JP2017122182A - ゴム組成物、クローラ用ゴム組成物、ラグ部ゴム、及びゴムクローラ - Google Patents
ゴム組成物、クローラ用ゴム組成物、ラグ部ゴム、及びゴムクローラ Download PDFInfo
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Abstract
【課題】従来よりも多量の再生ゴムを配合した場合でも引張強度に優れ、かつ耐摩耗性に優れるゴムが得られるゴム組成物及びクローラ用ゴム組成物、並びに、引張強度に優れ、かつ耐摩耗性に優れるラグ部ゴム及びゴムクローラを提供する。【解決手段】ジエン系ゴムを主成分とする未加硫の原料ゴム成分１００質量部と、原料ゴム成分１００質量部に対して１００質量部以上５００質量部以下の再生ゴムと、特定の基礎配合に対し、（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜３．０質量部）となる範囲の加硫剤と、（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜４．０質量部）となる範囲の酸化亜鉛と、（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１０．０〜２０．０質量部）となる範囲のカーボンブラックと、を配合してなるゴム組成物である。【選択図】なし
Description
本発明は、ゴム組成物、クローラ用ゴム組成物、ラグ部ゴム、及びゴムクローラに関する。
環境に配慮した物づくりの観点から、多くの技術分野で廃品の再利用が求められている。自動車、飛行機等のタイヤ；農業機械、建設機械、土木作業機械等の走行部に用いられるゴムクローラ等を構成するゴムも、消費が多いことから、再生ゴムを利用しながら、新たな製品を生み出す研究開発が進められている。
例えば、加工性や作業性を損ねることなく、従来に比して優れたゴム物性、特に高い破壊特性を確保し得ると共に、使用済みタイヤ等のゴム製品から得られる廃ゴムのマテリアルリサイクル率を向上することのできる再生ゴム含有ゴム組成物及び空気入りタイヤを得るために、ゴム組成物に、微粒径化処理を施し、２００メッシュのふるいを通過したもののみを実質的に含む粉末ゴムを、更にオイルパン法により処理して得られた再生ゴムを含有させている（例えば、特許文献１参照）。
また、引張り強度及び耐摩耗性の低下を可及的に小さくするようにした再生ゴム入りタ
イヤ用ゴム組成物、特にタイヤトレッド用に好適な再生ゴム入りタイヤ用ゴム組成物を得るために、再生ゴムを除くジエン系ゴム１００重量部に対し、再生ゴムを１０〜５０重量部配合する場合のカーボンブラック及びオイル成分を、特定の式で求められる配合量で配合することが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
イヤ用ゴム組成物、特にタイヤトレッド用に好適な再生ゴム入りタイヤ用ゴム組成物を得るために、再生ゴムを除くジエン系ゴム１００重量部に対し、再生ゴムを１０〜５０重量部配合する場合のカーボンブラック及びオイル成分を、特定の式で求められる配合量で配合することが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
しかし、廃ゴムから得られた再生ゴムは、新ゴムに比べ、ゴムとして求められる諸性能が低下しているため、再生ゴムと新ゴムとを混合して得られるゴム組成物は、再生ゴムの配合量が多いほど性能が低下し易かった。そのため、ゴム製品（例えば、タイヤ）に求められる特性を損なわずに再生ゴムを混合するには、再生ゴムの量を少なくせざるを得ず、特許文献１では、新ゴムの５０質量％未満、特許文献２では多くても新ゴムの５０質量％までしか再生ゴムを用いることができなかった。
また、ゴムがより厳しい環境下で使用される用途に用いられる場合は、タイヤ用ゴムに求められる特性よりも高い特性が求められる。例えば、ブルトーザーのような建築機械は、舗装道路を走行するタイヤと異なり、整備されていない地面を走行することが多く、自動車よりも重い車体である。そのため、ブルトーザー等の走行部を構成するゴムクローラは、タイヤよりも高い引張強度、耐摩耗性等が要求される。
本発明は、従来よりも多量の再生ゴムを配合した場合でも引張強度に優れ、かつ耐摩耗性に優れるゴムが得られるゴム組成物及びクローラ用ゴム組成物、並びに、引張強度に優れ、かつ耐摩耗性に優れるラグ部ゴム及びゴムクローラを提供することを目的とする。
＜１＞ ジエン系ゴムを主成分とする未加硫の原料ゴム成分１００質量部と、
原料ゴム成分１００質量部に対して１００質量部以上５００質量部以下の再生ゴムと、
（原料ゴム成分１００質量部に対して１．５〜２．５質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜３．０質量部）｝となる範囲の加硫剤と、
（原料ゴム成分１００質量部に対して１．０〜３．０質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜４．０質量部）｝となる範囲の酸化亜鉛と、
（原料ゴム成分１００質量部に対して５０〜６０質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１０．０〜２０．０質量部）｝となる範囲のカーボンブラックと、
