JP2022531666A - 導電性トレッドチムニーコンパウンド - Google Patents

導電性トレッドチムニーコンパウンド Download PDF

Info

Publication number
JP2022531666A
JP2022531666A JP2021564988A JP2021564988A JP2022531666A JP 2022531666 A JP2022531666 A JP 2022531666A JP 2021564988 A JP2021564988 A JP 2021564988A JP 2021564988 A JP2021564988 A JP 2021564988A JP 2022531666 A JP2022531666 A JP 2022531666A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rubber composition
rubber
composition according
tire
phr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021564988A
Other languages
English (en)
Inventor
ミコライチャック、ジェイコブ、エイ.
スナイダー、マシュー、エス.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cooper Tire and Rubber Co
Original Assignee
Cooper Tire and Rubber Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cooper Tire and Rubber Co filed Critical Cooper Tire and Rubber Co
Publication of JP2022531666A publication Critical patent/JP2022531666A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00Compositions of natural rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00Compositions of unspecified rubbers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • B60C19/08Electric-charge-dissipating arrangements
    • B60C19/082Electric-charge-dissipating arrangements comprising a conductive tread insert
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/12Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L13/00Compositions of rubbers containing carboxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L15/00Compositions of rubber derivatives
    • C08L15/02Rubber derivatives containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/02Copolymers with acrylonitrile
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/019Specific properties of additives the composition being defined by the absence of a certain additive
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

