JPH08208890A

JPH08208890A - 履帯ゴム組成物

Info

Publication number: JPH08208890A
Application number: JP4097995A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takada; 寛高田; Shingo Iiizumi; 信吾飯泉; Shingo Kato; 信吾加藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1996-08-13
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JP3329615B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、上記履帯用ゴムシューに使用され
る耐久性に優れ耐カッテイング性の優れた履帯用ゴム組
成物を提供することを目的とするものである。【構成】（１）ＳＢＲ６０〜１００重量部とその他の
ジエン系ポリマー０〜４０重量部をブレンド配合したゴ
ム組成物に対して、（２）補強剤として、粒子径が３５
μｍ以下のカーボンブラック（ＨＡＦ級以上）を５０〜
１００重量部、（３）且つ上記（１）記載のブレンドし
たゴム組成物１００重量部の内、０重量部〜４０重量部
を上限度としてハイスチレンポリマーに置換したことを
特徴とする履帯ゴム組成物であり、同ゴム組成物の加硫
ゴムの動的損失率Ｅ”が３０ｋｇ／ｃｍ² 以上であるこ
とを特徴とする履帯ゴム組成物としたことで、従来に比
して、耐カット性に優れたゴム組成物を得ることができ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設機械、土木作業機
械、或は農業機械等に用いられる、主としてゴム等の弾
性材料からなる履帯ゴムシューに関する。

【０００２】

【従来の技術】履帯シューを備えた建設機械や土木作業
機械等は、従来は、主として不整地での走行に供されて
いたため、これを用いる履帯シューは、金属製のものが
殆どであった。しかるに、近年になって都市内や繁華街
等での諸工事にも、これらの機械類が広く使用されるよ
うになり、この為従来のような金属製の履帯シューを用
いた場合は、舗装路面を傷つける等といった欠点があっ
た。又走行時に機械操縦者の受ける振動等の負担も大き
く、更には走行時の騒音発生といった問題を惹起した。
これらの問題点を解消させるべく、最近のこれらの機械
類の履帯は、履帯の全面又は一部を加硫ゴムで覆った、
いわゆる履帯ゴムシューが好んで用いられるようになっ
た。

【０００３】これら履帯ゴムシューを装着した建設機械
や土木作業機械等は、通常過酷な条件下で使用されるこ
とが多い為、履帯ゴムシューは、常に高荷重の負荷を受
け、特に鋭利な岩石や縁石等との接触や衝突、或は摩擦
等によってゴム部にカッテイングが著しく生じ、ゴム部
に欠けや割れが生じて耐久寿命が早まるという欠点があ
り、更に近年、益々このような機械の大型化が進む現
在、この履帯用ゴムシューは、より高い耐久性能が要求
されている。

【０００４】しかしながら、この耐カット性を向上させ
るためには、通常、天然ゴム、スチレン−ブタジエン
（ＳＢＲ）等の最適なジエン系ポリマーの選択、及びカ
ーボンブラック、シリカ等の補強性充填剤を多量に配合
する方法、さらにはジシクロペンタジエンを主体とする
石油系樹脂を補強剤として添加する方法等が提唱されて
いる。しかしながら、いずれの方法も十分に満足させ得
る耐久性能の優れたゴム組成物は得られていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記履帯ゴ
ムシューなどに使用される耐久性、耐カット性の優れた
履帯ゴム組成物を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するするための手段】履帯ゴムシューのゴ
ム部（トレッド部）と岩石との接触や衝突あるいは、摩
擦等によって生じるゴム部の欠けや割れの程度を評価す
る方法として悪路走行耐久試験や衝撃カット試験が有用
である。本発明者らは、各種数多くのゴム配合組成物を
作成して、上記評価試験を通じて鋭意検討を進めた結
果、耐カット性及び耐久性と各種ゴム配合組成物の加硫
ゴムのＥ”（Ｅ’×ｔａｎδ）値との間に相関関係があ
ることを見いだした。即ち、Ｅ”の値が大きくなるにつ
れ、耐カット性及び耐久性が優れることを見出した。図
１及び図２に、Ｅ”と耐カット性及びＥ”と耐久テスト
（欠損体積）との関係グラフを示す。

【０００７】ここで、Ｅ’は履帯ゴムシューのラグ部が
走行時、岩石から受ける衝撃（所謂圧壞特性）に、どの
程度耐え得るかの指標となる。また、ｔａｎδは履帯ゴ
ムシューのラグ部が走行時、岩石から受ける衝撃エネル
ギーをどの程度ゴムが吸収するかの指標となる。尚、上
記Ｅ”は動的性質における次の関係式から得られる値で
ある。Ｅ”＝Ｅ’× ｔａｎδ Ｅ”：動的損失率（ｋｇ／ｃｍ² ）Ｅ’：動的弾性率（ｋｇ／ｃｍ² ）ｔａｎδ ：損失正接