を配合してなるゴム組成物である。
＜２＞ 更に、（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（０質量部を超え２０．０質量部以下）｝となる範囲のプロセスオイルを配合してなる＜２＞に記載のゴム組成物である。
＜３＞ ジエン系ゴムが、天然ゴム、イソプレンゴム及びスチレンブタジエンゴムからなる群から選ばれる少なくとも一種である＜１＞または＜２＞に記載のゴム組成物。
＜４＞ 原料ゴム成分が原料ゴム成分全質量に対し５０質量％以上の天然ゴムを含む＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載のゴム組成物である。
＜５＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載のゴム組成物を含むクローラ用ゴム組成物である。
＜６＞ ＜５＞に記載のクローラ用ゴム組成物から得られるラグ部ゴムである。
＜７＞ ＜５＞に記載のクローラ用ゴム組成物から得られるゴムクローラである。
＜８＞ ＜６＞に記載のラグ部ゴムを備えたゴムクローラである。
原料ゴム成分１００質量部に対して１００質量部以上５００質量部以下の再生ゴムと、
（原料ゴム成分１００質量部に対して１．５〜２．５質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜３．０質量部）｝となる範囲の加硫剤と、
（原料ゴム成分１００質量部に対して１．０〜３．０質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜４．０質量部）｝となる範囲の酸化亜鉛と、
（原料ゴム成分１００質量部に対して５０〜６０質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１０．０〜２０．０質量部）｝となる範囲のカーボンブラックと、
を配合してなるゴム組成物である。
＜２＞ 更に、（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（０質量部を超え２０．０質量部以下）｝となる範囲のプロセスオイルを配合してなる＜２＞に記載のゴム組成物である。
＜３＞ ジエン系ゴムが、天然ゴム、イソプレンゴム及びスチレンブタジエンゴムからなる群から選ばれる少なくとも一種である＜１＞または＜２＞に記載のゴム組成物。
＜４＞ 原料ゴム成分が原料ゴム成分全質量に対し５０質量％以上の天然ゴムを含む＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載のゴム組成物である。
＜５＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載のゴム組成物を含むクローラ用ゴム組成物である。
＜６＞ ＜５＞に記載のクローラ用ゴム組成物から得られるラグ部ゴムである。
＜７＞ ＜５＞に記載のクローラ用ゴム組成物から得られるゴムクローラである。
＜８＞ ＜６＞に記載のラグ部ゴムを備えたゴムクローラである。
本発明によれば、従来よりも多量の再生ゴムを配合した場合でも引張強度に優れ、かつ耐摩耗性に優れるゴムが得られるゴム組成物及びクローラ用ゴム組成物、並びに、引張強度に優れ、かつ耐摩耗性に優れるラグ部ゴム及びゴムクローラを提供することができる。
＜ゴム組成物＞
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴムを主成分とする未加硫の原料ゴム成分１００質量部と、原料ゴム成分１００質量部に対して１００質量部以上５００質量部以下の再生ゴムと、（原料ゴム成分１００質量部に対して１．５〜２．５質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜３．０質量部）｝となる範囲の加硫剤と、（原料ゴム成分１００質量部に対して１．０〜３．０質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜４．０質量部）｝となる範囲の酸化亜鉛と、（原料ゴム成分１００質量部に対して５０〜６０質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１０．０〜２０．０質量部）｝となる範囲のカーボンブラックと、を配合してなる。
本発明のゴム組成物は、更に、プロセスオイル、老化防止剤等の添加剤が配合されていてもよい。
本発明のゴム組成物が上記構成であることで、ゴム組成物を加硫して得られるゴムが引張強度に優れ、かつ耐摩耗性に優れる理由は定かではないが、次の理由によるものと推察される。
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴムを主成分とする未加硫の原料ゴム成分１００質量部と、原料ゴム成分１００質量部に対して１００質量部以上５００質量部以下の再生ゴムと、（原料ゴム成分１００質量部に対して１．５〜２．５質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜３．０質量部）｝となる範囲の加硫剤と、（原料ゴム成分１００質量部に対して１．０〜３．０質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜４．０質量部）｝となる範囲の酸化亜鉛と、（原料ゴム成分１００質量部に対して５０〜６０質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１０．０〜２０．０質量部）｝となる範囲のカーボンブラックと、を配合してなる。