タイヤトレッドチムニー部材(101)用のゴム組成物は、硫黄加硫性エラストマーと、導電性ポリマーとを含む。本ゴム組成物は、導電性カーボンブラックが存在しないことによってさらに限定される。硫黄加硫性エラストマーは、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。硫黄加硫性エラストマーおよび導電性ポリマーは、実質的に均一に混合される。タイヤ(100)において、硬化時に、タイヤトレッドチムニー部材(101)は、作動中にタイヤ(100)から地面への静電気の散逸経路を提供する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2019年5月7日に出願された米国仮特許出願第62/844,168号の利益を主張するものである。上記出願の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、タイヤ用ゴム組成物に関し、より具体的には、タイヤのトレッドチムニー部材として使用するための導電性ゴム組成物に関する。
現代のタイヤ産業は極めて競争が激しい。典型的には、消費者は、タイヤを選択する際に、燃費、乾湿トラクション、およびトレッド摩耗などの性能因子を慎重に考慮する。これらの性能因子の強化は、業界における多くの工学的努力および技術的調査の源になりつつある。
関連車両の燃費を向上させるために、タイヤトレッドは通常、タイヤ自体の転がり抵抗を低減するように調合または配合される。
転がり抵抗を低減するために、トレッドゴム調合物の材料は、得られるタイヤトレッドのヒステリシス特性を最小にするように選択されなければならない。トレッドゴムのヒステリシス特性を調整するための1つの知られる配合戦略は、相当量の補強カーボンブラック充填剤を、典型的には硫黄含有シラン添加剤を介してゴムに共有結合した沈降シリカ充填剤で置き換えることである。
残念なことに、ゴム補強カーボンブラックの大幅な削減は、特に、ゴム補強カーボンブラック含量がゴムのパーコレーション点として知られているものを下回るため、通常、望ましくない導電性をもたらす。導電率と接地のこの差異は、同様に、タイヤに望ましくない静電気の蓄積をもたらす可能性がある。
十分な電気接地を提供するために、トレッド「チムニー」をタイヤトレッドに挿入することも知られている。チムニーは、典型的には、半径方向に延在するゴム要素の形態で設けられ、トレッドベースゴム層から被覆トレッドキャップゴム層まで延在し、トレッドの外面で露出する。チムニーは、タイヤからの静電気用の散逸経路を提供するように、周囲のトレッドおよび他のゴムタイヤ部材と比べてより高い導電率を有するように配合され、作動中に接地する。
従来のトレッドチムニー要素の配合は、特殊な高導電性カーボンブラックの使用を伴ってきた。しかし、これらの種類のカーボンブラックは、特にタイヤ産業において他の点で一般的な補強カーボンブラックと比較して相対的に高価である。また、高導電性カーボンブラックは、特殊なカーボンブラックのための個々のバッグを生産および保管するための製造設備を必要とするため、製造および取り扱いの理由からも望ましくない。そのようなバッグはまた、従来のゴムまたはBANBURY(登録商標)ミキサーに追加するのに扱いにくい。さらに、既知の高導電性カーボンブラックは、ほとんどのゴムコンパウンド内に分散することが困難であり、それらの使用は、バッチ間でかなりの配合差異をもたらし得る。
静電気および接地用の散逸経路を提供するのに十分な導電性を有するトレッドチムニー用のゴム組成物が引き続き必要である。好ましくは、ゴム組成物は、高導電性カーボンブラックを使用せずに調合されてもよい。
本開示と一致して、静電気および接地用の散逸経路を提供するのに十分な導電性を有し、高導電性カーボンブラックを使用せずに調合されるトレッドチムニー用のゴム組成物が意外にも発見された。
一実施形態において、タイヤトレッドチムニー部材用のゴム組成物は、硫黄加硫性エラストマーおよび導電性ポリマーを含む。本ゴム組成物は、導電性カーボンブラックが存在しないことによってさらに限定される。硫黄加硫性エラストマーは、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。硫黄加硫性エラストマーおよび導電性ポリマーは、実質的に均一に混合される。本タイヤでは、タイヤトレッドチムニー部材は、作動中にタイヤから地面への静電気の散逸経路を提供する。
例示的な実施形態では、タイヤチムニー部材用のゴム組成物は、タイヤの他のゴム部材、特にタイヤ転がり抵抗を最小限にするように調合または配合されたトレッドキャップゴムと比較して高い導電性を示す。配合戦略の本質は、コンパウンドにおけるカルボキシル化ニトリルゴム(CNR)の使用である。適切なCNRの非限定的な例は、NIPOL(登録商標)NX775ポリマー、低温重合ブタジエン-アクリロニトリル-カルボン酸ターポリマーである。導電性トレッドコンパウンドは、所望する導電性レベルを提供するために、導電性カーボンブラックの代わりにCNRポリマーを使用する。より具体的には、コンパウンド調合物は、0phr~60phrのNIPOL(登録商標)NX775ポリマー、30phr~60phrの補強カーボンブラックを含有し、導電性カーボンブラックを含有しない。
上記ならびに本開示の他の利点は、特に、以下に記載される図面に照らして考慮される場合、以下の詳細な説明から当業者に容易に明らかになるであろう。
タイヤ内のタイヤチムニー部材の例示的な位置を示すタイヤの断面側面図であり、タイヤチムニー部材は本開示の一実施形態に従うゴム組成物を含有する。
本開示の様々な実施形態に従って調製された様々なゴム組成物の実験試験に関連するコンパウンド抵抗試験結果を示すチャートである。