【０００８】そこで、Ｅ”（Ｅ’×ｔａｎδ）の値を大
きくするための配合処方を鋭意検討した。先ずＥ’をア
ップさせるには、通常カーボンブラック（グレード、
量）、ハイスチレンポリマー、或は樹脂ブレンド、カッ
トファイバー等が効果があり、又ｔａｎδをアップさせ
るには、石油系の樹脂若しくは天然の樹脂をブレンドす
ることで対応可能であるが、いずれも混練作業性（加工
性）が悪く、なお満足する効果が得られない、コストが
高い等の問題を有する場合が多い。

【０００９】こうした状況の下で、本発明らは種々検討
の結果、請求項１及び２において（１）ＳＢＲ６０重量
部〜１００重量部とその他のジエン系ポリマー０重量
部、好ましくは５重量部〜４０重量部をブレンドしたゴ
ム組成物１００重量部に対して、（２）補強剤として、
粒子径が３５μｍ以下のカーボンブラック（ＨＡＦ級以
上）を５０〜１００重量部添加し、（３）且つ上記
（１）記載のブレンドしたゴム組成物１００重量部の
内、その４０重量部を上限度としてハイスチレンポリマ
ーに置換使用することを特徴とする履帯ゴム組成物であ
り、請求項３において、上記通常のＳＢＲはスチレンコ
ンテントが２０％以上５０％未満で、ブタジエンコンテ
ントが５０％以上８０％未満ものであるものを使用する
ことが好適であり、又、請求項４に記載したように、上
記ハイスチレンポリマーがスチレンコンテント５０％以
上のものを使用することを特徴とした履帯ゴム組成物で
ある。更に、請求項５のごとく、上記組成物からなる加
硫ゴムの動的損失率Ｅ”が３０ｋｇ／ｃｍ² 以上である
ことを特徴とする履帯ゴム組成物である。

【００１０】先ず、本発明で使用するＳＢＲは、乳化重
合タイプと溶液重合タイプがあるが、そのどちらでも使
用が可能である。

【００１１】一方、上記ＳＢＲにブレンドするジエン系
ポリマーとしては、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、Ｎ
ＢＲ、イソプレンゴム等及びこれらの混合物が好適に用
いられる。

【００１２】又、ハイスチレンポリマーは、スチレンコ
ンテントが５０％以上のポリマーのものであり、該ポリ
マーとしては特に限定されないが、好ましくはハイスチ
レンＳＢＲが好適に用いられる。また、その配合量は、
上記請求項１に記載の（１）ブレンドしたゴム組成物１
００重量部の内、（３）０以上、好ましくは５〜４０重
量部を上限としてハイスチレンポリマーに置換使用する
ことがＥ”向上のために好ましく、更に５〜２０重量部
が好適である。ハイスチレンポリマーの置換部数が５重
量部以下置換では、Ｅ’（Ｅ”）を明らかに向上させる
効果が少なく、耐カット性の改善効果が小さい。尚、後
に示す実施例・比較例で示す表１中、ハイスチレンポリ
マーを０重量部とした場合のＥ”の値が本発明の請求項
４記載の３０ｋｇ／ｃｍ² を超えてはいるが、バラツキ
を考えると少なくとも５重量部以上の置換使用が望まし
い。また４０重量部以上を上記ブレンドしたゴム組成物
１００重量部の内置換使用した場合は、混練り作業が著
しく低下すると共に、引張強度も低下する。

【００１３】

【作用】上記スチレンコンテント５０％以上のハイスチ
レンポリマーが本発明において使用されたのは、通常使
用温度付近でｔａｎδが高く、かつ、高弾性率の配合が
得られ、Ｅ”が大きいからである。

【００１４】補強剤としては上記の如く粒子径が３５μ
ｍ以下の微細なカーボンブラックが望ましく、それ以上
大きい粒子径を有するカーボンブラックでは補強性に難
がある。又カーボン量は、請求項１（１）に記載のブレ
ンドしたゴム１００重量部に対し、５０〜１００重量部
の範囲が望ましく、より好ましくは６０〜８０重量部が
好適である。５０重量部ゴム以下ではゴム補強性が弱く
又カット性も劣る。又１００重量部以上では混練作業性
が著しく困難である。又、Ｅ’（Ｅ”）を向上させる手
段として、カーボンブラックの他、カーボンとシリカ、
或はナイロン、ケブラー、ビニロン等のカットファイバ
ー、ポリプロピレン等の樹脂を併用することも出来る
が、本発明で使用するハイスチレンポリマーを採用した
方が、より容易にＥ”を向上させる効果が大きい。