本発明のゴム組成物は、更に、プロセスオイル、老化防止剤等の添加剤が配合されていてもよい。
本発明のゴム組成物が上記構成であることで、ゴム組成物を加硫して得られるゴムが引張強度に優れ、かつ耐摩耗性に優れる理由は定かではないが、次の理由によるものと推察される。
既述のように、新ゴムである未加硫の原料ゴム成分と、再生ゴムとを含む従来のゴム組成物は、再生ゴムの配合量が多いほど、得られるゴムの性能が低下する傾向にある。これは、未加硫の原料ゴム成分と、加硫済みである再生ゴムとを加硫剤等と共に混練して加硫しても、原料ゴム成分と再生ゴムとは、渾然一体とはなりにくく、分離し易いことから、ゴム組成物から得られるゴムの引張強度等の性能が低下すると考えられる。
ゴム組成物の加硫反応においては、再生ゴムが加硫剤を吸収し易く、原料ゴム成分に比べて再生ゴムの加硫反応が進み易いため、原料ゴム成分の加硫剤の吸収量と、再生ゴムの加硫剤の吸収量とに差が生じ易いと考えられる。その結果、ゴム成分のマトリックスの中で、より加硫が進み硬くなった再生ゴム由来の領域と、加硫があまり進んでいない原料ゴム成分由来の領域とで、界面が生じ易くなると考えられる。そのため、ゴム組成物を加硫して得たゴムに対して、外部から負荷をかけると、再生ゴム由来の領域と原料ゴム成分由来の領域との界面を境に分解ないし破断し易く、ゴムの引張強度等が低下すると考えられる。
ゴム組成物の加硫反応においては、再生ゴムが加硫剤を吸収し易く、原料ゴム成分に比べて再生ゴムの加硫反応が進み易いため、原料ゴム成分の加硫剤の吸収量と、再生ゴムの加硫剤の吸収量とに差が生じ易いと考えられる。その結果、ゴム成分のマトリックスの中で、より加硫が進み硬くなった再生ゴム由来の領域と、加硫があまり進んでいない原料ゴム成分由来の領域とで、界面が生じ易くなると考えられる。そのため、ゴム組成物を加硫して得たゴムに対して、外部から負荷をかけると、再生ゴム由来の領域と原料ゴム成分由来の領域との界面を境に分解ないし破断し易く、ゴムの引張強度等が低下すると考えられる。
従来、再生ゴムは、原料ゴム成分と共に添加する充填剤の一種として再生ゴムを添加していたため、未加硫の原料ゴムの加硫が十分に行えなかった。しかしながら、単に、加硫剤、加硫促進剤等を増加するのみではゴムの強度を十分に向上することができず、又は、加硫反応が進みすぎ、ゴムが脆くなった。
本発明では、理由は定かではないが、ゴム組成物を上記構成とすることで、加硫剤が再生ゴムに移行する前に、原料ゴム成分の加硫を進めることができ、原料ゴム成分の加硫剤の吸収量と、再生ゴムの加硫剤の吸収量との差を小さくすることができると考えられる。その結果、再生ゴム由来のゴムと、原料ゴム成分由来のゴムとが渾然一体に混合し、得られるゴムの引張強度が向上し、耐摩耗性にも優れるものとなると考えられる。
以下、本発明のゴム組成物の構成について、詳細に説明する。
本発明では、理由は定かではないが、ゴム組成物を上記構成とすることで、加硫剤が再生ゴムに移行する前に、原料ゴム成分の加硫を進めることができ、原料ゴム成分の加硫剤の吸収量と、再生ゴムの加硫剤の吸収量との差を小さくすることができると考えられる。その結果、再生ゴム由来のゴムと、原料ゴム成分由来のゴムとが渾然一体に混合し、得られるゴムの引張強度が向上し、耐摩耗性にも優れるものとなると考えられる。
以下、本発明のゴム組成物の構成について、詳細に説明する。
〔原料ゴム成分〕
原料ゴム成分は、ジエン系ゴムを主成分とする未加硫のゴム成分である。
再生ゴムとして入手し得るゴムは、一般に廃タイヤを原料とするものであるため、再生ゴムとの混合性の観点からジエン系を主成分とする。なお、主成分とは、原料ゴム成分の全質量に対し、７０質量％以上を占める成分をいい、原料ゴム成分は、原料ゴム成分の全質量に対し３０質量％以下を限度に、非ジエン系ゴムを含んでいてもよい。
原料ゴム成分は、ジエン系ゴムを主成分とする未加硫のゴム成分である。
再生ゴムとして入手し得るゴムは、一般に廃タイヤを原料とするものであるため、再生ゴムとの混合性の観点からジエン系を主成分とする。なお、主成分とは、原料ゴム成分の全質量に対し、７０質量％以上を占める成分をいい、原料ゴム成分は、原料ゴム成分の全質量に対し３０質量％以下を限度に、非ジエン系ゴムを含んでいてもよい。
ジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、（ハイシス）ブタジエンゴム［（ハイシス）ＢＲ］、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム又はこれらの混合物（例えば、天然ゴムとスチレンブタジエンゴムとの混合物）などが挙げられる。
非ジエン系ゴムとしては、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴムなどが挙げられる。
非ジエン系ゴムとしては、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴムなどが挙げられる。
