好ましく、95%以上が特に好ましい。
上記シス−1,4結合量が、90%未満であると、耐摩耗性が低下することがある。一方、前記シス−1,4結合量が、前記好ましい範囲内であると、耐摩耗性の点で有利であり、前記より好ましい範囲内、又は、前記特に好ましい範囲内であると、さらに有利である。
なお、上記シス−1,4結合量は、1H−NMR、13C−NMR、FT−IR、などを用いて測定することができる。
−−ブタジエンゴムの含有量−−
上記ブタジエンゴムの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、スチレンブタジエンゴム含有成分100質量部中において、10〜50質量部が好ましく、10〜20質量部がより好ましい。
上記ブタジエンゴムの含有量が、スチレンブタジエンゴム含有成分100質量部中において、前記好ましい範囲内又は前記より好ましい範囲内であると、耐カット性を有し接着性が向上し、更に耐摩耗性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
上記ブタジエンゴムの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、スチレンブタジエンゴム含有成分100質量部中において、10〜50質量部が好ましく、10〜20質量部がより好ましい。
上記ブタジエンゴムの含有量が、スチレンブタジエンゴム含有成分100質量部中において、前記好ましい範囲内又は前記より好ましい範囲内であると、耐カット性を有し接着性が向上し、更に耐摩耗性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
<<その他の重合体>>
上記ポリマー成分に必要に応じて含まれるその他の重合体としては、重合体であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)及びウレタンゴム(U)、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、天然ゴム及び/またはイソプレンゴムが、更に疲労耐性及び破壊耐性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
上記ポリマー成分に必要に応じて含まれるその他の重合体としては、重合体であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)及びウレタンゴム(U)、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、天然ゴム及び/またはイソプレンゴムが、更に疲労耐性及び破壊耐性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
−天然ゴム(NR)及び/またはイソプレンゴム(IR)−
上記天然ゴム及び/またはイソプレンゴムの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ポリマー成分100質量部中において、0〜30質量部が好ましい。かかる範囲内で天然ゴム及び/またはイソプレンゴムを配合させると、耐カット性、耐摩耗性を有し、接着性が向上し、更に疲労耐性及び破壊耐性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
上記天然ゴム及び/またはイソプレンゴムの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ポリマー成分100質量部中において、0〜30質量部が好ましい。かかる範囲内で天然ゴム及び/またはイソプレンゴムを配合させると、耐カット性、耐摩耗性を有し、接着性が向上し、更に疲労耐性及び破壊耐性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
<その他の成分>
上記ゴム組成物に必要に応じて含まれるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、補強剤、可塑剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、軟化剤、充填剤、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記ゴム組成物に必要に応じて含まれるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、補強剤、可塑剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、軟化剤、充填剤、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<<加硫剤>>
上記加硫剤としては、ポリマーを加硫することができる成分である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等の有機過酸化物;硫黄、モルホリンジスルフィド等の硫黄系加硫剤;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、硫黄を用いると貯蔵安定性が良いため扱いが容易となる点、および硫黄で加硫すると疲労耐性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
上記加硫剤としては、ポリマーを加硫することができる成分である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等の有機過酸化物;硫黄、モルホリンジスルフィド等の硫黄系加硫剤;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、硫黄を用いると貯蔵安定性が良いため扱いが容易となる点、および硫黄で加硫すると疲労耐性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
<<加硫促進剤>>
