JP7488150B2 - Conductive rubber composition for sensing - Google Patents

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Description

本発明は、センシング用導電性ゴム組成物に関するものである。 The present invention relates to a conductive rubber composition for sensing.

タイヤ等のゴム製品において、ゴム製品の変形量を計測することが求められることがある。しかしながら、導電性材料を含まない一般的なゴムには、ゴムの変形量を検出するセンシング機能がない。そのため、一般的なゴム製品の変形量を検出するには、ゴム製品の外部に別途センサー(歪センサー、加速度センサー、位置検知センサー、角度センサー等)を設ける必要がある。 There are cases where it is required to measure the amount of deformation of rubber products such as tires. However, general rubber that does not contain conductive materials does not have a sensing function to detect the amount of deformation of the rubber. Therefore, to detect the amount of deformation of a general rubber product, it is necessary to install a separate sensor (strain sensor, acceleration sensor, position detection sensor, angle sensor, etc.) on the outside of the rubber product.

特表2007-525357号公報JP 2007-525357 A

しかしながら、ゴム製品の外部に別途センサーを設ける場合(例えば、レーザー発振器と反射部を設置して、2点間の距離を測定する場合や、超音波発信機と反射部を設置して、2点間の距離を測定する場合等)は、ゴム製品の構成が複雑になったり、重量が増加したり、更には、コストも高くならざるを得ない。
また、例えば、レーザー発振器と反射部とを具え、2点間の距離を測定するセンサーや、超音波発信機と反射部とを具え、2点間の距離を測定するセンサーは、測定対象がリニアーに変形しないと、2点間の距離を測定することができず、変形量を計測することができないという問題もある。
このような状況下、本発明者らは、ゴムに導電性材料を配合して導電性を付与することで、ゴム変形の際に抵抗値が変化し、ゴムの変形量と、抵抗値に相関があることを見出した。そして、本発明者らは、ゴムの抵抗値の変化から、ゴムの変形量を予測することを想到した。しかしながら、本発明者らが、更に検討したところ、単に導電性を付与したゴムでは、ゴムの変形量を検出するセンシング機能が十分ではなく、また、消費電力も大きいため、センサーに用いることが難しいことが分かった。
However, if a separate sensor is installed outside the rubber product (for example, installing a laser oscillator and a reflector to measure the distance between two points, or installing an ultrasonic transmitter and a reflector to measure the distance between two points, etc.), the structure of the rubber product will become more complex, its weight will increase, and the cost will inevitably become higher.
In addition, for example, a sensor that has a laser oscillator and a reflector and measures the distance between two points, or a sensor that has an ultrasonic transmitter and a reflector and measures the distance between two points, has the problem that it cannot measure the distance between two points and cannot measure the amount of deformation unless the object to be measured deforms linearly.
Under such circumstances, the inventors discovered that by compounding a conductive material into rubber to impart conductivity, the resistance value changes when the rubber deforms, and there is a correlation between the amount of deformation of the rubber and the resistance value. The inventors then came up with the idea of predicting the amount of deformation of the rubber from the change in the resistance value of the rubber. However, after further investigation, the inventors discovered that rubber that has simply been made conductive does not have a sufficient sensing function for detecting the amount of deformation of the rubber, and also consumes a large amount of power, making it difficult to use it as a sensor.

そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決し、変形量を検出するセンシング部材に好適なセンシング用導電性ゴム組成物を提供することを課題とする。 The present invention aims to solve the problems of the conventional technology and provide a conductive rubber composition for sensing that is suitable for use in sensing components that detect deformation.

上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。 The gist of the present invention, which solves the above problems, is as follows:

本発明のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、カーボンナノチューブと、を含むことを特徴とする。
かかる本発明のセンシング用導電性ゴム組成物は、抵抗値が小さく、変形を検出するセンシング部材に好適に用いることができる。
The conductive rubber composition for sensing of the present invention is characterized by containing a rubber component, carbon black, and carbon nanotubes.
The conductive rubber composition for sensing of the present invention has a small resistance value and can be suitably used for a sensing member for detecting deformation.

本発明のセンシング用導電性ゴム組成物の好適例においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)と、の積(A×B)が、3000以上であり、且つ
前記カーボンブラックの体積分率が、20体積%以上である。この場合、ゴム組成物の体積抵抗率を1.0×108Ω・cm以下とし易い。
In a preferred embodiment of the conductive rubber composition for sensing of the present invention, the product (A×B) of the content A (parts by mass) of the carbon black relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black is 3000 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more. In this case, the volume resistivity of the rubber composition is easily adjusted to 1.0× 108 Ω·cm or less.

本発明のセンシング用導電性ゴム組成物の他の好適例においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)と、の積(A×B)が、1250以上であり、且つ
前記カーボンブラックの体積分率が、20体積%以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を1.0×108Ω・cm以下とし易い。
In another preferred embodiment of the conductive rubber composition for sensing of the present invention, the product (A×B) of the content A (parts by mass) of the carbon black relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black is 1250 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more. In this case, it is easy to make the volume resistivity of the rubber composition 1.0× 108 Ω·cm or less.

本発明のセンシング用導電性ゴム組成物の他の好適例においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)と、の積(A×B)が、900以上であり、且つ
前記カーボンブラックの体積分率が、20体積%以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を1.0×108Ω・cm以下とし易い。
In another preferred embodiment of the conductive rubber composition for sensing of the present invention, the product (A×B) of the content A (parts by mass) of the carbon black relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black is 900 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more. In this case, it is easy to make the volume resistivity of the rubber composition 1.0× 108 Ω·cm or less.

本発明のセンシング用導電性ゴム組成物の他の好適例においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)と、の積(A×B)が、310以上であり、且つ
前記カーボンブラックの体積分率が、20体積%以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を1.0×108Ω・cm以下とし易い。
In another preferred embodiment of the conductive rubber composition for sensing of the present invention, the product (A×B) of the content A (parts by mass) of the carbon black relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black is 310 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more. In this case, it is easy to make the volume resistivity of the rubber composition 1.0× 108 Ω·cm or less.

また、本発明の他のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、を含み、
前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)と、の積(A×B)が、3000以上であることを特徴とする。
かかる本発明の他のセンシング用導電性ゴム組成物も、抵抗値が小さく、変形を検出するセンシング部材に好適に用いることができる。
Another conductive rubber composition for sensing according to the present invention includes a rubber component and carbon black,
The rubber composition is characterized in that the product (A×B) of the content A (parts by mass) of the carbon black relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B (m 2 /g) of the carbon black is 3,000 or more.
Such another conductive rubber composition for sensing of the present invention also has a small resistance value and can be suitably used for a sensing member for detecting deformation.

本発明のセンシング用導電性ゴム組成物においては、前記ゴム成分が、ジエン系ゴムを含むことが好ましい。この場合、センシング用導電性ゴム組成物から、センシング部材として好適な加硫ゴムを作製することができる。 In the conductive rubber composition for sensing of the present invention, it is preferable that the rubber component contains a diene rubber. In this case, a vulcanized rubber suitable as a sensing member can be produced from the conductive rubber composition for sensing.

ここで、前記ジエン系ゴムが、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、及びアクリロニトリルブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。この場合、優れた物性(破断強度、破断伸び等)を有するゴム組成物(加硫ゴム)が得られ易い。 Here, it is preferable that the diene rubber is at least one selected from the group consisting of natural rubber, synthetic isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, and acrylonitrile butadiene rubber. In this case, it is easy to obtain a rubber composition (vulcanized rubber) with excellent physical properties (breaking strength, breaking elongation, etc.).

本発明のセンシング用導電性ゴム組成物においては、前記ゴム成分が、非ジエン系ゴムを含むことも好ましい。この場合も、センシング用導電性ゴム組成物から、センシング部材として好適なゴム組成物を作製することができる。 In the conductive rubber composition for sensing of the present invention, it is also preferable that the rubber component contains a non-diene rubber. In this case, too, a rubber composition suitable as a sensing member can be produced from the conductive rubber composition for sensing.

ここで、前記非ジエン系ゴムが、ウレタンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、及びブロモブチルゴムからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。この場合、優れた物性(破断強度、破断伸び等)を有するゴム組成物が得られ易い。 Here, it is preferable that the non-diene rubber is at least one selected from the group consisting of urethane rubber, ethylene propylene diene rubber, and bromobutyl rubber. In this case, it is easy to obtain a rubber composition having excellent physical properties (breaking strength, breaking elongation, etc.).