以下の詳細な説明および添付の図面は、組成物の様々な実施形態を説明および例示する。説明および図面は、当業者が組成物を製造および使用することを可能にするのに役立ち、いかなる方法でも組成物の範囲を限定することを意図しない。開示方法に関して、提示されたステップは本質的に例示的なものであり、したがって、別段の開示がない限り、ステップの順序は必要でも重要でもない。
本明細書で使用される場合、「phr」または「PHR」という用語は、ゴム組成物における全てのゴムまたはエラストマー100重量部当たりの材料または成分の重量部を示すものとして定義される。「ゴム」および「エラストマー」という用語は、別段の指示がない限り、同義で使用され得る。「加硫」および「硬化」という用語はまた、別段の指示がない限り、「未加硫」および「未硬化」と同様に、同義で使用され得る。
本開示は、例えば図1に示すように、タイヤ100のチムニー部材101に使用するためのゴム組成物を含む。静電気は車両によって生成され得、電流(図1に矢印で示す)は、タイヤリム(図示せず)からリムクッション102、ビードパッケージ104、およびプライコート106に伝達することを理解されたい。特に、静電気電流は、リムクッション102からプライコート106に流れ、次いでプライコート106からベルトパッケージ108に流れ得る。ベルトパッケージ108から、静電気電流は、オーバーラップ110に流れ得る。チムニー部材101は、タイヤトレッドキャップ112のクラウンで露出し、タイヤトレッドキャップ112およびトレッドベース114を通ってオーバーラップ110まで延在する。したがって、チムニー部材101は、静電気の流れまたは電流がタイヤトレッドから地面に伝わることを可能にする。
チムニー部材101は、一般に、タイヤトレッド112、114の幅に沿って横方向に中心に配置され、タイヤトレッド112、114のクラウン領域内にある、ゴムの放射状薄片であるように示され、同様に、本明細書では、「トレッドチムニー部材」として記載され得るが、当業者は、本開示の範囲でチムニー部材101の他の適切な寸法、形状、および位置を選択することができる。
トレッドチムニー部材101用のゴム組成物は、ある量の硫黄加硫性エラストマーと、ある量の導電性ポリマーとを有する。導電性ポリマーはまた、硫黄加硫性であってもよいが、そうでなければ、ゴム組成物中の全てのゴムまたはエラストマーの残りを形成する硫黄加硫性エラストマーよりも著しく大きい導電率を有することを理解されたい。
重要なことに、本開示のゴム組成物は、導電性カーボンブラックが存在しないことによってさらに限定される。本明細書で使用される場合、「導電性カーボンブラック」という用語は、例えば、Nの接頭辞の後に3桁の数字が続くASTM D1765名称の下で分類される標準的なゴム補強カーボンブラックの種類よりも高い導電率を有する任意のカーボンブラックを意味すると定義される。適切な導電性カーボンブラックの非限定的な例には、アセチレンカーボンブラックおよびオランダアメルスフォールトのAkzo Nobel Chemicals B.V.から市販されているKETJENBLACK(登録商標)カーボンブラックが含まれる。
ゴム組成物に使用される硫黄加硫性エラストマーは、硬化ゴム組成物に所望の性能特性を付与するように選択された任意の適切なポリマーであってもよい。そのような特性は、所望のトレッド摩耗、乾湿トラクション、ヒステリシス、靭性、および引裂抵抗の特性を含むことができる。例えば、硫黄加硫性エラストマーは、天然ゴム、4~12個の炭素原子、好ましくは4~6個の炭素原子を有する1つ以上の共役ジエンから製造されるポリマー、例えばブタジエン、イソプレンなど、4~12個の炭素原子を有する共役ジエンとスチレン、アルファ-メチルスチレン、ビニルピリジンなどの8~12個の炭素原子を有するビニル置換芳香族とから製造されるスチレンブタジエンポリマー、クロロプレンから製造されたポリマーおよびコポリマー、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマーなどの各種ハロゲン含有ポリマー、アクリル酸アルキルのポリマーおよびコポリマーを含むアクリルゴム、各種ニトリルゴム、ならびにそれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。最も特定の実施形態では、エラストマーは、天然ゴムおよび高シスポリブタジエンゴムの形態であってもよい。天然ゴムは、加工において望ましいレベルのタックおよび生強度を提供することができ、ポリブタジエンゴムは、例えば、望ましいレベルのヒステリシスおよびトレッド耐摩耗性を提供することができる。当業者は、例えば、意図される用途または性能要件に基づいて、本開示の範囲内で他の適切なエラストマーおよびそれらの組み合わせを選択することができる。
ゴム組成物の硫黄加硫性エラストマーは、0phr~70phr、より具体的には40phr~60phr、最も具体的には約50phrの量で存在してもよい。必要に応じて、ゴム組成物における硫黄加硫性エラストマーの他の適切な濃度も選択することができる。
意外にも、特定のポリマーは、導電性カーボンブラックよりも高い電気抵抗を有し得るが、導電性カーボンブラックを使用せずに、最終硬化コンパウンドで依然として所望の導電性を達成できることが見出された。トレッドチムニー部材101で必要なレベルの電気抵抗は、タイヤ100の他の材料およびゴムコンパウンドに依存すると考えられるが、導電性カーボンブラックを利用する既知のコンパウンドは、ASTM D991標準試験方法の下でコンパウンド電気抵抗を150Ω-cm未満に低減することが見出されており、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