上記加硫促進剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CBS(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBBS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBSI(N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンイミド)等のスルフェンアミド系の加硫促進剤;DPG(ジフェニルグアニジン)等のグアニジン系の加硫促進剤;テトラオクチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド等のチウラム系加硫促進剤;ジアルキルジチオリン酸亜鉛等の加硫促進剤;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記加硫促進剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CBS(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBBS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBSI(N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンイミド)等のスルフェンアミド系の加硫促進剤;DPG(ジフェニルグアニジン)等のグアニジン系の加硫促進剤;テトラオクチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド等のチウラム系加硫促進剤;ジアルキルジチオリン酸亜鉛等の加硫促進剤;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<<加硫促進助剤>>
上記加硫促進助剤としては、加硫を促進する観点から配合されるものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、亜鉛華(ZnO)、ステアリン酸、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記加硫促進助剤としては、加硫を促進する観点から配合されるものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、亜鉛華(ZnO)、ステアリン酸、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<<補強剤>>
上記補強剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、シリカ、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記補強剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、シリカ、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−カーボンブラック−
上記カーボンブラックとしては、ゴム工業で通常使用されているものであれば特に限定されるものではないが、例えば、SRF、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF、FT、MT等のカーボンブラック、などを挙げることができる。
本発明においては、耐摩耗性等の観点から高級カーボンの使用が望ましく、FEF、HAF、ISAF、SAFを好適に用いることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、上記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が10〜150m2/gであり、ジブチルフタレート(DBP)吸収量が50〜200ml/100gであることが好ましい。
上記カーボンブラックの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ポリマー成分100質量部に対して、30〜80質量部が好ましい。
前記好ましい範囲内でカーボンブラックを配合すると、ゴム精練作業性が改善する点、および補強性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
上記カーボンブラックとしては、ゴム工業で通常使用されているものであれば特に限定されるものではないが、例えば、SRF、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF、FT、MT等のカーボンブラック、などを挙げることができる。
本発明においては、耐摩耗性等の観点から高級カーボンの使用が望ましく、FEF、HAF、ISAF、SAFを好適に用いることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、上記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が10〜150m2/gであり、ジブチルフタレート(DBP)吸収量が50〜200ml/100gであることが好ましい。
上記カーボンブラックの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ポリマー成分100質量部に対して、30〜80質量部が好ましい。
前記好ましい範囲内でカーボンブラックを配合すると、ゴム精練作業性が改善する点、および補強性を向上させたゴム部を得ることができる点で有利である。
<<可塑剤>>
上記可塑剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アロマティック油、ナフテニック油、パラフィン油等のプロセスオイル;やし油等の植物油;アルキルベンゼンオイル等の合成油;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記可塑剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アロマティック油、ナフテニック油、パラフィン油等のプロセスオイル;やし油等の植物油;アルキルベンゼンオイル等の合成油;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<<老化防止剤>>