本発明によれば、変形量を検出するセンシング部材に好適なセンシング用導電性ゴム組成物を提供することができる。 The present invention provides a conductive rubber composition suitable for use in sensing components that detect deformation.

本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いた変形量検出センサーの一実施態様の模式図である。1 is a schematic diagram of one embodiment of a deformation detection sensor using the conductive rubber composition for sensing of the present invention. 本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いたタイヤの一実施態様の断面図である。1 is a cross-sectional view of one embodiment of a tire using the conductive rubber composition for sensing of the present invention. 本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いたラバーアクチュエータの一実施形態の側面図である。FIG. 1 is a side view of one embodiment of a rubber actuator using the conductive rubber composition for sensing of the present invention. 本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いたラバーアクチュエータの一実施形態の一部分解斜視図である。FIG. 1 is a partially exploded perspective view of one embodiment of a rubber actuator using the conductive rubber composition for sensing of the present invention. カーボンブラックとカーボンナノチューブとを含む実施例及び比較例における、カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)と、体積抵抗率と、の関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the product (A×B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black, and the volume resistivity, in examples and comparative examples containing carbon black and carbon nanotubes. カーボンブラックを含み、カーボンナノチューブを含まない実施例及び比較例における、カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)と、体積抵抗率と、の関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the product (A×B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black, and the volume resistivity, in examples and comparative examples that contain carbon black but not carbon nanotubes.

以下に、本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。 The conductive rubber composition for sensing of the present invention will be described in detail below with reference to an embodiment.

<第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物>
本発明の第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、カーボンナノチューブと、を含むことを特徴とする。
<Conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment>
The conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment of the present invention is characterized by including a rubber component, carbon black, and carbon nanotubes.

本発明の第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、カーボンブラックに加えて、カーボンナノチューブを含み、カーボンブラック及びカーボンナノチューブが、ゴム組成物に優れた導電性をもたらし、ゴム組成物の抵抗値を低下させることができる。そのため、本発明の第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、変形量を検出するセンシング部材に好適に用いることができる。
なお、本発明の第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、カーボンブラック及びカーボンナノチューブを含み、それらの含有量や表面積を適宜選択することで、体積抵抗率(電気抵抗値)を1.0×108Ω・cm以下とし易い。
The conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment of the present invention contains carbon nanotubes in addition to carbon black, and the carbon black and the carbon nanotubes provide the rubber composition with excellent electrical conductivity, thereby enabling the resistance value of the rubber composition to be reduced. Therefore, the conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment of the present invention can be suitably used for a sensing member that detects the amount of deformation.
The conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment of the present invention contains carbon black and carbon nanotubes, and by appropriately selecting their contents and surface areas, it is easy to achieve a volume resistivity (electrical resistance value) of 1.0×10 8 Ω·cm or less.

(ゴム成分)
前記ゴム成分としては、組成物にゴム弾性をもたらす種々のゴム成分を利用することができ、特に限定されない。また、使用するゴム成分は、1種でもよいし、2種以上でもよい。
(Rubber component)
As the rubber component, various rubber components that impart rubber elasticity to the composition can be used, and are not particularly limited. The rubber component used may be one type or two or more types.

前記ゴム成分は、ジエン系ゴムを含むことが好ましい。ゴム成分がジエン系ゴムを含む場合、簡便に加硫ゴムを調製でき、種々のゴム製品に好適に使用することができる。また、使用するジエン系ゴムと、加硫剤、加硫促進剤等の加硫系を適宜選択することで、センシング部材として好適な加硫ゴムを作製することができる。
前記ジエン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、合成イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等が挙げられる。
The rubber component preferably contains a diene rubber. When the rubber component contains a diene rubber, the vulcanized rubber can be easily prepared and can be suitably used for various rubber products. In addition, by appropriately selecting the diene rubber to be used and the vulcanizing system such as a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator, a vulcanized rubber suitable for use as a sensing member can be prepared.
Examples of the diene rubber include natural rubber (NR), synthetic isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber (NBR).

ここで、前記ジエン系ゴムが、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、及びアクリロニトリルブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。この場合、原料ジエン系ゴム(ゴム成分の)の入手が容易であり、また、優れた物性(破断強度、破断伸び等)を有するゴム組成物(加硫ゴム)が得られ易いという利点もある。 Here, it is preferable that the diene rubber is at least one selected from the group consisting of natural rubber, synthetic isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, and acrylonitrile butadiene rubber. In this case, there is an advantage that the raw diene rubber (rubber component) is easy to obtain, and it is easy to obtain a rubber composition (vulcanized rubber) with excellent physical properties (breaking strength, breaking elongation, etc.).

前記ゴム成分は、非ジエン系ゴムを含んでもよい。ゴム成分が、非ジエン系ゴムを含む場合も、センシング部材として好適なゴム組成物を作製することができる。
前記非ジエン系ゴムとしては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ブロモブチルゴム等が挙げられる。
The rubber component may contain a non-diene rubber. Even when the rubber component contains a non-diene rubber, a rubber composition suitable for use as a sensing member can be produced.
Examples of the non-diene rubber include silicone rubber, fluororubber, urethane rubber, ethylene propylene diene rubber (EPDM), and bromobutyl rubber.

ここで、前記非ジエン系ゴムが、ウレタンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、及びブロモブチルゴムからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。この場合、優れた物性(破断強度、破断伸び等)を有するゴム組成物が得られ易い。 Here, it is preferable that the non-diene rubber is at least one selected from the group consisting of urethane rubber, ethylene propylene diene rubber, and bromobutyl rubber. In this case, it is easy to obtain a rubber composition having excellent physical properties (breaking strength, breaking elongation, etc.).

なお、本発明において、「ジエン系ゴム」とは、該ジエン系ゴムを構成するモノマー単位中のジエン系モノマー由来の単位の割合が5mol%以上のゴムを意味し、「非ジエン系ゴム」とは、該非ジエン系ゴムを構成するモノマー単位中のジエン系モノマー由来の単位の割合が5mol%未満のゴムを意味する。ここで、ジエン系モノマーとしては、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチルブタジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4-ヘキサジエン等が挙げられる。 In the present invention, "diene rubber" means a rubber in which the ratio of units derived from diene monomers among the monomer units constituting the diene rubber is 5 mol % or more, and "non-diene rubber" means a rubber in which the ratio of units derived from diene monomers among the monomer units constituting the non-diene rubber is less than 5 mol %. Here, examples of diene monomers include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, ethylidenenorbornene, dicyclopentadiene, 1,4-hexadiene, etc.

(カーボンブラック)
前記カーボンブラックとしては、特に限定されるものではなく、例えば、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFグレードのカーボンブラック等が挙げられる。これらカーボンブラックは、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。
(Carbon black)
The carbon black is not particularly limited, and examples thereof include GPF, FEF, HAF, ISAF, SAF grade carbon black, etc. These carbon blacks may be used alone or in combination of two or more kinds.

前記カーボンブラックとしては、ゴム組成物の導電性を向上させ、抵抗値を下げる観点から、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)が大きいものが好ましい(換言すれば、粒径が小さいものが好ましい)。例えば、ゴム組成物の体積抵抗率をある値(例えば、1.0×108Ω・cm)以下とする場合、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)が大きいカーボンブラックを使用することで、カーボンブラックの含有量A(質量部)を低減しても、目的の体積抵抗率を達成することができる。ここで、カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積Bは、カーボンブラックの含有量や、後述するカーボンナノチューブの含有量に応じて、適宜調整することが好ましいが、一実施態様においては、20m2/g以上が好ましく、30m2/g以上が更に好ましく、また、200m2/g以下が好ましい。カーボンブラックのCTAB吸着比表面積が20m2/g以上であれば、ゴム組成物の導電性が向上し、また、200m2/g以下であれば、ゴム組成物の混練における作業性が良好である。 From the viewpoint of improving the electrical conductivity of the rubber composition and reducing the resistance value, the carbon black preferably has a large cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B (m 2 /g) (in other words, a small particle size is preferable). For example, when the volume resistivity of the rubber composition is to be a certain value (for example, 1.0×10 8 Ω·cm) or less, the target volume resistivity can be achieved even if the carbon black content A (parts by mass) is reduced by using a carbon black having a large cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B (m 2 /g). Here, the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B of the carbon black is preferably appropriately adjusted depending on the carbon black content and the carbon nanotube content described later, and in one embodiment, it is preferably 20 m 2 /g or more, more preferably 30 m 2 /g or more, and preferably 200 m 2 /g or less. When the CTAB adsorption specific surface area of the carbon black is 20 m 2 /g or more, the electrical conductivity of the rubber composition is improved, and when it is 200 m 2 /g or less, the workability in kneading the rubber composition is good.