試験を通して、本開示のゴム組成物は、トレッドチムニー部材101において有効であるためには、約500Ω-cm未満の電気抵抗を有さなければならないことが見出された。特に、本開示のゴム組成物に使用される導電性ポリマーは、ASTM D991標準試験法の下で130Ω-cm未満、より具体的には120Ω-cm未満、最も具体的には110Ω-cm未満の硬化ゴム組成物の電気抵抗率を提供するように構成されることを理解されたい。
1つの非限定的な例として、導電性ポリマーは、1.0×10Ωの静電気散逸範囲を下回る電気特性を有する。さらに、ゴム組成物の導電性ポリマーは、カルボキシル化ニトリルゴム(CNR)およびエピクロルヒドリンエラストマー(ECO)の少なくとも一方を含んでもよい。適切なCNRの非限定的な例は、NIPOL(登録商標)NX775ポリマー、低温重合ブタジエン-アクリロニトリル-カルボン酸ターポリマーである。NIPOL(登録商標)NX775ポリマーは、0.067ephr~0.099ephrのカルボキシル含量および25パーセント~28.5パーセントの結合アクリロニトリル(ACN)含量を有するカルボキシル化ニトリルブタジエンである。
適切なECOの別の非限定的な例は、HYDRIN(登録商標)T3108ポリマーである。HYDRIN(登録商標)T3108ポリマーは、18.1~20.1パーセントの塩素含量を有するエチレンオキシド/エピクロロヒドリン/アリルグリシジルエーテルターポリマーである。
NIPOL(登録商標)NX775ポリマーおよびHYDRIN(登録商標)T3108ポリマーの各々は、日本の東京にあるZeon Chemical L.P.から市販されている。しかしながら、当業者は、本開示の範囲内で、他の適切な導電性ポリマー、およびそれらの組み合わせも選択することができる。
導電性ポリマーは、ゴム組成物中に0phr~70phr、より具体的には40phr~60phr、最も具体的には約50phrの量で存在してもよい。必要に応じて、ゴム組成物における導電性ポリマーの他の適切な濃度も選択することができる。
本開示のゴム組成物は導電性カーボンブラックを含有しないが、他のグレードの従来の補強カーボンブラックを使用してもよいことを理解されたい。全てのカーボンブラックは、本質的に少なくともある程度まで導電性であるが、従来の補強カーボンブラックは、本明細書で提供される「導電性カーボンブラック」の定義から明確に除外される。適切な分類グレードの補強カーボンブラックとしては、非限定的な例として、N234、N330、N550、およびN660を挙げることができる。これらの補強カーボンブラックは、十分に「導電性」があるとはいえない。さらに、これらの補強カーボンブラックは一般的にほとんどのタイヤ製造設備においてバルク形態で見られるため、本明細書に開示されるゴム組成物に使用することができる。
最も特定の実施形態では、N234カーボンブラックの使用は、ゴム組成物がタイヤトレッドのチムニー部材101として使用される場合、十分な補強およびトレッド摩耗の両方を提供し得ることが見出された。N234カーボンブラックはまた、同様に高表面積カーボンブラックと配合される周囲の典型的なトレッドコンパウンドと同様の色も提供する。N234カーボンブラックは特に効果的であり得るが、本開示の範囲内で、他の適切な補強カーボンブラックの種類も使用することができる。
補強カーボンブラックは、ゴム組成物中に0phr~90phr、より具体的には50phr~70phr、最も具体的には約60phrの量で存在してもよい。必要に応じて、ゴム組成物における補強カーボンブラックの他の適切な濃度も選択することができる。
ゴム組成物の導電性を促進するために、ゴム組成物は、非限定的な例として、植物油などの極性可塑剤をさらに含んでもよい。植物油は、ゴム組成物全体の導電性を高めるように構成される。特定の理論に束縛されるものではないが、植物油は、配合および加硫された最終的なゴム組成物の導電性ポリマーおよびカーボンブラック構造体内のギャップを架橋し、それによって導電性を高めることができると考えられる。非限定的な例として、適切な植物油は、高オレイン大豆油を含み得る。植物油は、例えば、0phr~30phr、より具体的には約10phr~20phr、最も具体的には約15phrの量で存在し得る。他の適切な種類の植物油およびゴム調合物における植物油の濃度もまた、本開示の範囲内で当業者によって使用され得る。
本開示のゴム組成物は、硫黄加硫性エラストマーおよび導電性ポリマーを一般的に使用される各種添加材料と混合するなど、ゴム配合分野で知られる各種方法によって配合することができる。例えば、添加材料は、硫黄、活性剤、遅延剤および促進剤などの硬化助剤、油などの加工添加剤、樹脂、例えば粘着付与樹脂、可塑剤、非炭素充填剤、顔料、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、酸化防止剤およびオゾン劣化防止剤、しゃく解剤、ならびに上述の補強カーボンブラックなどの補強材料などを含むことができる。シリカは、この材料がゴム組成物の電気伝導率に及ぼし得る望ましくない影響のために、本開示のゴム組成物に使用され得ないことを理解されたい。しかしながら、必要に応じて、ゴム組成物用の他の適切な添加剤も使用され得る。ゴム組成物の使用目的に応じて、一般的な添加剤が選択され、本ゴム組成物において従来の量で使用される。
硫黄加硫性エラストマー、導電性ポリマー、補強カーボンブラックおよび添加材料は、例えば、押出または成形作業の前の従来の混合作業によって、ゴム組成物全体に実質的に均一に分布する。硫黄加硫性エラストマーおよび導電性ポリマーの実質的に均一な分布は、完全な混合作業によって促進され得ること、およびそのような混合作業を実施する能力は当業者にはあることを理解されたい。