原料ゴム成分は、ジエン系ゴムを８０質量％以上含むことが好ましく、９０質量％以上含むことがより好ましく、９５質量％以上含むことが更に好ましい。更に、ジエン系ゴム全質量に対し、天然ゴムの含有量が、５０質量％以上であることが好ましい。
〔再生ゴム〕
本発明で使用する再生ゴムは、市販の再生ゴムを使用することができる。再生ゴムとは、ＪＩＳ Ｋ６３１３−２０１２に規定された自動車用タイヤ、チューブ及びその他のゴム製品の使用済みのゴムなどを再生したもの並びにこれと同等の性状を有するものとする。なお、粉状のものは除く。また、脱硫処理が施された再生ゴムである。
再生ゴムの種類は、チューブ再生ゴム、タイヤ再生ゴム、その他の再生ゴムから選ばれるいずれでもよく、複数の種類を組合わせることもできる。これらの中でも、タイヤ再生ゴムが好ましい。
再生ゴムの製造方法としては特に限定されず、オイルパン法、リクレメーター法など、公知の方法を採用すればよい。
本発明で使用する再生ゴムは、市販の再生ゴムを使用することができる。再生ゴムとは、ＪＩＳ Ｋ６３１３−２０１２に規定された自動車用タイヤ、チューブ及びその他のゴム製品の使用済みのゴムなどを再生したもの並びにこれと同等の性状を有するものとする。なお、粉状のものは除く。また、脱硫処理が施された再生ゴムである。
再生ゴムの種類は、チューブ再生ゴム、タイヤ再生ゴム、その他の再生ゴムから選ばれるいずれでもよく、複数の種類を組合わせることもできる。これらの中でも、タイヤ再生ゴムが好ましい。
再生ゴムの製造方法としては特に限定されず、オイルパン法、リクレメーター法など、公知の方法を採用すればよい。
本発明において、再生ゴムは、原料ゴム成分１００質量部に対して１００質量部以上５００質量部以下となる範囲でゴム組成物に配合される。再生ゴムの配合量が原料ゴム成分１００質量部に対して１００質量部未満であると、得られるゴムの物性は低下しにくく、諸機能も維持し易いが、再生ゴムのリサイクル量として不十分であり、従来よりも多量の再生ゴムを使用したことにならない。再生ゴムの配合量が原料ゴム成分１００質量部に対して５００質量部を超えると、ゴムの物性が低下し、ゴムの諸機能を維持することができない。
再生ゴムの配合量は、再生ゴムのリサイクル量を多くする観点から、原料ゴム成分１００質量部に対して２００質量部以上とすることが好ましく、３００質量部以上とすることがより好ましく、４００質量部以上とすることが更に好ましい。
再生ゴムの配合量は、再生ゴムのリサイクル量を多くする観点から、原料ゴム成分１００質量部に対して２００質量部以上とすることが好ましく、３００質量部以上とすることがより好ましく、４００質量部以上とすることが更に好ましい。
〔加硫剤〕
加硫剤は、本発明のゴム組成物に、原料ゴム成分１００質量部に対して１．５〜２．５質量部となる基礎配合に対し、更に、｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜３．０質量部）｝となる範囲で追加配合される。
加硫剤の基礎配合量は、原料ゴム成分の加硫を十分に行う観点から、１．７〜２．３質量部であることが好ましい。
加硫剤の追加配合量は、耐摩耗性を向上する観点から、１．２〜３．０質量部であることが好ましい。
加硫剤は、硫黄、又は、硫黄を含有する化合物であれば、特に制限されない。
加硫剤は、本発明のゴム組成物に、原料ゴム成分１００質量部に対して１．５〜２．５質量部となる基礎配合に対し、更に、｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜３．０質量部）｝となる範囲で追加配合される。
加硫剤の基礎配合量は、原料ゴム成分の加硫を十分に行う観点から、１．７〜２．３質量部であることが好ましい。
加硫剤の追加配合量は、耐摩耗性を向上する観点から、１．２〜３．０質量部であることが好ましい。
加硫剤は、硫黄、又は、硫黄を含有する化合物であれば、特に制限されない。
〔酸化亜鉛〕
酸化亜鉛は、本発明のゴム組成物に、原料ゴム成分１００質量部に対して１．０〜３．０質量部となる基礎配合に対し、更に、｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜４．０質量部）｝となる範囲で追加配合される。
酸化亜鉛の基礎配合量は、原料ゴム成分の加硫を十分に行う観点から、２．０〜３．０質量部であることが好ましい。
酸化亜鉛の追加配合量は、原料ゴム成分の加硫を効率的に行ない、再生ゴムの加硫剤吸収量と、原料ゴム成分の加硫剤吸収量との差を小さくする観点から、１．２〜４．０質量部であることが好ましい。
酸化亜鉛は、本発明のゴム組成物に、原料ゴム成分１００質量部に対して１．０〜３．０質量部となる基礎配合に対し、更に、｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜４．０質量部）｝となる範囲で追加配合される。
酸化亜鉛の基礎配合量は、原料ゴム成分の加硫を十分に行う観点から、２．０〜３．０質量部であることが好ましい。
酸化亜鉛の追加配合量は、原料ゴム成分の加硫を効率的に行ない、再生ゴムの加硫剤吸収量と、原料ゴム成分の加硫剤吸収量との差を小さくする観点から、１．２〜４．０質量部であることが好ましい。
〔加硫促進剤〕