前記カーボンブラックの含有量は、カーボンブラック自体のCTAB吸着比表面積B(m2/g)や、後述するカーボンナノチューブの含有量に応じて、適宜調整することが好ましいが、一実施態様においては、ゴム成分100質量部に対して、5~100質量部の範囲が好ましく、10~50質量部の範囲が更に好ましい。カーボンブラックの含有量が、ゴム成分100質量部に対して5質量部以上であれば、ゴム組成物の導電性が向上し、また、100質量部以下であれば、ゴム組成物の混練における作業性が良好であり、また、ゴム組成物の硬度の上昇を抑制できる。 The carbon black content is preferably adjusted appropriately depending on the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black itself and the content of carbon nanotubes described below, and in one embodiment, the content is preferably in the range of 5 to 100 parts by mass, and more preferably in the range of 10 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component. When the carbon black content is 5 parts by mass or more per 100 parts by mass of the rubber component, the conductivity of the rubber composition is improved, and when it is 100 parts by mass or less, the workability in kneading the rubber composition is good and an increase in hardness of the rubber composition can be suppressed.

(カーボンナノチューブ)
前記カーボンナノチューブ(CNT)は、直径数nm~数十nm程度の炭素原子からなる構造体であり、極微細なチューブ状構造を有する。
前記カーボンナノチューブは、単層ナノチューブでも、多層ナノチューブでもよい。
前記カーボンナノチューブとしては、長さが0.1μm~30μmのものが好ましく、0.1μm~10μmのものがより好ましい。
また、前記カーボンナノチューブとしては、直径が10nm~300nmのものが好ましく、100nm~250nmのものがより好ましい。
(carbon nanotube)
The carbon nanotube (CNT) is a structure made of carbon atoms with a diameter of about several nm to several tens of nm, and has an extremely fine tube-like structure.
The carbon nanotubes may be single-walled or multi-walled nanotubes.
The carbon nanotubes preferably have a length of 0.1 μm to 30 μm, and more preferably 0.1 μm to 10 μm.
The carbon nanotubes preferably have a diameter of 10 nm to 300 nm, and more preferably have a diameter of 100 nm to 250 nm.

前記カーボンナノチューブは、プラズマCVD(化学気相成長)法、熱CVD法、表面分解法、流動気相合成法、アーク放電法等により合成することができ、市販品を利用することもできる。市販品のカーボンナノチューブとしては、例えば、KUMUHO社製のカーボンナノチューブ、昭和電工社製気相法炭素繊維VGCF(登録商標)、米国マテリアルズテクノロジーズリサーチ(MTR)社製のカーボンナノチューブを用いることができる。 The carbon nanotubes can be synthesized by plasma CVD (chemical vapor deposition), thermal CVD, surface decomposition, flow gas synthesis, arc discharge, etc., and commercially available products can also be used. Examples of commercially available carbon nanotubes that can be used include carbon nanotubes manufactured by Kumuho Corporation, vapor grown carbon fiber VGCF (registered trademark) manufactured by Showa Denko KK, and carbon nanotubes manufactured by Materials Technologies Research (MTR) of the United States.

前記カーボンナノチューブの含有量は、前記カーボンブラックの含有量A(質量部)や、前記カーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)に応じて、適宜調整することが好ましいが、一実施態様においては、ゴム成分100質量部に対して、0.1~20質量部の範囲が好ましく、0.5~10質量部の範囲が更に好ましい。カーボンナノチューブの含有量が、ゴム成分100質量部に対して0.1質量部以上であれば、ゴム組成物の導電性が向上し、また、20質量部以下であれば、ゴム組成物の混練における作業性が良好となり、また、ゴム組成物の硬度の上昇を抑制でき、更には、ゴム組成物の原料コストを低減できる。 The content of the carbon nanotubes is preferably adjusted appropriately depending on the content A (parts by mass) of the carbon black and the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black, and in one embodiment, is preferably in the range of 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component. If the content of the carbon nanotubes is 0.1 part by mass or more per 100 parts by mass of the rubber component, the conductivity of the rubber composition is improved, and if it is 20 parts by mass or less, the workability in kneading the rubber composition is improved, an increase in hardness of the rubber composition can be suppressed, and further, the raw material cost of the rubber composition can be reduced.

(カーボンブラックのCTAB吸着比表面積と含有量の好適関係)
本発明の第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物においては、カーボンブラックのゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)とカーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)と、カーボンブラックの体積分率と、が特定の関係を満たすことで、変形量を検出するセンシング部材に特に好適に用いることができる導電性ゴム組成物となる。以下に、これらの好適関係を例示するが、本発明の第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、これに限られるものではない。なお、以下の好適関係は、特に限定されるものではないが、ゴム組成物の体積抵抗率(電気抵抗値)を1.0×108Ω・cm以下とする観点から、数多のゴム組成物の、カーボンブラックの含有量A(質量部)とCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)と、カーボンブラックの体積分率と、の関係から導き出したものである。
(Preferable Relationship Between CTAB Adsorption Specific Surface Area and Carbon Black Content)
In the conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment of the present invention, the product (A×B) of the carbon black content A (parts by mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component, the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B (m 2 /g) of the carbon black, and the volume fraction of the carbon black satisfy a specific relationship, so that the conductive rubber composition can be particularly suitably used for a sensing member for detecting deformation. Examples of these suitable relationships are shown below, but the conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment of the present invention is not limited thereto. The following suitable relationships are not particularly limited, but are derived from the relationship between the product (A×B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B (m 2 /g) of many rubber compositions and the volume fraction of the carbon black from the viewpoint of making the volume resistivity (electrical resistance value) of the rubber composition 1.0× 10 8 Ω·cm or less.

なお、本明細書において、カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)は、JIS K6217-3に準拠して測定された値であり、カーボンブラックの微細孔を含まない外部表面積を、カーボンブラックにCTAB(セチルトリメチルアンモニウムブロミド)を吸着させたときの比表面積で示したものである。
また、ゴム組成物がカーボンブラックを2種以上含む場合、「カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)」とは、各カーボンブラックの含有量A1、A2、・・・(質量部)と各カーボンブラックのCTAB吸着比表面積B1、B2、・・・(m2/g)との積(A1×B1、A2×B2、・・・)の和(A1×B1+A2×B2+・・・)を指す。
また、カーボンブラックの体積分率は、カーボンブラックの含有量と比重から求められるカーボンブラックの体積を、ゴム組成物の総体積で除して求めることができる。なお、本明細書において、カーボンナノチューブは、カーボンブラックとしてはカウントせず、分子としての計算に含まない。
In this specification, the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B ( m2 /g) of carbon black is a value measured in accordance with JIS K6217-3, and is the external surface area of carbon black excluding micropores, expressed as the specific surface area when CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) is adsorbed onto the carbon black.
In addition, when the rubber composition contains two or more types of carbon black, the "product (A × B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black" refers to the sum ( A1 × B1 , A2 × B2, ...) of the products of the carbon black contents A1 , A2 , ... (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface areas B1 , B2 , ... ( m2 / g ) of each carbon black.
The volume fraction of carbon black can be calculated by dividing the volume of carbon black, which is calculated from the content and specific gravity of carbon black, by the total volume of the rubber composition. In this specification, carbon nanotubes are not counted as carbon black and are not included in the calculation as a numerator.

本発明の第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物の好適例(1)においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)と、の積(A×B)が、3000以上であり、且つ、前記カーボンブラックの体積分率が、20体積%以上である。この場合、ゴム組成物の体積抵抗率を1.0×108Ω・cm以下とし易い。 In a preferred example (1) of the conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment of the present invention, the product (A×B) of the carbon black content A (parts by mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black is 3000 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more. In this case, the volume resistivity of the rubber composition is easily adjusted to 1.0× 108 Ω·cm or less.

本発明の第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物の好適例(2)においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)と、の積(A×B)が、1250以上であり、且つ、前記カーボンブラックの体積分率が、20体積%以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を1.0×108Ω・cm以下とし易い。 In a preferred example (2) of the conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment of the present invention, the product (A×B) of the content A (parts by mass) of the carbon black relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black is 1250 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more. In this case as well, it is easy to make the volume resistivity of the rubber composition 1.0× 108 Ω·cm or less.