上記老化防止剤としては、特に制限はなく、非汚染性老化防止剤であるフェノール系老化防止剤を好適に用いることができ、例えば、1−オキシ−3−メチル−4−イソプロピルベンゼン、2,6−ジ−第三−ブチル−4−エチルフェノール、ブチル・ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−第三−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,6−ジ−第三−ブチルフェノールと2,4,6−トリ−第三−ブチルフェノールとオルト−第三−ブチルフェノールとの混合品、2,6−ジ−第三−ブチルフェノールと2,4−ジ−第三−ブチルフェノールと2,4,6−トリ−第三−ブチルフェノールと他の置換フェノールとの混合品、スチレン化フェノール、アルキル化フェノール、アルキル及びアラルキル置換フェノールの混合品、フェノール誘導体等のモノフェノール系老化防止剤;2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−第三−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−シクロヘキシル・フェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−第三−ブチルフェノール)、4,4’−メチレン−ビス−(2,6−ジ−第三−ブチルフェノール)、メチレン架橋した多価アルキルフェノール、2,2’−エチリデン−ビス(4,6−ジ−第三−ブチルフェノール)、アルキル化ビスフェノール、p−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、ポリブチル化ビスフェノールAの混合物等のビス,トリス,ポリフェノール系老化防止剤;4,4’−チオビス−(6−第三−ブチル−3−メチルフェノール)、4,4’−チオビス−(6−第三−ブチル−o−クレゾール)、4,4’−ジ及びトリ−チオビス(2,6−ジ−第三ブチルフェノール)等のチオビスフェノール系老化防止剤;4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−第三−ブチルフェノール)、2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル)]−o−クレゾール、ヒンダード・フェノール、ヒンダード・ビスフェノール等のヒンダード・フェノール系老化防止剤;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記老化防止剤としては、特に制限はなく、非汚染性老化防止剤であるフェノール系老化防止剤を好適に用いることができ、例えば、1−オキシ−3−メチル−4−イソプロピルベンゼン、2,6−ジ−第三−ブチル−4−エチルフェノール、ブチル・ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−第三−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,6−ジ−第三−ブチルフェノールと2,4,6−トリ−第三−ブチルフェノールとオルト−第三−ブチルフェノールとの混合品、2,6−ジ−第三−ブチルフェノールと2,4−ジ−第三−ブチルフェノールと2,4,6−トリ−第三−ブチルフェノールと他の置換フェノールとの混合品、スチレン化フェノール、アルキル化フェノール、アルキル及びアラルキル置換フェノールの混合品、フェノール誘導体等のモノフェノール系老化防止剤;2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−第三−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−シクロヘキシル・フェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−第三−ブチルフェノール)、4,4’−メチレン−ビス−(2,6−ジ−第三−ブチルフェノール)、メチレン架橋した多価アルキルフェノール、2,2’−エチリデン−ビス(4,6−ジ−第三−ブチルフェノール)、アルキル化ビスフェノール、p−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、ポリブチル化ビスフェノールAの混合物等のビス,トリス,ポリフェノール系老化防止剤;4,4’−チオビス−(6−第三−ブチル−3−メチルフェノール)、4,4’−チオビス−(6−第三−ブチル−o−クレゾール)、4,4’−ジ及びトリ−チオビス(2,6−ジ−第三ブチルフェノール)等のチオビスフェノール系老化防止剤;4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−第三−ブチルフェノール)、2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル)]−o−クレゾール、ヒンダード・フェノール、ヒンダード・ビスフェノール等のヒンダード・フェノール系老化防止剤;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<<スコーチ防止剤>>
上記スコーチ防止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無水フタル酸、サリチル酸、安息香酸等の有機酸;N−ニトロソジフェニルアミン等のニトロソ化合物;N−シクロヘキシルチオフタルイミド、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記スコーチ防止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無水フタル酸、サリチル酸、安息香酸等の有機酸;N−ニトロソジフェニルアミン等のニトロソ化合物;N−シクロヘキシルチオフタルイミド、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<<軟化剤>>
上記軟化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリン等の石油系軟化剤;ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油等の脂肪油系軟化剤;蜜ロウ、カルナバロウ、ラノリン等のワックス類;トール油、リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記軟化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリン等の石油系軟化剤;ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油等の脂肪油系軟化剤;蜜ロウ、カルナバロウ、ラノリン等のワックス類;トール油、リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<<充填剤>>
上記充填剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ケイ酸、シリカ、ケイ酸塩、アリミナ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、クレー、タルク、カオリン、短繊維、導電性酸化物、フェライト類、マイカ、黒鉛、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記充填剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ケイ酸、シリカ、ケイ酸塩、アリミナ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、クレー、タルク、カオリン、短繊維、導電性酸化物、フェライト類、マイカ、黒鉛、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(ゴム複合体)