加硫促進剤は、本発明のゴム組成物に、原料ゴム成分１００質量部に対して０．４〜１．０質量部となる基礎配合に対し、更に、｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（０．１〜１．０質量部）｝となる範囲で追加配合されることが好ましい。
ゴム組成物の加硫時の作業性の観点から、加硫促進剤の基礎配合量は、原料ゴム成分１００質量部に対して０．４〜０．８質量部が好ましく、追加配合量は（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（０．４〜０．９質量部）｝であることが好ましい。
加硫促進剤は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｍ（２−メルカプトベンゾチアゾール）、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）、ＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）等のチアゾール系、あるいは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等を挙げることができる。
加硫促進剤は、本発明のゴム組成物に、原料ゴム成分１００質量部に対して０．４〜１．０質量部となる基礎配合に対し、更に、｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（０．１〜１．０質量部）｝となる範囲で追加配合されることが好ましい。
ゴム組成物の加硫時の作業性の観点から、加硫促進剤の基礎配合量は、原料ゴム成分１００質量部に対して０．４〜０．８質量部が好ましく、追加配合量は（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（０．４〜０．９質量部）｝であることが好ましい。
加硫促進剤は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｍ（２−メルカプトベンゾチアゾール）、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）、ＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）等のチアゾール系、あるいは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等を挙げることができる。
〔カーボンブラック〕
カーボンブラックは、本発明のゴム組成物に、原料ゴム成分１００質量部に対して５０〜６０質量部となる基礎配合に対し、更に、｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１０．０〜２０．０質量部）｝となる範囲で追加配合される。
カーボンブラックの基礎配合量は、原料ゴム成分の加硫を効率的に行ない、再生ゴムの加硫剤吸収量と、原料ゴム成分の加硫剤吸収量との差を小さくする観点から、５５〜６０質量部であることが好ましい。
カーボンブラックの追加配合量は、加硫ゴムの破断強度の観点から、１２．０〜２０．０質量部であることが好ましい。加硫ゴムの引き裂き強度の観点からは、１０．０〜１８．０質量部であることが好ましい。
カーボンブラックとしては、標準品種であるＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ（以上ゴム用ファーネス）、ＭＴカーボンブラック（熱分解カーボン）などを挙げることができる。
カーボンブラックは、本発明のゴム組成物に、原料ゴム成分１００質量部に対して５０〜６０質量部となる基礎配合に対し、更に、｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１０．０〜２０．０質量部）｝となる範囲で追加配合される。
カーボンブラックの基礎配合量は、原料ゴム成分の加硫を効率的に行ない、再生ゴムの加硫剤吸収量と、原料ゴム成分の加硫剤吸収量との差を小さくする観点から、５５〜６０質量部であることが好ましい。
カーボンブラックの追加配合量は、加硫ゴムの破断強度の観点から、１２．０〜２０．０質量部であることが好ましい。加硫ゴムの引き裂き強度の観点からは、１０．０〜１８．０質量部であることが好ましい。
カーボンブラックとしては、標準品種であるＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ（以上ゴム用ファーネス）、ＭＴカーボンブラック（熱分解カーボン）などを挙げることができる。
〔プロセスオイル〕
プロセスオイルは、本発明のゴム組成物に、更に、｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（０質量部を超え２０．０質量部以下）｝となる範囲で追加配合してもよい。
プロセスオイルが配合されることで、ゴム組成物を混練する際の作業性を向上することができる。
プロセスオイルの追加配合量は、ゴム組成物の混練時の作業性を向上しつつ、ゴムの可塑化を抑制する観点から、５．０〜１５．０質量部であることが好ましい。
プロセスオイルとしては、例えばパラフィン系、ナフテン系、アロマチック系のプロセスオイルを挙げることができる。
プロセスオイルは、本発明のゴム組成物に、更に、｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（０質量部を超え２０．０質量部以下）｝となる範囲で追加配合してもよい。