本発明の第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物の好適例(3)においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)と、の積(A×B)が、900以上であり、且つ、前記カーボンブラックの体積分率が、20体積%以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を1.0×108Ω・cm以下とし易い。 In a preferred example (3) of the conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment of the present invention, the product (A×B) of the content A (parts by mass) of the carbon black relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black is 900 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more. In this case as well, it is easy to make the volume resistivity of the rubber composition 1.0× 108 Ω·cm or less.

本発明の第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物の好適例(4)においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)と、の積(A×B)が、310以上であり、且つ、前記カーボンブラックの体積分率が、20体積%以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を1.0×108Ω・cm以下とし易い。 In a preferred example (4) of the conductive rubber composition for sensing according to the first embodiment of the present invention, the product (A×B) of the content A (parts by mass) of the carbon black relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black is 310 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more. In this case as well, it is easy to make the volume resistivity of the rubber composition 1.0× 108 Ω·cm or less.

<第2実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物>
本発明の第2実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、を含み、
前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m2/g)と、の積(A×B)が、3000以上であることを特徴とする。
<Conductive rubber composition for sensing according to the second embodiment>
The conductive rubber composition for sensing according to the second embodiment of the present invention includes a rubber component and carbon black,
The rubber composition is characterized in that the product (A×B) of the content A (parts by mass) of the carbon black relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B (m 2 /g) of the carbon black is 3,000 or more.

本発明の第2実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、カーボンナノチューブを含むことを要さないが、カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)が、3000以上であることで(即ち、カーボンブラックの粒度が細かい(表面積が大きい)、或いは、カーボンブラックの含有量が多いことで)、優れた導電性を有し、抵抗値が低く、ゴム組成物の体積抵抗率を1.0×108Ω・cm以下とし易い。そのため、本発明の第2実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物も、変形量を検出するセンシング部材に好適に用いることができる。 The conductive rubber composition for sensing of the second embodiment of the present invention does not need to contain carbon nanotubes, but since the product (A x B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black is 3000 or more (i.e., the carbon black has a fine particle size (large surface area) or a high carbon black content), it has excellent conductivity, a low resistance value, and is easy to make the volume resistivity of the rubber composition 1.0 x 108 Ω-cm or less. Therefore, the conductive rubber composition for sensing of the second embodiment of the present invention can also be suitably used in a sensing component that detects deformation.

本発明の第2実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物において、ゴム成分は、上述した第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物のゴム成分と同様であり、好ましいゴム成分も同様である。 In the conductive rubber composition for sensing of the second embodiment of the present invention, the rubber component is the same as the rubber component of the conductive rubber composition for sensing of the first embodiment described above, and the preferred rubber component is also the same.

本発明の第2実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物において、カーボンブラックは、上述した第1実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物のカーボンブラックと同様である。なお、本発明の第2実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物においては、カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)が3000以上となるように適宜選択することを要する。 In the conductive rubber composition for sensing of the second embodiment of the present invention, the carbon black is the same as that in the conductive rubber composition for sensing of the above-mentioned first embodiment. Note that in the conductive rubber composition for sensing of the second embodiment of the present invention, it is necessary to appropriately select the carbon black content A (parts by mass) and the product (A×B) of the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black so that it is 3000 or more.

<センシング用導電性ゴム組成物の製造方法>
本発明のゴム組成物は、例えば、バンバリーミキサーやロール等を用いて、ゴム成分に、カーボンブラック及びカーボンナノチューブ、或いは、特定の関係を満たすカーボンブラックを特定量配合して混練した後、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
<Method for producing conductive rubber composition for sensing>
The rubber composition of the present invention can be produced, for example, by using a Banbury mixer, a roll or the like to compound and knead specific amounts of carbon black and carbon nanotubes, or carbon black satisfying a specific relationship, with a rubber component, followed by heating and extrusion, etc.

上述した、本発明の第1及び第2実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、上述した成分の他、導電性ポリマー、軟化剤、ステアリン酸、老化防止剤、酸化亜鉛(亜鉛華)、加硫促進剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合してもよい。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。 The conductive rubber composition for sensing according to the first and second embodiments of the present invention described above may contain, in addition to the above-mentioned components, a conductive polymer, a softener, stearic acid, an antioxidant, zinc oxide (zinc oxide), a vulcanization accelerator, a vulcanizing agent, etc., which may be appropriately selected and blended within a range that does not impair the object of the present invention. Commercially available products can be suitably used as these blending agents.

<センシング用導電性ゴム組成物の用途>
上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物は、変位量のセンシング(察知、検知、探知、感知)に用いられ、種々のゴム製品、例えは、タイヤ、ラバーアクチュエータ、防振ゴム、免振ゴム、ゴムクローラ、コンベヤベルト、ゴムホース、各種靴底(ソール)、スポーツ用品等の変形量のセンシングに利用することができる。
<Applications of the conductive rubber composition for sensing>
The above-mentioned conductive rubber composition for sensing of the present invention is used for sensing (detecting, detecting, sensing) the amount of displacement, and can be used for sensing the amount of deformation of various rubber products, such as tires, rubber actuators, vibration-proof rubber, vibration-isolating rubber, rubber crawlers, conveyor belts, rubber hoses, various shoe soles, sporting goods, etc.

本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いた好適態様の変形量検出センサーを図1に示す。
図1に示す変形量検出センサー1は、センシングゴム部材2と、抵抗値測定装置3と、を具える。抵抗値測定装置3は、センシングゴム部材2の両端部に接続されており、該センシングゴム部材2は、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。該センシングゴム部材2は、上記に例示したゴム製品の一部として、ゴム製品中に組み込まれていてもよいし、上記ゴム製品に別途取り付けられていてもよい。なお、図1に示すセンシングゴム部材2は、帯状であるが、その形状は特に限定されず、測定対象の形状等に応じて、適宜変更することができる。
FIG. 1 shows a deformation detection sensor according to a preferred embodiment using the conductive rubber composition for sensing of the present invention.
The deformation amount detection sensor 1 shown in FIG. 1 includes a sensing rubber member 2 and a resistance value measuring device 3. The resistance value measuring device 3 is connected to both ends of the sensing rubber member 2, and the sensing rubber member 2 is made of the above-mentioned conductive rubber composition for sensing of the present invention. The sensing rubber member 2 may be incorporated in the rubber product as a part of the rubber product exemplified above, or may be separately attached to the rubber product. The sensing rubber member 2 shown in FIG. 1 is strip-shaped, but the shape is not particularly limited and can be appropriately changed depending on the shape of the measurement target, etc.

例えば、タイヤの一部(インナーライナー、トレッドゴム、サイドゴム等)に上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなるセンシングゴム部材を組み込み、抵抗値測定装置により、該センシングゴム部材の抵抗値を測定(モニタリング)することで、タイヤの変形量を測定(モニタリング)することができる。また、タイヤの変形量を測定(モニタリング)することで、路面の状況、タイヤの接地状況、タイヤの摩耗具合等の情報を継続的に得ることができる。 For example, a sensing rubber member made of the above-mentioned conductive rubber composition for sensing of the present invention can be incorporated into a part of a tire (inner liner, tread rubber, side rubber, etc.) and the resistance value of the sensing rubber member can be measured (monitored) using a resistance measuring device, thereby measuring (monitoring) the amount of deformation of the tire. In addition, by measuring (monitoring) the amount of deformation of the tire, information such as the road surface condition, the tire contact condition, and the degree of tire wear can be continuously obtained.

前記センシングゴム部材は、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなり、優れた導電性を有するため、電圧を掛け続けても、消費電力が小さいという利点を有する。また、センシングゴム部材の消費電力が小さいため、小型(ポータブル)の抵抗値測定装置を利用して、簡便に変形量を測定することができる。 The sensing rubber member is made of the above-mentioned conductive rubber composition for sensing of the present invention and has excellent conductivity, so it has the advantage of consuming little power even when a voltage is continuously applied. In addition, because the sensing rubber member consumes little power, the amount of deformation can be easily measured using a small (portable) resistance value measuring device.