本開示はまた、ゴム組成物を含む物品も含む。ゴム組成物は、所望の形状に押出し、成形、または他の方法で形成され、熱および圧力の少なくとも一方を加えることによって硬化され得ることを理解されたい。最も特定の例では、本明細書でも上述したように、ゴム組成物は、タイヤトレッドのトレッドチムニー部材101に使用することができる。
上記で確立されたように、チムニー部材101は、図1ではタイヤトレッド112、114の中心線の領域に単一の部材として示されているが、チムニー部材101はトレッドの他の接地係合領域に配置されてもよく、複数のチムニー部材101が設けられてもよいことを理解されたい。さらに、ゴム組成物は、サイドウォール部材または他のタイヤ部材の少なくとも一部に使用されてもよく、ゴム組成物は、タイヤ100の外面への導電経路を提供することを理解されたい。チムニーの領域を位置付け、チムニー部材101の数を選択し、ゴム組成物を他のタイヤ部材に使用する能力は、当業者にはある。
以下の例は、本発明を例示する目的で提示されており、本発明を限定するものではない。
実験
本開示のゴム組成物は、従来の2パスゴム混合技術による試験用に実験室サイズのゴム混合機で調製された。本ゴム組成物を選択して、ゴム組成物の物理化学的特性に及ぼす材料の一般的影響を評価した。これらの実験用ゴム組成物(B~D)の配合を、導電性カーボンブラックなし(対照)および導電性カーボンブラックあり(A)の両比較対照とともに、以下の表1に示す。
Figure 2022531666000002
この系列では、対照コンパウンドは、導電性カーボンブラックも導電性エラストマーも含有しなかった。コンパウンドAは、導電性カーボンブラック(この場合はアセチレンブラック)を含有し、したがって、既知のトレッドチムニーコンパウンドに近づけるために使用された。コンパウンドBは、導電性カーボンブラックを含有せず、代わりに天然ゴムの一部を置き換える導電性エラストマー(NIPOL(登録商標)NX775)を含有した。コンパウンドCも、導電性エラストマー(NIPOL(登録商標)NX775)を含有したが、より高い濃度であり、また導電性カーボンブラックを含有しなかった。コンパウンドDは、導電性カーボンブラックを含まず、代わりに別の導電性エラストマー(HYDRIN(登録商標)T3108)を含有した。
表1に示すゴム組成物を、標準的な加硫技術を用いて硬化させ、様々な加工特性および物理化学的特性について試験した。選択試験結果を以下の表2に示す。
Figure 2022531666000003
表2の試験結果に基づいて、導電性エラストマーを含有し、かつ導電性カーボンブラックを含有しないコンパウンドCは、従来のトレッドチムニーコンパウンドを導電性カーボンブラックに近づけるために使用されたコンパウンドAと比較して同様の導電性および硬化物理特性を有することが観察された。コンパウンドDはまた、コンパウンドAと比較して優れた導電性および同様の硬化物理特性を有することも観察された。
例示的なチムニー調合物はまた、従来のゴム混合技術による試験用に実験室サイズのゴム混合機で調製された。本ゴム組成物は、既存のタイヤトレッドチムニーコンパウンドに基づくものであり、比較目的で調製されて、タイヤのチムニー部材に使用することを意図したゴム組成物の物理化学的特性に及ぼす材料の特定の影響を評価した。これらのゴム組成物(I~IV)を以下の表3に示す。
Figure 2022531666000004
この系列では、コンパウンドI~IVの各々は導電性エラストマーを含有したが、他の点では導電性カーボンブラックを有しなかった。コンパウンドIおよびIIは、添加されるポリブタジエンの量を変えて調製され、コンパウンドIIは、トレッド摩耗特性をさらに高める目的で、コンパウンドIよりも5phr多いポリブタジエンを有する。コンパウンドIIIおよびIVは、ポリブタジエンの量を変えて調製され、コンパウンドIVは、トレッド摩耗特性をさらに高める目的で、コンパウンドIIIよりも5phr多いポリブタジエンを有する。コンパウンドIIIおよびIVは、トレッド摩耗および導電特性をさらに高める目的で植物油を用いて調製された。
表3に示すゴム組成物を、標準的な加硫技術を用いて硬化させ、様々な加工特性および物理化学的特性について試験した。より具体的には、コンパウンドI~IVの各々は、ポリブタジエンおよび導電性エラストマーの濃度にかかわらず、ASTM D991標準試験法の下で130Ω-cm未満の体積抵抗率を有することが示された。
表3に示すコンパウンドIIおよびIVは、ASTM F1971標準試験法の下で試験され、その全開示は参照により本明細書に組み込まれる。結果を以下の表4に示す。結果はまた、図2にグラフで示される。
Figure 2022531666000005
表4に示すように、コンパウンドIIおよびIVは、ASTM F1971によって定義される試験下で1.0×10E 8Ω未満の電気抵抗率を有することが示される。これは、導電性カーボンブラックを含有する既知のチムニートレッドコンパウンドと比較して地面への放電に十分な経路を提供すると考えられる。
有利なことに、本開示のトレッドチムニー組成物は、全て高導電性カーボンブラックを使用せずに調合される間に、タイヤ作動における静電気および接地用の散逸経路を提供するのに十分な導電性を有することが見出された。本開示のトレッドチムニー組成物は、高導電性カーボンブラックの従来の使用に関連するコスト、製造、取り扱い、および加工の問題をさらに回避する。
本発明を例示する目的で特定の代表的な実施形態および詳細を示したが、以下の添付の特許請求の範囲にさらに記載される本開示の範囲から逸脱することなく様々な変更がなされ得ることは当業者には明らかであろう。