プロセスオイルが配合されることで、ゴム組成物を混練する際の作業性を向上することができる。
プロセスオイルの追加配合量は、ゴム組成物の混練時の作業性を向上しつつ、ゴムの可塑化を抑制する観点から、５．０〜１５．０質量部であることが好ましい。
プロセスオイルとしては、例えばパラフィン系、ナフテン系、アロマチック系のプロセスオイルを挙げることができる。
本発明のゴム組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、更に他の添加剤を含有させてもよい。かかる添加剤としては、通常、ゴムに含有されるものであれば特に制限は無いが、例えば、ステアリン酸などの脂肪酸；樹脂；老化防止剤；ワックス；加硫遅延剤（スコーチ防止剤）；シリカ；シリカカップリング剤；しゃく解剤；オゾン亀裂防止剤；抗酸化剤；クレー；炭酸カルシウム等が挙げられる。これらは、市販品を使用できる。添加剤の添加量は、本発明の目的が損なわれない範囲で当業者が適宜選択できる。
脂肪酸を使用する場合、その配合量は、原料ゴム成分１００質量部に対し、０．１〜５質量部が好ましく、０．５〜３質量部がより好ましい。
樹脂としては、ポリエステルポリオール樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ロジン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、脂肪・脂環族Ｃ５系石油樹脂、Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂、Ｃ９系石油樹脂、テルペン樹脂、並びにこれらの共重合体及び変性品などを挙げることができる。樹脂を使用する場合、その配合量は、原料ゴム成分１００質量部に対し、０．５〜２０質量部であることが好ましく、１〜１０質量部であることがより好ましい。
老化防止剤としては、公知の老化防止剤を選択し用いることができる。例えば、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（６Ｃ）やＮ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン（３Ｃ）、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合物（ＲＤ）などが挙げられる。老化防止剤を使用する場合、その配合量は、原料ゴム成分１００質量部に対し、０．５〜１０質量部が好ましい。
ワックスを使用する場合、その配合量は、原料ゴム成分１００質量部に対し、０．５〜１０質量部が好ましく、１〜５質量部がより好ましい。
＜ゴム組成物の製造方法＞
このように、本発明のゴム組成物は、既述の成分を混練することにより得られる。混練方法は、当業者が通常実施する方法に従えばよく、例えば、硫黄、加硫促進剤、及び酸化亜鉛以外の全成分（加硫遅延剤を用いる場合は、更に、加硫遅延剤を含む）を、バンバリーミキサー、ブラベンダー、ニーダー、高剪断型ミキサーなどを用いて１００〜２００℃で混練した後、硫黄、加硫促進剤、及び酸化亜鉛（必要に応じて、更に加硫遅延剤）を添加して、混練ロール機などで６０〜１３０℃で混練すればよい。
このように、本発明のゴム組成物は、既述の成分を混練することにより得られる。混練方法は、当業者が通常実施する方法に従えばよく、例えば、硫黄、加硫促進剤、及び酸化亜鉛以外の全成分（加硫遅延剤を用いる場合は、更に、加硫遅延剤を含む）を、バンバリーミキサー、ブラベンダー、ニーダー、高剪断型ミキサーなどを用いて１００〜２００℃で混練した後、硫黄、加硫促進剤、及び酸化亜鉛（必要に応じて、更に加硫遅延剤）を添加して、混練ロール機などで６０〜１３０℃で混練すればよい。
＜クローラ用ゴム組成物、ラグ部ゴム、及びゴムクローラ＞
本発明のゴム組成物は、加硫により得られるゴムが引張強度及び耐摩耗性に優れるため、クローラ用ゴム組成物に適している。
本発明のゴム組成物又はクローラ用ゴム組成物を加熱金型によって成形することにより、引張強度及び耐摩耗性に優れるゴムを得ることができ、加熱金型を変えることで、所望のゴムクローラ及びゴムクローラのラグ部ゴムを得ることができる。
本発明のゴム組成物は、加硫により得られるゴムが引張強度及び耐摩耗性に優れるため、クローラ用ゴム組成物に適している。
本発明のゴム組成物又はクローラ用ゴム組成物を加熱金型によって成形することにより、引張強度及び耐摩耗性に優れるゴムを得ることができ、加熱金型を変えることで、所望のゴムクローラ及びゴムクローラのラグ部ゴムを得ることができる。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。なお、各分析は以下の通りに行なった。
＜実施例１〜１１及び比較例１〜６＞
表１及び表２に示した配合（単位：質量部）で、硫黄及び加硫促進剤を除く各成分をバンバリーミキサーにて１５０℃で混練し、引き続き硫黄及び加硫促進剤を添加して混練することによりゴム組成物を得、該ゴム組成物を金型温度１５０℃で成形することによりゴムクローラを得た。
得られたゴム組成物の作業性及びゴムクローラの引張強度および耐摩耗性を以下のようにして測定し、結果を表１及び表２に示した。