【００１５】尚、本発明のゴム組成物においては加硫
剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、粘着付与
剤等が適宜配合される。また本発明のゴム組成物は、上
記成分を通常の加工装置、例えばロール、バンバリーミ
キサー、ニーダー等により混練りすることにより得られ
る。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の詳細を多くの実施例を示して
説明するが、勿論本実施例に限定されるものではない。
本発明において、多くの実験を行い、その結果に基づい
て各請求項に示すような本発明に至ったが、以下の表１
にそれぞれ耐カット性、耐久性向上の目的に向かって行
った実施例、比較例の処方及びそれらの評価（特に耐カ
ット性）結果を示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】尚、本発明に際して各実施例、比較例の各
試料の作成方法及び評価方法については下記の如くに行
った。（１）試料の作成。ＦＡＲＲＥＬ型ラボバンバリーにて、ノンプロゴムは、
ポリマー、カーボン、ステアリン酸、老化防止剤等を混
合し、２分間練った。プロゴムは、ノンプロゴムに硫
黄、加硫促進剤、亜鉛華を混合し１分間練った。得られ
た練りゴムを用いて、通常の加硫を行い試料を作成し、
そして下記のような各種評価試験を行った。（２）評価の方法。 (ア) ＴＢ（引張強度）ＪＩＳＫ６３０１に準じて、２５℃にて引張破断強度
を測定した。 (イ) 動特性東洋精機製レオグラフ「ソリッドＬ−１Ｒ」を用いて動
的剪断歪み振幅２．０％、振動１５Ｈｚ、及び測定温度
２５℃にて測定した。 (ウ) 耐カット性１５ｋｇの重りに、角度６０度の刃を取り付け、厚さ３
０ｍｍの加硫したゴム組成物上に一定距離より自然落
下、衝突させその時の傷の深さを求め、これを次式に従
い指数で評価した。

【数１】この値が大きいほど耐カット性が良い。 (エ) 悪路走行耐久試験弊社悪路走行耐久試験場で、１サイクル１０時間の走行
試験を１０サイクル（１００時間）実施した後、ゴムの
欠損体積（長さ×幅×深さを１ｍｍ単位で求めた）及び
カット傷のみでまだ欠損に至っていない場合は、カット
傷の長さ×深さを測定し、幅を１ｍｍとして欠損体積
（ｍｍ³ ）とした。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、上記の如く、（１）ＳＢＲ６
０〜１００重量部とその他のジエン系ポリマー０〜４０
重量部をブレンドしたゴム１００重量部に対して、
（２）補強剤として、粒子径が３５μｍ以下のカーボン
ブラック（ＨＡＦ級以上）を５０〜１００重量部を加
え、（３）且つ上記（１）記載のブレンドしたゴム組成
物１００重量部の内、０以上、好ましくは５以上〜４０
重量部を上限度としてハイスチレンポリマー（スチレン
コンテントが５０％以上）を置換使用したことを特徴と
する履帯ゴム組成物であり、同ゴム組成物の加硫ゴムの
動的損失率Ｅ”が３０ｋｇ／ｃｍ² 以上であることを特
徴とする履帯ゴム組成物としたことで、従来に比して、
耐カット性に優れたゴム組成物を得ることができた。
尚、本ゴム組成物は、履帯シューのみならず、履帯ゴム
シューと同じ特性が要求される弾性ゴムクローラ等にも
適用されることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】各種ゴム組成物の加硫ゴムにおけるＥ”／耐カ
ット性の関係グラフ。

【図２】各種ゴム組成物の加硫ゴムにおけるＥ”／耐久
性との関係グラフ。

【図３】履帯ゴムシューの概略正面図を示す一例図であ
る。

【図４】履帯ゴムシューの概略平面図を示す一例図であ
る。

【符号の説明】

１ゴム２芯金３建機本体への取り付け孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）ＳＢＲ６０重量部〜１００重量部
と、その他のジエン系ポリマー０重量部〜４０重量部を
ブレンドしたゴム組成物１００重量部に対して、（２）
補強剤として、粒子径が３５μｍ以下のカーボンブラッ
ク（ＨＡＦ級以上）を５０〜１００重量部を加え、
（３）且つ上記（１）記載のブレンドしたゴム組成物１
００重量部の内、０〜４０重量部を上限度としてハイス
チレンポリマーに置換使用することを特徴とする履帯ゴ
ム組成物。
【請求項２】（１）ＳＢＲ６０重量部〜１００重量部
と、その他のジエン系ポリマー０重量部〜４０重量部を
ブレンドしたゴム組成物１００重量部に対して、（２）
補強剤として、粒子径が３５μｍ以下のカーボンブラッ
ク（ＨＡＦ級以上）を５０〜１００重量部を加え、
（３）且つ上記（１）記載のブレンドしたゴム組成物１
００重量部の内、５重量部以上〜４０重量部を上限度と
してハイスチレンポリマーに置換使用することを特徴と
する履帯ゴム組成物。
【請求項３】上記ＳＢＲがスチレンコンテントが２０
％以上５０％未満、ブタジエンコンテントが５０％以上
８０％未満のものであることを特徴とする請求項１又は
２記載の履帯ゴム組成物。
【請求項４】上記ハイスチレンポリマーが、スチレン
コンテント５０％以上のものであることを特徴とする請
求項１乃至３のいずれか１項に記載の履帯ゴム組成物。
【請求項５】上記組成物からなる加硫ゴムの動的損失
率Ｅ”が３０ｋｇ／ｃｍ² 以上であることを特徴とする
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の履帯ゴム組成
物。