本発明のゴム複合体は、少なくとも第1のゴム組成物を用いた第1のゴム部と、第2のゴム組成物を用いた第2のゴム部と、第1のゴム部と第2のゴム部が直接接着している接着部位を有し、第1のゴム組成物には、本発明のゴム組成物が用いられる。本発明のゴム複合体によれば、ゴム部どうしの接着部位(第1のゴム部と第2のゴム部が直接接着している接着面)の接着力を向上させることができる。
上記接着部位は、第1のゴム部と第2のゴム部とが直接接着している接着面である。
本発明のゴム複合体は、少なくとも第1のゴム組成物を用いた第1のゴム部と、第2のゴム組成物を用いた第2のゴム部と、第1のゴム部と第2のゴム部が直接接着している接着部位を有し、第1のゴム組成物には、本発明のゴム組成物が用いられる。本発明のゴム複合体によれば、ゴム部どうしの接着部位(第1のゴム部と第2のゴム部が直接接着している接着面)の接着力を向上させることができる。
上記接着部位は、第1のゴム部と第2のゴム部とが直接接着している接着面である。
<第1のゴム部>
上記第1のゴム部は、上記ゴム組成物を例えば加硫により硬化させることで得ることができる。第1のゴム部は、少なくとも、本発明のゴム組成物に由来する成分を含み、さらに、必要に応じて、その他の成分を含む。
上記第1のゴム部は、上記ゴム組成物を例えば加硫により硬化させることで得ることができる。第1のゴム部は、少なくとも、本発明のゴム組成物に由来する成分を含み、さらに、必要に応じて、その他の成分を含む。
<<硬化>>
上記硬化条件(硬化温度、硬化時間)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
上記硬化温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、120〜180℃が好ましい。かかる範囲内で硬化すると、ゴムの熱劣化を回避でき、且つ、生産性を損なうことなく硬化させることができる点で有利である。
上記硬化条件(硬化温度、硬化時間)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
上記硬化温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、120〜180℃が好ましい。かかる範囲内で硬化すると、ゴムの熱劣化を回避でき、且つ、生産性を損なうことなく硬化させることができる点で有利である。
<<その他の成分>>
上記第1のゴム部に必要に応じて含まれるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、上記成分以外の成分、例えば、離型剤、接着増進剤、ワックス類、オイル、滑剤、石油系樹脂、紫外線吸収剤、などが挙げられる。
上記第1のゴム部に必要に応じて含まれるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、上記成分以外の成分、例えば、離型剤、接着増進剤、ワックス類、オイル、滑剤、石油系樹脂、紫外線吸収剤、などが挙げられる。
<第2のゴム部>
上記第2のゴム部は、第1のゴム部と同一の、本発明のゴム組成物を用いたゴム部であってもよく、第1のゴム部と異なる、他のゴム組成物を用いたゴム部であってもよいが、第1のゴム部と同一のゴム部であると、ゴム部どうしの接着部位の接着力を確実に向上させることができる点で有利である。
上記第2のゴム部の作製に用いられるゴム組成物に含まれるポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムおよびクロロプレンゴムから1つ又は複数選択されると、得られるゴム複合体の接着力を向上させることができる点で有利である。
上記第2のゴム部は、第1のゴム部と同一の、本発明のゴム組成物を用いたゴム部であってもよく、第1のゴム部と異なる、他のゴム組成物を用いたゴム部であってもよいが、第1のゴム部と同一のゴム部であると、ゴム部どうしの接着部位の接着力を確実に向上させることができる点で有利である。
上記第2のゴム部の作製に用いられるゴム組成物に含まれるポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムおよびクロロプレンゴムから1つ又は複数選択されると、得られるゴム複合体の接着力を向上させることができる点で有利である。
<接着条件>
ゴム部どうしの接着条件(接着温度、接着時間)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
上記接着温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、120〜180℃が好ましい。かかる範囲内で接着させると、ゴムの熱劣化を回避でき、且つ、生産性を損なうことなく接着させることができる点で有利である。
ゴム部どうしの接着条件(接着温度、接着時間)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
上記接着温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、120〜180℃が好ましい。かかる範囲内で接着させると、ゴムの熱劣化を回避でき、且つ、生産性を損なうことなく接着させることができる点で有利である。
(ゴムクローラ)
本発明のゴムクローラは、少なくとも、本発明のゴム複合体を備える。また、本発明のゴムクローラは、ゴムクローラ内部でゴム部どうしの接着部位を有する。本発明のゴムクローラによれば、ゴム部どうしの接着部位の接着力、ひいては当該部位に耐剥離性を向上させることができる。
図1は、本発明の一例のゴムクローラの概略斜視図である。
図2は、図1におけるA−A線に沿った概略断面図である。
図2において、ゴムクローラは、芯金4と、亜鉛めっきスチールコード(又はブラスめっきスチールコード)3と、亜鉛めっきスチールコード(又はブラスめっきスチールコード)3を被覆する中間ゴム層2と、中間ゴム層2を被覆するトレッドゴム層1とを備え、例えば中間ゴム層2とトレッドゴム層1との間にゴム部とゴム部が直接接着する接着面(接着部位)を有する。
本発明のゴムクローラは、少なくとも、本発明のゴム複合体を備える。また、本発明のゴムクローラは、ゴムクローラ内部でゴム部どうしの接着部位を有する。本発明のゴムクローラによれば、ゴム部どうしの接着部位の接着力、ひいては当該部位に耐剥離性を向上させることができる。