なお、ゴムクローラの引張強度および耐摩耗性は、ゴム組成物を、ゴムクローラの製造条件と同じ金型温度１５０℃で成形することにより得た試験片を用いて評価した。
表１及び表２に示した配合（単位：質量部）で、硫黄及び加硫促進剤を除く各成分をバンバリーミキサーにて１５０℃で混練し、引き続き硫黄及び加硫促進剤を添加して混練することによりゴム組成物を得、該ゴム組成物を金型温度１５０℃で成形することによりゴムクローラを得た。
得られたゴム組成物の作業性及びゴムクローラの引張強度および耐摩耗性を以下のようにして測定し、結果を表１及び表２に示した。
なお、ゴムクローラの引張強度および耐摩耗性は、ゴム組成物を、ゴムクローラの製造条件と同じ金型温度１５０℃で成形することにより得た試験片を用いて評価した。
〔混練り作業性〕
ゴム組成物の混練時の様子を目し観察し、下記評価基準により評価した。
○：ゴム組成物がよくまとまり、バンバリーミキサーにへばりつく様子も見られなかった。
×：ゴム組成物がまとまらずに砕けて零れ落ちる様子、バンバリーミキサーにへばりつく様子、又はその両方の様子が見られた。
ゴム組成物の混練時の様子を目し観察し、下記評価基準により評価した。
○：ゴム組成物がよくまとまり、バンバリーミキサーにへばりつく様子も見られなかった。
×：ゴム組成物がまとまらずに砕けて零れ落ちる様子、バンバリーミキサーにへばりつく様子、又はその両方の様子が見られた。
〔引張強度（Ｔｂ、トラウザ引裂）〕
（Ｔｂ）
得られた試験片を、ダンベル状３号形のダンベル状試験片（ＪＩＳ Ｋ６２９９（２０１２））の形状に切り出した。得られたダンベル状試験片を、ＪＩＳ Ｋ６２５１（２０１０）に準じて、引張り試験装置を用いて、２５℃で、規定速度（５００±２５ｍｍ／ｍｉｎ）で破断するまで引っ張り、破断させるのに要した最大の引張り力を引張破断強度（Ｔｂ：Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｔ ｂｒｅａｋ）とした。表１及び表２には、比較例２の引張破談強度を１００％として指数表示した。指数値が大きいほど、引張破断強度が大きいことを示す。指数値は１２０％以上を許容範囲とし、１３０％以上であることが好ましい。
（Ｔｂ）
得られた試験片を、ダンベル状３号形のダンベル状試験片（ＪＩＳ Ｋ６２９９（２０１２））の形状に切り出した。得られたダンベル状試験片を、ＪＩＳ Ｋ６２５１（２０１０）に準じて、引張り試験装置を用いて、２５℃で、規定速度（５００±２５ｍｍ／ｍｉｎ）で破断するまで引っ張り、破断させるのに要した最大の引張り力を引張破断強度（Ｔｂ：Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｔ ｂｒｅａｋ）とした。表１及び表２には、比較例２の引張破談強度を１００％として指数表示した。指数値が大きいほど、引張破断強度が大きいことを示す。指数値は１２０％以上を許容範囲とし、１３０％以上であることが好ましい。
（トラウザ引裂）
トラウザ形引裂き試験［ＪＩＳ Ｋ６２５２（１９９３）］に準拠して、試験片を厚さ２ｍｍのトラウザ型試験片に切り出し、２５℃で引裂き力を測定した。比較例２の引裂き力を１００％として指数表示した。指数値が大きいほど、引き裂きにくいことを示す。指数値は９０％以上を許容範囲とする。
トラウザ形引裂き試験［ＪＩＳ Ｋ６２５２（１９９３）］に準拠して、試験片を厚さ２ｍｍのトラウザ型試験片に切り出し、２５℃で引裂き力を測定した。比較例２の引裂き力を１００％として指数表示した。指数値が大きいほど、引き裂きにくいことを示す。指数値は９０％以上を許容範囲とする。
〔耐摩耗性（製品摩耗速度）〕
ランボーン型摩耗試験機を使用して、２５℃における試験片の製品摩耗速度〔ｍｍ／１００ｈｒ〕を測定した。製品摩耗速度が比較例２の製品摩耗速度より小さいほど、摩耗しにくいことを表し、耐摩耗性に優れることを示す。製品摩耗速度は２．５以下を許容範囲とする。
ランボーン型摩耗試験機を使用して、２５℃における試験片の製品摩耗速度〔ｍｍ／１００ｈｒ〕を測定した。製品摩耗速度が比較例２の製品摩耗速度より小さいほど、摩耗しにくいことを表し、耐摩耗性に優れることを示す。製品摩耗速度は２．５以下を許容範囲とする。
表１及び表２の各成分の詳細は次のとおりである。
１）天然ゴム：グレード；ＴＳＲ２０号
２）ＳＢＲ１５００：ＴＡＩＰＯＬ１５００Ｅ（商品名）、スチレンブタジエンゴム、ＴＳＲＣ社製
３）再生ゴム：タイヤ再生ゴム、村岡ゴム工業株式会社製
４）カーボンブラック：旭♯７０（商品名）、旭カーボン株式会社製
５）ステアリン酸：ＰＡＬＭＡＣ１６００（商品名）、ＡＣＩＤＣＨＥＭ社製
６）ワックス：パラフィンワックス１３５（商品名）、日本精鑞株式会社製
７）老化防止剤 ＲＤ：「ノクラック（登録商標）２２４」（商品名）、大内新興化学工業株式会社製
８）老化防止剤 ６Ｃ：「ＡＮＴＩＧＥＮＥ（登録商標）６Ｃ」（商品名）、住友化学株式会社製
９）オイル：「コウモレックス（登録商標）ＮＨ−６０Ｔ」（商品名）、新日本石油株式会社製
１０）普通硫黄（加硫剤）：Ｓｕｌｆａｘ５（商品名）、鶴見化学工業株式会社製
１１）加硫促進剤 ＤＰＧ：「ノクセラー（登録商標）Ｄ」（商品名）、１，３−ジフェニルグアニジン、大内新興化学工業株式会社製
１２）加硫促進剤 ＣＺ：「ノクセラー（登録商標）ＣＺ−Ｇ」（商品名）、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式会社製