また、前記センシングゴム部材(センシング用導電性ゴム組成物)は、体積抵抗率が1.0×108Ω・cm以下であることが好ましく、また、1.0×103Ω・cm以上であることが好ましい。センシングゴム部材の体積抵抗率が1.0×108Ω・cm以下であれば、消費電力が小さく、また、1.0×103Ω・cm以上であれば、変形量に応じた抵抗値の変化が大きく、測定精度が向上する。 The sensing rubber member (conductive rubber composition for sensing) preferably has a volume resistivity of 1.0× 10 Ω·cm or less, and more preferably 1.0× 10 Ω·cm or more. If the volume resistivity of the sensing rubber member is 1.0× 10 Ω·cm or less, power consumption is small, and if the volume resistivity is 1.0× 10 Ω·cm or more, the change in resistance value according to the amount of deformation is large, improving measurement accuracy.

従来の一般的な変形量測定センサー、例えば、レーザー発振器と反射部とからなり、2点間の距離を測定するセンサーや、超音波発信機と反射部とからなり、2点間の距離を測定するセンサーは、測定対象がリニアーに変形しないと、2点間の距離を測定することができず、変形量を計測することができない。これに対して、本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなるセンシングゴム部材は、変形の自由度が高いため、複雑な形状に変形することができ、また、該センシングゴム部材は、リニアーに変形しなくても、抵抗値から、変形量を予測することができる利点もある。 Conventional general deformation measurement sensors, such as sensors consisting of a laser oscillator and a reflector that measure the distance between two points, or sensors consisting of an ultrasonic transmitter and a reflector that measure the distance between two points, cannot measure the distance between two points and cannot measure the amount of deformation unless the measurement target deforms linearly. In contrast, the sensing rubber member made of the conductive rubber composition for sensing of the present invention has a high degree of freedom in deformation and can be deformed into complex shapes. In addition, the sensing rubber member has the advantage that the amount of deformation can be predicted from the resistance value even if it does not deform linearly.

(タイヤ)
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いた好適態様のタイヤを図2に示す。一好適態様のタイヤ10は、一対のビード部11と、一対のサイドウォール部12と、トレッド部13と、これら各部を補強するカーカス15と、を具え、更に、カーカス15のタイヤ内面側に、センシングゴム部材17を具える。
(tire)
A preferred embodiment of a tire using the conductive rubber composition for sensing of the present invention is shown in Fig. 2. A tire 10 of one preferred embodiment includes a pair of bead portions 11, a pair of sidewall portions 12, a tread portion 13, and a carcass 15 reinforcing these portions, and further includes a sensing rubber member 17 on the tire inner surface side of the carcass 15.

図2に示すタイヤ10は、一対のビード部11と、一対のサイドウォール部12と、トレッド部13と、ビード部11に埋設されたビードコア14間にトロイド状に延在させたカーカス15と、を具え、更に、トレッド部13において、トレッド踏面のタイヤ半径方向内側で、且つ、カーカス15のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置された2枚の補強層16a,16bからなるベルト16と、カーカス15のタイヤ内面側に配置されたセンシングゴム部材17と、を具える。また、センシングゴム部材17の両端部には、抵抗値測定装置18が接続されている。 The tire 10 shown in FIG. 2 comprises a pair of bead portions 11, a pair of sidewall portions 12, a tread portion 13, and a carcass 15 extending in a toroidal shape between bead cores 14 embedded in the bead portions 11. The tire further comprises a belt 16 consisting of two reinforcing layers 16a, 16b arranged in the tread portion 13 on the radially inner side of the tread surface and on the radially outer side of the crown portion of the carcass 15, and a sensing rubber member 17 arranged on the inner side of the carcass 15. Resistance measuring devices 18 are connected to both ends of the sensing rubber member 17.

図2に示すタイヤ10において、カーカス15は、1枚のカーカスプライから構成されており、また、ビード部11内に夫々埋設した一対のビードコア14間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア14の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、カーカス15のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。なお、カーカスとしては、タイヤの耐久性の観点から、ラジアルカーカスが好ましい。ここで、カーカス15を構成するカーカスプライは、複数の補強コードを被覆ゴムで被覆してなり、該補強コードとしては、ポリエチレンテレフタレートコード、ナイロンコード、レーヨンコード等の有機繊維コードの他、スチールコードを用いてもよい。 In the tire 10 shown in FIG. 2, the carcass 15 is composed of one carcass ply, and is composed of a main body portion extending in a toroidal shape between a pair of bead cores 14 each embedded in the bead portion 11, and a folded portion wound up radially outward from the inside to the outside in the tire width direction around each bead core 14, but the number of plies and the structure of the carcass 15 are not limited to this. From the viewpoint of tire durability, a radial carcass is preferable as the carcass. Here, the carcass ply constituting the carcass 15 is composed of multiple reinforcing cords covered with a coating rubber, and the reinforcing cords may be organic fiber cords such as polyethylene terephthalate cords, nylon cords, rayon cords, etc., or steel cords.

また、図2に示すタイヤ10のベルト16は、2枚の補強層16a,16bから構成されており、各補強層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、更に、2枚の補強層が、該補強層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト16を構成している。なお、図中のベルト16は、2枚の補強層からなるが、ベルト16を構成する補強層の枚数は、1枚以上であればよく、これに限られるものではない。 The belt 16 of the tire 10 shown in FIG. 2 is made up of two reinforcing layers 16a and 16b, each of which is usually a rubberized layer of cords extending at an angle to the tire equatorial plane, preferably a rubberized layer of steel cords, and the two reinforcing layers are laminated so that the cords constituting the reinforcing layers cross each other with the tire equatorial plane in between to form the belt 16. Note that while the belt 16 in the figure is made up of two reinforcing layers, the number of reinforcing layers constituting the belt 16 is not limited to one and may be one or more.

図2に示すタイヤ10は、カーカス15のタイヤ内面側であって、タイヤの最内面にセンシングゴム部材17を具える。センシングゴム部材17は、通常タイヤの気密性を確保するために設けられるインナーライナーの代替として、設けられていてもよいし(即ち、センシング機能に加えて、空気不透過能を有していてもよいし)、インナーライナーのタイヤ内面側に別途貼付されていてもよい。
ここで、センシングゴム部材17は、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。また、センシングゴム部材17の両端部には、抵抗値測定装置18が接続されており、抵抗値測定装置18により、該センシングゴム部材17の抵抗値を測定(モニタリング)することで、タイヤ10の変形量を測定(モニタリング)することができる。また、タイヤ10の変形量を測定(モニタリング)することで、路面の状況、タイヤの接地状況、タイヤの摩耗具合等の情報を継続的に得ることができる。
2 includes a sensing rubber member 17 on the innermost surface of the tire, which is the tire inner surface side of the carcass 15. The sensing rubber member 17 may be provided as a substitute for an inner liner that is normally provided to ensure airtightness of the tire (i.e., it may have air impermeability in addition to a sensing function), or it may be separately attached to the tire inner surface side of the inner liner.
Here, the sensing rubber member 17 is made of the above-mentioned conductive rubber composition for sensing of the present invention. Furthermore, a resistance value measuring device 18 is connected to both ends of the sensing rubber member 17, and the amount of deformation of the tire 10 can be measured (monitored) by measuring (monitoring) the resistance value of the sensing rubber member 17 with the resistance value measuring device 18. Furthermore, by measuring (monitoring) the amount of deformation of the tire 10, information such as the road surface condition, the tire contact condition, and the degree of tire wear can be continuously obtained.

(ラバーアクチュエータ)
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いた好適態様のラバーアクチュエータを図3に示す。一好適態様のラバーアクチュエータ20は、流体圧によって膨張及び収縮する筒状のチューブ110と、所定方向に配向されたコードを編み込んだ筒状の構造体であって前記チューブ110の外周面を覆うスリーブ120と、によって構成されるアクチュエータ本体部100を具え、チューブ110が、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。
(Rubber actuator)
A rubber actuator of a preferred embodiment using the conductive rubber composition for sensing of the present invention is shown in Fig. 3. The rubber actuator 20 of one preferred embodiment includes an actuator body 100 including a cylindrical tube 110 that expands and contracts due to fluid pressure, and a sleeve 120 that is a cylindrical structure in which cords oriented in a predetermined direction are woven and covers the outer circumferential surface of the tube 110, and the tube 110 is made of the conductive rubber composition for sensing of the present invention described above.

図3は、本実施形態に係るラバーアクチュエータ20の側面図である。図3に示すように、ラバーアクチュエータ20は、アクチュエータ本体部100、封止機構200及び封止機構300を具える。また、ラバーアクチュエータ20の両端には、連結部30がそれぞれ設けられる。また、各連結部30には、抵抗値測定装置40が接続されている。 Figure 3 is a side view of the rubber actuator 20 according to this embodiment. As shown in Figure 3, the rubber actuator 20 includes an actuator body 100, a sealing mechanism 200, and a sealing mechanism 300. Furthermore, a connecting portion 30 is provided on each end of the rubber actuator 20. Furthermore, a resistance value measuring device 40 is connected to each connecting portion 30.