Claims (20)

  1. タイヤ部材用のゴム組成物であって、
    天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される硫黄加硫性エラストマーと、
    導電性ポリマーと、を含み、前記硫黄加硫性エラストマーおよび前記導電性ポリマーが、実質的に均一に混合され、
    導電性カーボンブラックが存在しない、前記ゴム組成物。
  2. 前記導電性ポリマーが、カルボキシル化ニトリルゴムおよびエピクロロヒドリンエラストマーのうちの一方である、請求項1に記載のゴム組成物。
  3. 前記導電性ポリマーが、カルボキシル化ニトリルゴムである、請求項1に記載のゴム組成物。
  4. 前記カルボキシル化ニトリルゴムが、ブタジエン-アクリロニトリル-カルボン酸ターポリマーである、請求項3に記載のゴム組成物。
  5. 前記カルボキシル化ニトリルゴムが、25パーセント~28.5パーセントの結合アクリロニトリル含量を有する、請求項3に記載のゴム組成物。
  6. 前記ゴム組成物が、硬化時に、ASTM D991標準試験法の下で130Ω-cm未満の体積抵抗率を有する、請求項1に記載のゴム組成物。
  7. 前記ゴム組成物が、硬化時に、ASTM D991標準試験法の下で110Ω-cm未満の体積抵抗率を有する、請求項6に記載のゴム組成物。
  8. 前記硫黄加硫性エラストマーが、0phr~70phrの量で存在する、請求項1に記載のゴム組成物。
  9. 前記導電性ポリマーが、0phr~70phrの量で存在する、請求項1に記載のゴム組成物。
  10. 前記導電性ポリマーが、40phr~60phrの量で存在する、請求項1に記載のゴム組成物。
  11. 補強カーボンブラックをさらに含む、請求項1に記載のゴム組成物。
  12. 前記補強カーボンブラックが、N234グレードのカーボンブラックを含む、請求項11に記載のゴム組成物。
  13. 前記補強カーボンブラックが、0phr~90phrの量で存在する、請求項11に記載のゴム組成物。
  14. 植物油をさらに含む、請求項1に記載のゴム組成物。
  15. 前記植物油が、0phr~30phrの量で存在する、請求項14に記載のゴム組成物。
  16. 前記植物油が、高オレイン大豆油である、請求項14に記載のゴム組成物。
  17. 請求項1に記載のゴム組成物で作製されたタイヤトレッドチムニー部材。
  18. タイヤの内部から前記タイヤの外表面までの導電経路を有するタイヤであって、前記導電経路の少なくとも一部が、請求項1に記載のゴム組成物を含む、タイヤ。
  19. 前記導電経路が、タイヤトレッドのクラウンから延在し、前記タイヤトレッドを通ってベルトコート部材まで延在する、請求項18に記載のタイヤ。
  20. 前記タイヤが、ASTM F1971標準試験法の下で1.0×10E8Ω未満の電気抵抗率を有する、請求項18に記載のタイヤ。
JP2021564988A 2019-05-07 2020-05-07 導電性トレッドチムニーコンパウンド Pending JP2022531666A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962844168P 2019-05-07 2019-05-07
US62/844,168 2019-05-07
PCT/US2020/031753 WO2020227459A1 (en) 2019-05-07 2020-05-07 Electrically conductive tread chimney compound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022531666A true JP2022531666A (ja) 2022-07-08