１３）酸化亜鉛：「銀嶺（登録商標）ＳＲ」（商品名）、東邦亜鉛株式会社製
１４）加硫遅延剤 ＰＶＩ：モンサント製、サントガードＰＶＩ（Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミド）
１）天然ゴム：グレード；ＴＳＲ２０号
２）ＳＢＲ１５００：ＴＡＩＰＯＬ１５００Ｅ（商品名）、スチレンブタジエンゴム、ＴＳＲＣ社製
３）再生ゴム：タイヤ再生ゴム、村岡ゴム工業株式会社製
４）カーボンブラック：旭♯７０（商品名）、旭カーボン株式会社製
５）ステアリン酸：ＰＡＬＭＡＣ１６００（商品名）、ＡＣＩＤＣＨＥＭ社製
６）ワックス：パラフィンワックス１３５（商品名）、日本精鑞株式会社製
７）老化防止剤 ＲＤ：「ノクラック（登録商標）２２４」（商品名）、大内新興化学工業株式会社製
８）老化防止剤 ６Ｃ：「ＡＮＴＩＧＥＮＥ（登録商標）６Ｃ」（商品名）、住友化学株式会社製
９）オイル：「コウモレックス（登録商標）ＮＨ−６０Ｔ」（商品名）、新日本石油株式会社製
１０）普通硫黄（加硫剤）：Ｓｕｌｆａｘ５（商品名）、鶴見化学工業株式会社製
１１）加硫促進剤 ＤＰＧ：「ノクセラー（登録商標）Ｄ」（商品名）、１，３−ジフェニルグアニジン、大内新興化学工業株式会社製
１２）加硫促進剤 ＣＺ：「ノクセラー（登録商標）ＣＺ−Ｇ」（商品名）、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式会社製
１３）酸化亜鉛：「銀嶺（登録商標）ＳＲ」（商品名）、東邦亜鉛株式会社製
１４）加硫遅延剤 ＰＶＩ：モンサント製、サントガードＰＶＩ（Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミド）
表１及び表２からわかるように、実施例では、従来よりも多くの再生ゴムが配合されていても、引張強度及び耐摩耗性に優れた。実施例８のように、原料ゴム１００質量部の５倍となる量を配合しても、引張強度及び耐摩耗性に優れた。
一方、比較例１及び２からわかるように、再生ゴムを多く含んでも、従来のゴム組成物のような成分構成であると、十分な破断強度が得られなかった。比較例３〜５からわかるように、カーボンブラック、加硫剤、及び加硫促進剤を本発明の範囲内で配合しても、それのみでは、耐摩耗性を向上することができなかった。比較例６のように再生ゴムの配合量が多すぎると、ゴム組成物の混練中にゴム組成物がバンバリーミキサーに張り付き、十分な混練をすることができず、作業性が低下し、更には、十分な引張強度が摩耗し易かった。
一方、比較例１及び２からわかるように、再生ゴムを多く含んでも、従来のゴム組成物のような成分構成であると、十分な破断強度が得られなかった。比較例３〜５からわかるように、カーボンブラック、加硫剤、及び加硫促進剤を本発明の範囲内で配合しても、それのみでは、耐摩耗性を向上することができなかった。比較例６のように再生ゴムの配合量が多すぎると、ゴム組成物の混練中にゴム組成物がバンバリーミキサーに張り付き、十分な混練をすることができず、作業性が低下し、更には、十分な引張強度が摩耗し易かった。
本発明のゴム組成物は、ゴムクローラ及びゴムクローラのラグ部ゴム用途に利用可能である。かかるゴムクローラ又はラグ部ゴムを備えたゴムクローラは、農業機械用、建設機械用又は土木作業機械用に利用可能である。
Claims (8)
- ジエン系ゴムを主成分とする未加硫の原料ゴム成分１００質量部と、
原料ゴム成分１００質量部に対して１００質量部以上５００質量部以下の再生ゴムと、
（原料ゴム成分１００質量部に対して１．５〜２．５質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜３．０質量部）｝となる範囲の加硫剤と、
（原料ゴム成分１００質量部に対して１．０〜３．０質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１．０〜４．０質量部）｝となる範囲の酸化亜鉛と、
（原料ゴム成分１００質量部に対して５０〜６０質量部）＋｛（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（１０．０〜２０．０質量部）｝となる範囲のカーボンブラックと、
を配合してなるゴム組成物。 - 更に、（再生ゴム配合量〔質量部〕／２００）×（０質量部を超え２０．０質量部以下）となる範囲のプロセスオイルを配合してなる請求項１に記載のゴム組成物。
- ジエン系ゴムが、天然ゴム、イソプレンゴム及びスチレンブタジエンゴムからなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１または２に記載のゴム組成物。
- 原料ゴム成分が原料ゴム成分全質量に対し５０質量％以上の天然ゴムを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴム組成物を含むクローラ用ゴム組成物。
- 請求項５に記載のクローラ用ゴム組成物から得られるラグ部ゴム。
- 請求項５に記載のクローラ用ゴム組成物から得られるゴムクローラ。
- 請求項６に記載のラグ部ゴムを備えたゴムクローラ。
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