アクチュエータ本体部100は、チューブ110とスリーブ120とによって構成される。アクチュエータ本体部100には、フィッティング400及び通過孔410を介して作動流体が流入する。ここで、ラバーアクチュエータ20は、流体圧で作動し、空気圧式でも、液圧式でもよく、また、作動流体として液体が用いられる場合、該液体としては、油、水等が挙げられる。なお、ラバーアクチュエータが、油圧式の場合、作動流体としては、従来より油圧駆動システムに使用されている作動油を使用することができる。 The actuator body 100 is composed of a tube 110 and a sleeve 120. A working fluid flows into the actuator body 100 through a fitting 400 and a through hole 410. Here, the rubber actuator 20 is operated by fluid pressure and may be pneumatic or hydraulic. When a liquid is used as the working fluid, examples of the liquid include oil and water. When the rubber actuator is hydraulic, the working fluid may be hydraulic oil that has been used in hydraulic drive systems.

アクチュエータ本体部100は、チューブ110内へ作動流体が流入することによって、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXに収縮し、径方向DRに膨張する。また、アクチュエータ本体部100は、チューブ110から作動流体が流出することによって、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXに膨張し、径方向DRに収縮する。このようなアクチュエータ本体部100の形状変化によって、ラバーアクチュエータ20は、アクチュエータとしての機能を発揮する。
また、このようなラバーアクチュエータ20は、いわゆるマッキベン型であり、人工筋肉用として適用できることは勿論のこと、より高い能力(収縮力)が要求されるロボットの体肢(上肢、下肢等)用としても好適に用い得る。連結部30には、当該体肢を構成する部材等が連結される。なお、本実施形態においては、連結部30に、抵抗値測定装置40が接続されているが、抵抗値測定装置40の接続箇所は、これに限られず、例えば、チューブ110の両端部に直接接続されていてもよい。
When the working fluid flows into the tube 110, the actuator body 100 contracts in the axial direction D AX of the actuator body 100 and expands in the radial direction D R. When the working fluid flows out of the tube 110, the actuator body 100 expands in the axial direction D AX of the actuator body 100 and contracts in the radial direction D R. This change in shape of the actuator body 100 allows the rubber actuator 20 to function as an actuator.
Furthermore, such a rubber actuator 20 is a so-called McKibben type, and can be used not only as an artificial muscle, but also as a robot limb (upper limb, lower limb, etc.) that requires higher performance (contractile force). Members constituting the limb are connected to the connecting part 30. In this embodiment, the resistance value measuring device 40 is connected to the connecting part 30, but the connection point of the resistance value measuring device 40 is not limited thereto, and may be directly connected to both ends of the tube 110, for example.

封止機構200及び封止機構300は、軸方向DAXにおけるアクチュエータ本体部100の両端部を封止する。具体的には、封止機構200は、封止部材210及びかしめ部材230を含む。封止部材210は、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXの端部を封止する。また、かしめ部材230は、アクチュエータ本体部100を封止部材210と共にかしめる。かしめ部材230の外周面には、治具によってかしめ部材230がかしめられた痕である圧痕231が形成される。 The sealing mechanism 200 and the sealing mechanism 300 seal both ends of the actuator body 100 in the axial direction D AX . Specifically, the sealing mechanism 200 includes a sealing member 210 and a crimping member 230. The sealing member 210 seals the end of the actuator body 100 in the axial direction D AX . The crimping member 230 crimps the actuator body 100 together with the sealing member 210. An indentation 231, which is a mark caused by the crimping member 230 being crimped by a jig, is formed on the outer circumferential surface of the crimping member 230.

封止機構200と封止機構300との相違点は、フィッティング400,500(及び通過孔410,510)の役割が異なる点である。
封止機構200に設けられているフィッティング400は、ラバーアクチュエータ20の駆動圧力源、具体的には、作動流体のコンプレッサと接続されたホース(管路)を取り付けられるように突出している。フィッティング400を介して流入した作動流体は、通過孔410を通過してアクチュエータ本体部100の内部、具体的には、チューブ110の内部に流入する。
一方、封止機構300に設けられているフィッティング500は、ラバーアクチュエータ20に作動流体を注入する際の、ガス抜きとして使用できるように突出している。ラバーアクチュエータ20の作動初期において、作動流体をラバーアクチュエータ20に注入すると、ラバーアクチュエータ内部に元々存在していたガスは、通過孔510を介してフィッティング500から排出される。
The difference between the sealing mechanism 200 and the sealing mechanism 300 is that the roles of the fittings 400 and 500 (and the passage holes 410 and 510) are different.
The fitting 400 provided on the sealing mechanism 200 protrudes so that a drive pressure source for the rubber actuator 20, specifically a hose (pipe) connected to a compressor for the working fluid, can be attached. The working fluid that flows in through the fitting 400 passes through a passage hole 410 and flows into the inside of the actuator body 100, specifically into the inside of the tube 110.
On the other hand, the fitting 500 provided on the sealing mechanism 300 protrudes so as to be used as a gas vent when injecting the working fluid into the rubber actuator 20. When the working fluid is injected into the rubber actuator 20 at the beginning of the operation of the rubber actuator 20, the gas originally present inside the rubber actuator is discharged from the fitting 500 through the passage hole 510.

図4は、ラバーアクチュエータ20の一部分解斜視図である。図4に示すように、ラバーアクチュエータ20は、アクチュエータ本体部100及び封止機構200を具える。
アクチュエータ本体部100は、前述したように、チューブ110とスリーブ120とによって構成される。
4 is a partially exploded perspective view of the rubber actuator 20. As shown in FIG. 4, the rubber actuator 20 includes an actuator body 100 and a sealing mechanism 200.
As described above, the actuator body 100 is composed of the tube 110 and the sleeve 120 .

チューブ110は、流体圧によって膨張及び収縮する円筒状の筒状体である。チューブ110は、作動流体による収縮及び膨張を繰り返し、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。 The tube 110 is a cylindrical body that expands and contracts due to fluid pressure. The tube 110 repeatedly contracts and expands due to the working fluid, and is made of the above-mentioned conductive rubber composition for sensing of the present invention.

スリーブ120は、円筒状であり、チューブ110の外周面を覆う。スリーブ120は、所定方向に配向されたコードを編み込んだ構造体であり、配向されたコードが交差することによって菱形の形状が繰り返されている。スリーブ120は、このような形状を有することによって、パンタグラフ変形し、チューブ110の収縮及び膨張を規制しつつ追従する。 The sleeve 120 is cylindrical and covers the outer surface of the tube 110. The sleeve 120 is a structure made by weaving cords oriented in a specific direction, and the oriented cords cross to form a repeated diamond shape. By having such a shape, the sleeve 120 undergoes pantograph deformation and follows the contraction and expansion of the tube 110 while regulating it.

図4において、封止機構200は、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおける端部を封止する。封止機構200は、封止部材210、係止リング220及びかしめ部材230によって構成される。 4, the sealing mechanism 200 seals the end portion in the axial direction D AX of the actuator body 100. The sealing mechanism 200 is composed of a sealing member 210, a locking ring 220, and a crimping member 230.

封止部材210は、胴体部211及び鍔部212を有する。封止部材210としては、ステンレス鋼等の金属を好適に用い得るが、このような金属に限定されず、硬質プラスチック材料等を用いてもよい。 The sealing member 210 has a body portion 211 and a flange portion 212. The sealing member 210 is preferably made of a metal such as stainless steel, but is not limited to such a metal and may be made of a hard plastic material or the like.

胴体部211は、円管状であり、胴体部211には、作動流体が通過する通過孔215が形成される。通過孔215は、通過孔410(図3参照)に連通する。胴体部211には、チューブ110が挿通される。 The body portion 211 is tubular, and has a through hole 215 through which the working fluid passes. The through hole 215 communicates with the through hole 410 (see FIG. 3). The tube 110 is inserted into the body portion 211.

鍔部212は、胴体部211に連なっており、胴体部211よりもアクチュエータ10の軸方向DAXにおける端部側に位置する。鍔部212は、胴体部211よりも径方向DRに沿った外径が大きい。鍔部212は、胴体部211に挿通されたチューブ110及び係止リング220を係止する。 The flange portion 212 is connected to the body portion 211 and is located closer to the end portion in the axial direction D AX of the actuator 10 than the body portion 211. The flange portion 212 has a larger outer diameter in the radial direction D R than the body portion 211. The flange portion 212 locks the tube 110 and the locking ring 220 inserted into the body portion 211.