Family

ID=73046825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021564988A Pending JP2022531666A (ja) 2019-05-07 2020-05-07 導電性トレッドチムニーコンパウンド

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11608430B2 (ja)
EP (1) EP3966044A4 (ja)
JP (1) JP2022531666A (ja)
KR (1) KR20220006088A (ja)
CN (1) CN114728546B (ja)
CA (1) CA3139092A1 (ja)
MX (1) MX2021013539A (ja)
WO (1) WO2020227459A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230391146A1 (en) 2022-06-07 2023-12-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with a conductive tread chimney component

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8616135D0 (en) * 1986-07-02 1986-08-06 Bicc Plc Elastomeric compositions
US5462979A (en) 1994-09-28 1995-10-31 The Goodyear Tire & Rubber Company Sulfur cured rubber composition containing epoxidized natural rubber and carboxylated nitrile rubber
CA2173917A1 (en) * 1995-07-20 1997-01-21 Manuela Pompei Silica reinforced treaded tire with conductive shoulder and crown portions
IT1281078B1 (it) 1995-12-15 1998-02-11 Bridgestone Firestone Tech Composizioni di mescole includenti silice ed un agente antistatico e vulcanizzabili con zolfo, in particolare per la realizzazione di
EP2392620A1 (en) 1997-09-29 2011-12-07 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Pneumatic tire
ATE258709T1 (de) * 1999-05-13 2004-02-15 Union Carbide Chem Plastic Halbleitfähiger kabel-schirm
CA2311703A1 (en) * 1999-08-11 2001-02-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with apex rubber blend
US20030075253A1 (en) * 1999-08-26 2003-04-24 Antonio Serra Process for producing tyres, tyres thus obtained and elastomeric compositions used therein
US6218473B1 (en) * 1999-12-14 2001-04-17 The Goodyear Tire & Rubber Company Sulfur cured rubber composition containing chlorosulfonated polyethylene and carboxylated nitrile rubber
US6548578B2 (en) * 2001-02-20 2003-04-15 Bridgestone/Firestone North American Tire, Llc Vulcanizable elastomer compositions containing starch/styrene butadiene rubber copolymer as a reinforcing filler
US6662840B2 (en) * 2001-03-13 2003-12-16 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber stock for bead wire compounds
US7011125B2 (en) * 2003-11-18 2006-03-14 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with rubber sidewall containing internal electrically conductive rubber strip
KR100542288B1 (ko) * 2003-11-21 2006-01-11 금호타이어 주식회사 전기 전도도가 좋은 트레드 고무조성물
US7284583B2 (en) * 2004-07-27 2007-10-23 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire with electrically conductive cord extending from its outer wheel-rim mounting surface to its internal tread portion
KR100837864B1 (ko) 2007-03-05 2008-06-13 금호타이어 주식회사 타이어용 고무조성물
DE102007020451A1 (de) * 2007-04-27 2008-10-30 Lanxess Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen
US8397776B2 (en) 2008-12-10 2013-03-19 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with innerliner containing talc and epichlorohydrin rubber
SI2508559T1 (sl) * 2011-04-01 2014-03-31 Evonik Degussa Gmbh Mešanice gume
NL2006729C2 (en) * 2011-05-06 2012-11-08 Apollo Vredestein Bv Method and device for manufacturing an antistatic vehicle tire.
US20140135424A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-15 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber composition and tire with component comprised of polyisoprene rubber and soybean oil
JP5841551B2 (ja) * 2013-01-09 2016-01-13 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
CA2925928C (en) * 2013-10-18 2018-06-19 Soucy Techno Inc. Rubber compositions and uses thereof
US9809058B2 (en) 2014-08-27 2017-11-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with rubber tread of intermedial and lateral zones with path of least electrical resistance
EP3194306B1 (en) * 2014-09-17 2019-08-28 Wcco Belting, Inc. Environmentally friendly rubber composition
US10053560B2 (en) * 2016-09-06 2018-08-21 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber composition for promoting electrical conductivity, and tire with component
CN109843942B (zh) 2016-10-14 2023-03-28 科腾化学品有限责任公司 含有改进的胎面补强添加剂的橡胶组合物及其用途
US20180170123A1 (en) 2016-12-20 2018-06-21 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Uv-curable rubber as antenna component of the tread
JP6824020B2 (ja) 2016-12-20 2021-02-03 Toyo Tire株式会社 ゴムマスターバッチおよびその製造方法、当該ゴムマスターバッチから得られるゴム組成物
FR3065914B1 (fr) * 2017-05-02 2019-06-07 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Architecture de sommet electro-conductrice d''un pneumatique pour vehicule lourd de type genie civil
KR102044887B1 (ko) * 2018-01-03 2019-11-14 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Also Published As