図1は、本発明の一例のゴムクローラの概略斜視図である。
図2は、図1におけるA−A線に沿った概略断面図である。
図2において、ゴムクローラは、芯金4と、亜鉛めっきスチールコード(又はブラスめっきスチールコード)3と、亜鉛めっきスチールコード(又はブラスめっきスチールコード)3を被覆する中間ゴム層2と、中間ゴム層2を被覆するトレッドゴム層1とを備え、例えば中間ゴム層2とトレッドゴム層1との間にゴム部とゴム部が直接接着する接着面(接着部位)を有する。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記の実施例になんら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。
[実施例1〜10、比較例1〜3]
表1及び表2に示す配合のゴム組成物を常法に従って混練し、厚さ3mmのシート状に圧延してシートを得て、得られたシートを2枚張り合わせて、外側両面に裏打ち帆布を張りつけた。その後、長さ180mm×幅270mm×厚さ6mmのモールドを用い、150℃、30分間、面圧10kg/cm2の条件で加硫硬化した。
得られたシートを、長さ180mm×幅25mmで4本分カットし、接着サンプルとした。
表1及び表2に示す配合のゴム組成物を常法に従って混練し、厚さ3mmのシート状に圧延してシートを得て、得られたシートを2枚張り合わせて、外側両面に裏打ち帆布を張りつけた。その後、長さ180mm×幅270mm×厚さ6mmのモールドを用い、150℃、30分間、面圧10kg/cm2の条件で加硫硬化した。
得られたシートを、長さ180mm×幅25mmで4本分カットし、接着サンプルとした。
ゴム部とゴム部との接着面における接着力は、剥離力(N/mm)およびゴムつき(%)により評価した。結果を表1及び表2に示す。表1及び表2における、「同種ゴムどうし」の欄は、同じゴム組成物を用いたゴム部どうしから得た接着サンプルの評価結果を示し、「対 比較例1のゴム」の欄は、比較例1のゴム組成物を用いたゴム部との接着サンプルの評価結果を示す。
<剥離力評価>
接着サンプルの接着部にナイフで切れ目を入れ、JIS K6854に基づいて、ゴム部の接着面の180度型剥離強度(引張速度50mm/min)を測定した。剥離力[N/mm]は、値が大きいほど接着力が強い。
接着サンプルの接着部にナイフで切れ目を入れ、JIS K6854に基づいて、ゴム部の接着面の180度型剥離強度(引張速度50mm/min)を測定した。剥離力[N/mm]は、値が大きいほど接着力が強い。
<ゴムつき評価>
接着サンプルの接着部にナイフで切れ目を入れ、180度で引張剥離した。剥離した接着サンプルの接着面を目視で観察し、接着面の表面積における凹凸を認める部分の割合を、ゴムつき(%)として評価した。例えば、接着面を目視観察して、凹凸を認める部分が70%で、平坦な面積が30%であれば、ゴムつき(%)は70%と評価した。ゴムつき(%)は、値が大きいほど接着力が強い。
接着サンプルの接着部にナイフで切れ目を入れ、180度で引張剥離した。剥離した接着サンプルの接着面を目視で観察し、接着面の表面積における凹凸を認める部分の割合を、ゴムつき(%)として評価した。例えば、接着面を目視観察して、凹凸を認める部分が70%で、平坦な面積が30%であれば、ゴムつき(%)は70%と評価した。ゴムつき(%)は、値が大きいほど接着力が強い。
*1:SBR(23.5%):JSR1500:スチレンブタジエンゴムにおける前記式(II)で表される構造部の質量%が23.5%(JSR社製)
*2:SBR(18%):タフデン1000:スチレンブタジエンゴムにおける前記式(II)で表される構造部の質量%が18%(旭化成社製)
*3:BR:ウベポールBR150L(宇部興産社製)
*4:老化防止剤6C:ノクラック 6C:N−(1,3−Dimethylbutyl)−N´−phenyl−p−phenylenediamine(大内新興化学社製)
*5:促進剤DPG:ノクセラー D:N,N´−Diphenylguanidine
(大内新興化学社製)
表1より、スチレン含量が20.00質量%未満の実施例(実施例1〜10)の同種ゴムどうしのゴムつきは、スチレン含量が20.00質量%以上の比較例1〜5のゴムつきより、優れることが分かる。ゴムつき(%)が優れる実施例1〜10は、ゴム部とゴム部の接着力が高いと判断できるため、実施例1〜10は、比較例1〜5より接着性が優れることが示唆される。
表1より、スチレンブタジエン含有ポリマー成分は、スチレンブタジエンゴムが単独でも、ブタジエンゴムをさらに含んでも、スチレン含量が低い本願発明の構成であれば、ゴムつきが優れることが分かる。
本発明のゴム組成物は、特にゴムクローラのゴムとして好適に利用可能である。かかるゴムクローラは、農業用機械、建設機械、又は土木作業機械に好適に利用可能である。
1 トレッドゴム層
2 中間ゴム層
3 亜鉛めっきスチールコード(又はブラスめっきスチールコード)
4 芯金
2 中間ゴム層
3 亜鉛めっきスチールコード(又はブラスめっきスチールコード)
4 芯金
Claims (6)
- 少なくともポリマー成分を含有するゴム組成物であって、
前記ポリマー成分は、該ポリマー成分100質量部中に、スチレンブタジエンゴム単体又はスチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物である、スチレンブタジエンゴム含有成分を50質量部以上含有し、
前記スチレンブタジエンゴム含有成分中のスチレン含量が、20.00質量%未満であることを特徴とする、ゴム組成物。 - 前記スチレンブタジエンゴム含有成分が、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムの混合物である、請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記ポリマー成分が、天然ゴム及び/又はイソプレンゴムをさらに含有する、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- 第1のゴム組成物を用いた第1のゴム部と第2のゴム組成物を用いた第2のゴム部とを接着させてなるゴム複合体であって、
前記第1のゴム組成物が、請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物であることを特徴とする、ゴム複合体。 - 前記第2のゴム組成物が、請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物である、請求項4に記載のゴム複合体。
- 請求項4又は5に記載のゴム複合体を備えることを特徴とする、ゴムクローラ。
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