胴体部211の外周面には、凹凸部213が形成される。凹凸部213は、胴体部211に挿通されたチューブ110の滑り抑制に寄与する。凹凸部213による凸部分が3つ以上形成されることが好ましい。
また、胴体部211の鍔部212寄りの位置には、胴体部211よりも外径が小さい小径部214が形成される。
An uneven portion 213 is formed on the outer circumferential surface of the body portion 211. The uneven portion 213 contributes to preventing slippage of the tube 110 inserted into the body portion 211. It is preferable that the uneven portion 213 is formed with three or more convex portions.
Further, a small diameter portion 214 having an outer diameter smaller than that of the body portion 211 is formed at a position closer to the flange portion 212 of the body portion 211 .

係止リング220は、スリーブ120を係止する。具体的には、スリーブ120は、係止リング220を介して径方向DR外側に折り返される。
係止リング220の外径は、胴体部211の外径よりも大きい。係止リング220は、胴体部211の小径部214の位置においてスリーブ120を係止する。つまり、係止リング220は、胴体部211の径方向DR外側であって、鍔部212に隣接する位置において、スリーブ120を係止する。
係止リング220は、胴体部211よりも小さい小径部214に係止させるため、本実施形態では、二分割の形状としている。なお、係止リング220は、二分割に限らず、より多くの部分に分割してもよいし、一部の分割部分が回動可能に連結されていてもよい。
係止リング220としては、封止部材210と同様の金属や硬質プラスチック材料等を用いることができる。
The locking ring 220 locks the sleeve 120. Specifically, the sleeve 120 is folded back outward in the radial direction D R via the locking ring 220.
The outer diameter of the locking ring 220 is larger than the outer diameter of the body portion 211. The locking ring 220 locks the sleeve 120 at the position of the small diameter portion 214 of the body portion 211. In other words, the locking ring 220 locks the sleeve 120 at a position that is on the outer side of the body portion 211 in the radial direction D R and adjacent to the flange portion 212.
In this embodiment, the locking ring 220 is divided into two parts so that it can be locked to the small diameter portion 214 that is smaller than the body portion 211. Note that the locking ring 220 is not limited to being divided into two parts, and may be divided into more parts, or some of the divided parts may be connected to each other so as to be rotatable.
The locking ring 220 can be made of the same metal or hard plastic material as the sealing member 210 .

かしめ部材230は、アクチュエータ本体部100を封止部材210と共にかしめる。かしめ部材230としては、アルミニウム合金、真鍮及び鉄等の金属を用いることができる。かしめ部材230には、かしめ用の治具によってかしめ部材230がかしめられると、図3に示したような圧痕231が形成される。 The crimping member 230 crimps the actuator body 100 together with the sealing member 210. The crimping member 230 may be made of a metal such as an aluminum alloy, brass, or iron. When the crimping member 230 is crimped by a crimping jig, an indentation 231 as shown in FIG. 3 is formed on the crimping member 230.

上述のように、チューブ110は、作動流体による収縮及び膨張を繰り返し、本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。
ここで、アクチュエータ本体部100の収縮率が高くなると、アクチュエータ本体部100(チューブ110)の電気抵抗値が低くなる。これは、アクチュエータ本体部100に流体が流入してアクチュエータ本体部100が軸方向DAXに収縮すると、チューブ110は、スリーブ120によって規制された所定範囲内において径方向DRに膨張する際、チューブ110の厚みが薄くなることにより、チューブ110に含まれるカーボンブラック及び/又はカーボンナノチューブ間の距離が狭められる。
具体的には、アクチュエータ本体部100が収縮する際、チューブ110は拡張するため、チューブ110の膜厚が薄くなる。この結果、カーボンブラック及び/又はカーボンナノチューブの膜厚方向における寸法(距離)が狭まり、カーボンブラック及び/又はカーボンナノチューブが接近することとなる。
即ち、アクチュエータ本体部100の収縮率が高くなり、長さが短くなると、カーボンブラック及び/又はカーボンナノチューブ間の距離が狭くなるため、チューブ110の導電率が増大、換言すれば、チューブ110の電気抵抗値が低下する。そして、該抵抗値を、各連結部30に接続された抵抗値測定装置40で測定することで、チューブ110の変形量を測定することができる。
As described above, the tube 110 is repeatedly contracted and expanded by the working fluid, and is made of the conductive rubber composition for sensing of the present invention.
Here, as the contraction rate of the actuator body 100 increases, the electrical resistance value of the actuator body 100 (tube 110) decreases. This is because, when a fluid flows into the actuator body 100 and the actuator body 100 contracts in the axial direction D AX , the tube 110 expands in the radial direction D R within a predetermined range restricted by the sleeve 120, and the thickness of the tube 110 becomes thinner, narrowing the distance between the carbon black and/or carbon nanotubes contained in the tube 110.
Specifically, when the actuator body 100 contracts, the tube 110 expands, reducing the thickness of the tube 110. As a result, the dimension (distance) of the carbon black and/or carbon nanotubes in the thickness direction becomes narrower, and the carbon black and/or carbon nanotubes come closer to each other.
That is, when the contraction rate of the actuator body 100 increases and the length decreases, the distance between the carbon black and/or carbon nanotubes decreases, so that the conductivity of the tube 110 increases, in other words, the electrical resistance value of the tube 110 decreases. Then, by measuring the resistance value with the resistance value measuring device 40 connected to each connecting portion 30, the amount of deformation of the tube 110 can be measured.

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<ゴム組成物の作製>
表1~表6に示す配合のゴム組成物を、通常の方法で混練して調製した。なお、第1混練段階は、140℃で行い、第2混練段階は、100℃で行った。得られたゴム組成物に対して、下記の方法で体積抵抗率を測定した。
<Preparation of Rubber Composition>
Rubber compositions having the formulations shown in Tables 1 to 6 were prepared by kneading in a normal manner. The first kneading stage was carried out at 140° C., and the second kneading stage was carried out at 100° C. The volume resistivity of the obtained rubber compositions was measured by the following method.

(1)体積抵抗率の測定方法
得られたゴム組成物を155℃で50分間加硫して、サイズ:80mm(幅)×80mm(長さ)×2mm(厚さ)の試験片を作製し、該試験片に対して、アドバンテスト社製R8340A(高抵抗測定装置)を用いて、JIS K6911に従って体積抵抗率を測定した。結果を表1~表6に示す。
また、図5に、カーボンナノチューブを含む場合における、カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)と、体積抵抗率と、の関係を示し、図6に、カーボンナノチューブを含まない場合における、カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)と、体積抵抗率と、の関係を示す。
(1) Measurement method of volume resistivity The obtained rubber composition was vulcanized at 155°C for 50 minutes to prepare a test piece having a size of 80 mm (width) x 80 mm (length) x 2 mm (thickness), and the volume resistivity of the test piece was measured according to JIS K6911 using Advantest Corp. R8340A (high resistance measuring device). The results are shown in Tables 1 to 6.
Figure 5 shows the relationship between the product (A x B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black, and the volume resistivity, when carbon nanotubes are contained, and Figure 6 shows the relationship between the product (A x B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black, and the volume resistivity, when carbon nanotubes are not contained.