Publication number Publication date
US20200354547A1 (en) 2020-11-12
CA3139092A1 (en) 2020-11-12
MX2021013539A (es) 2021-12-10
EP3966044A1 (en) 2022-03-16
CN114728546B (zh) 2024-01-30
WO2020227459A1 (en) 2020-11-12
CN114728546A (zh) 2022-07-08
US11608430B2 (en) 2023-03-21
KR20220006088A (ko) 2022-01-14
EP3966044A4 (en) 2023-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5351865B2 (ja) 光輝スチールと一体となって改良された金属接着性と金属接着保持性とを示すゴム組成物及びゴム物品
JP5735106B2 (ja) ゴム混合物
JP6130205B2 (ja) 空気入りタイヤ
EP3237530B1 (en) Rubber composition and tire comprising sustainable resources and related methods
JP4249791B2 (ja) タイヤ
EP3385316B1 (en) Rubber composition and tire with tread with oxidized carbon black
US8695665B2 (en) Tire with composite of chafer and outer sidewall rubber layer components
JP5687338B2 (ja) ゴム混合物
JP7054613B2 (ja) スチレン/ブタジエンエラストマーの組合せ及びトラクション樹脂及び予備疎水化された沈降シリカ補強剤を含有するゴムトレッドを有するタイヤ
US20100132859A1 (en) Tire with electrically non-conductive tread which contains electrically conductive rubber strip
JP2015078365A (ja) トランスイソプレン−ブタジエンコポリマーを含有するゴムブレンド
JP7195271B2 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2018143272A1 (ja) 空気入りタイヤ
JP2009040332A (ja) タイヤ
JP2022531666A (ja) 導電性トレッドチムニーコンパウンド
EP3385092B1 (en) Rubber composition and tire with tread with oxidized carbon black
JP5242645B2 (ja) タイヤ
EP1559585B1 (en) Rubber composition for a tire and pneumatic tire using the same
WO2011123406A1 (en) Low hysteresis tire
AU2017269576B2 (en) Blended layer for improved adhesion in tires
AU2017356879B2 (en) Stabilizer ply as an impact break deflector in tires
JP7195477B1 (ja) タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP2004306730A (ja) 空気入りタイヤ
JP2005220259A (ja) ゴム組成物
JP2010202802A (ja) 二輪車用トレッドゴム組成物及び二輪車用タイヤ

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20220808

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20220810

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20221209

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230331

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240516