Figure 0007488150000001
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Figure 0007488150000002
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Figure 0007488150000003
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Figure 0007488150000004
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Figure 0007488150000005
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Figure 0007488150000006
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*1 NR: 天然ゴム
*2 BR: ブタジエンゴム、宇部興産社製、商品名「UBEPOL-BR150L」
*3 カーボンブラック1: 旭カーボン社製、商品名「旭NPG」、CTAB吸着比表面積=31m2/g
*4 カーボンブラック2: 旭カーボン社製、商品名「旭シャープ70L」、CTAB吸着比表面積=71m2/g
*5 カーボンブラック3: 旭カーボン社製、商品名「旭シャープ70K」、CTAB吸着比表面積=70m2/g
*6 カーボンブラック4: 東海カーボン社製、商品名「シースト6」、CTAB吸着比表面積=112m2/g
*7 カーボンブラック5: 東海カーボン社製、商品名「シースト600P」、CTAB吸着比表面積=134m2/g
*8 カーボンナノチューブ: KUMUHO社製、商品名「Durobeads K-Nanos 100P 三菱商事株式会社」
*9 硬化脂肪酸: 新日本理化社製、商品名「ステアリン酸 50S」
*10 亜鉛華: ハクスイテック社製、商品名「酸化亜鉛2種 造粒品」
*11 老化防止剤1: 日本精蝋社製、商品名「オゾエース-0280」
*12 老化防止剤2: 住友化学社製、商品名「アンチゲン6C」
*13 加硫促進剤1: 三新化学工業社製、商品名「サンセラーNS-G」
*14 硫黄: 細井化学工業社製、商品名「HK200-5」
*1 NR: Natural rubber *2 BR: Butadiene rubber, manufactured by Ube Industries, product name "UBEPOL-BR150L"
*3 Carbon black 1: Asahi Carbon Co., Ltd., product name "Asahi NPG", CTAB adsorption specific surface area = 31 m 2 /g
*4 Carbon black 2: Asahi Carbon Co., Ltd., product name "Asahi Sharp 70L", CTAB adsorption specific surface area = 71 m 2 /g
*5 Carbon black 3: Asahi Carbon Co., Ltd., product name "Asahi Sharp 70K", CTAB adsorption specific surface area = 70 m 2 /g
*6 Carbon black 4: manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., product name "Seast 6", CTAB adsorption specific surface area = 112 m 2 /g
*7 Carbon black 5: manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., product name "Seat 600P", CTAB adsorption specific surface area = 134 m 2 /g
*8 Carbon nanotubes: Manufactured by Kumuho Corporation, product name "Durobeads K-Nanos 100P Mitsubishi Corporation"
*9 Hydrogenated fatty acid: New Japan Chemical Co., Ltd., product name "Stearic acid 50S"
*10 Zinc oxide: Manufactured by Hakusui Tech Co., Ltd., product name "Zinc oxide type 2 granulated product"
*11 Anti-aging agent 1: Nippon Seiro Co., Ltd., product name "Ozoace-0280"
*12 Antiaging agent 2: Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name "Antigen 6C"
*13 Vulcanization accelerator 1: Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., product name "Suncerer NS-G"
*14 Sulfur: Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., product name "HK200-5"

*15 ブロモブチルゴム: 日本ブチル株式会社製、商品名「JSR BROMOBUTYL 2222」
*16 プロセスオイル: JXTGエネルギー株式会社製、商品名「スーパーオイル Y22」
*17 加硫促進剤2: 大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーDM-P」
*15 Bromobutyl rubber: manufactured by Japan Butyl Co., Ltd., product name "JSR BROMOBUTYL 2222"
*16 Process oil: JXTG Energy Corporation, product name "Super Oil Y22"
*17 Vulcanization accelerator 2: Product name "Noccela DM-P" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.

表1~表6、並びに、図5及び図6から、カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)が大きくなるに従い、抵抗値が小さくなり、センシング部材として好適なゴム組成物が得られることが分かる。 From Tables 1 to 6 and Figures 5 and 6, it can be seen that as the product (A x B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black increases, the resistance value decreases, and a rubber composition suitable for use as a sensing component can be obtained.

特には、カーボンブラックとカーボンナノチューブの両方を含むゴム組成物は、
(1)カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)が3000以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が20体積%以上である場合、
(2)カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)が1250以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が20体積%以上である場合、
(3)カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)が900以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が20体積%以上である場合、
(4)カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)が310以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が20体積%以上である場合、
体積抵抗率が1.0×108(Ω・cm)以下となり、センシング用ゴム組成物として特に好適になることが分かる。
In particular, a rubber composition containing both carbon black and carbon nanotubes is
(1) The product (A×B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B (m 2 /g) of the carbon black is 3,000 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more.
(2) The product (A×B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B (m 2 /g) of the carbon black is 1250 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more.
(3) The product (A×B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B (m 2 /g) of the carbon black is 900 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more.
(4) The product (A×B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B (m 2 /g) of the carbon black is 310 or more, and the volume fraction of the carbon black is 20 volume% or more.
The volume resistivity is 1.0×10 8 (Ω·cm) or less, which is particularly suitable as a rubber composition for sensing.

また、カーボンブラックを含むものの、カーボンナノチューブを含まないゴム組成物は、
カーボンブラックの含有量A(質量部)とカーボンブラックのCTAB吸着比表面積B(m2/g)との積(A×B)が3000以上である場合、体積抵抗率が1.0×108(Ω・cm)以下となり、センシング用ゴム組成物として特に好適になることが分かる。
In addition, a rubber composition containing carbon black but not carbon nanotubes is
It can be seen that when the product (A x B) of the carbon black content A (parts by mass) and the CTAB adsorption specific surface area B ( m2 /g) of the carbon black is 3000 or more, the volume resistivity is 1.0 x 108 (Ω·cm) or less, making it particularly suitable as a rubber composition for sensing.

本発明のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴムの抵抗値の変化から、ゴムの変形量を予測するセンサーに利用できる。 The conductive rubber composition for sensing of the present invention can be used as a sensor that predicts the amount of deformation of rubber from changes in the resistance value of the rubber.

1:変形量検出センサー、 2:センシングゴム部材、 3:抵抗値測定装置、
10:タイヤ、 11:ビード部、 12:サイドウォール部、 13:トレッド部、 14:ビードコア、 15:カーカス、 16:ベルト、 16a,16b:補強層、 17:センシングゴム部材、 18:抵抗値測定装置、
20:ラバーアクチュエータ、 30:連結部、 40: 抵抗値測定装置、100:アクチュエータ本体部、 110:チューブ、 120:スリーブ、 200:封止機構、 210:封止部材、 211:胴体部、 212:鍔部、 213:凹凸部、 214:小径部、 215:通過孔、 220:係止リング、 230:かしめ部材、 231:圧痕、 300:封止機構、 400,500:フィッティング、 410,510:通過孔、 DAX:軸方向、 DR:径方向
1: deformation amount detection sensor; 2: sensing rubber member; 3: resistance value measuring device;
REFERENCE SIGNS LIST 10: tire, 11: bead portion, 12: sidewall portion, 13: tread portion, 14: bead core, 15: carcass, 16: belt, 16a, 16b: reinforcing layer, 17: sensing rubber member, 18: resistance value measuring device,
20: Rubber actuator, 30: Connection portion, 40: Resistance measuring device, 100: Actuator body, 110: Tube, 120: Sleeve, 200: Sealing mechanism, 210: Sealing member, 211: Body portion, 212: Flange portion, 213: Concave and recessed portion, 214: Small diameter portion, 215: Passing hole, 220: Locking ring, 230: Crimping member, 231: Indentation, 300: Sealing mechanism, 400, 500: Fitting, 410, 510: Passing hole, D AX : Axial direction, D R : Radial direction

Claims (5)

ゴム成分と、カーボンブラックと、カーボンナノチューブと、を含み、
前記カーボンブラックの前記ゴム成分100質量部に対する含有量A(質量部)と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積B(m /g)と、の積(A×B)が、310以上であり、且つ
前記カーボンブラックの体積分率が、20体積%以上であることを特徴とする、センシング用導電性ゴム組成物。
The rubber composition includes a rubber component, carbon black, and carbon nanotubes,
the product (A×B) of the content A (parts by mass) of the carbon black relative to 100 parts by mass of the rubber component and the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area B (m 2 /g) of the carbon black is 310 or more; and
A conductive rubber composition for sensing, characterized in that the volume fraction of the carbon black is 20 volume % or more .
前記ゴム成分が、ジエン系ゴムを含む、請求項に記載のセンシング用導電性ゴム組成物。 The conductive rubber composition for sensing according to claim 1 , wherein the rubber component includes a diene rubber. 前記ジエン系ゴムが、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、及びアクリロニトリルブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項に記載のセンシング用導電性ゴム組成物。 The conductive rubber composition for sensing according to claim 2 , wherein the diene rubber is at least one selected from the group consisting of natural rubber, synthetic isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, and acrylonitrile butadiene rubber. 前記ゴム成分が、非ジエン系ゴムを含む、請求項に記載のセンシング用導電性ゴム組成物。 The conductive rubber composition for sensing according to claim 1 , wherein the rubber component includes a non-diene rubber. 前記非ジエン系ゴムが、ウレタンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、及びブロモブチルゴムからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項に記載のセンシング用導電性ゴム組成物。 The conductive rubber composition for sensing according to claim 4 , wherein the non-diene rubber is at least one selected from the group consisting of urethane rubber, ethylene propylene diene rubber, and bromobutyl rubber.
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