WO2019087499A1 - ゴム組成物、金属-ゴム複合体及びタイヤ - Google Patents

ゴム組成物、金属-ゴム複合体及びタイヤ Download PDF

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拓也 尾▲崎▼
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株式会社ブリヂストン
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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition, a metal-rubber composite and a tire.
  • metal-rubber composites in which a metal material is embedded in rubber are used for the purpose of reinforcing the rubber and improving the durability.
  • a metal-rubber composite in which a metal cord is covered with rubber is often disposed as a belt on the outer side in the tire radial direction of a crown portion of a carcass to improve the durability of the tire.
  • belt coating rubber covering a metal cord is an important rubber member involved in the safety of the tire, and is required to be excellent in durability such as adhesion to metal and cracking resistance.
  • Patent Document 1 the adhesion to metals is improved by changing the type and content of vulcanization accelerators in rubber for metal coating.
  • Patent Document 2 a technique for improving the adhesion to metals, a technique is known in which a benzothiazole-based rust inhibitor is blended in a rubber for metal coating.
  • Patent Documents 1 and 2 there is no mention of heat buildup of the rubber member itself in any of Patent Documents 1 and 2 described above, and the technology disclosed in Patent Documents 1 and 2 is a technology that can achieve both adhesiveness to metal and low heat buildup. It is hard to say.
  • the rubber composition can be reduced in heat generation by changing the type and amount of carbon black usually blended as a filler in the rubber composition, but by changing the type and amount of carbon black When the heat generation of the rubber composition is reduced, the durability of the rubber composition such as cracking resistance is reduced.
  • this invention solves the problem of the said prior art, and makes it a subject to provide the rubber composition which was compatible in durability, such as adhesiveness with metal, and crack resistance, and low heat buildup.
  • Another object of the present invention is to provide a metal-rubber composite and a tire having both durability and low heat buildup.
  • the gist configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.
  • the rubber composition of the present invention comprises a rubber component, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, a nitrogen-containing cyclic compound having no benzene ring, a cobalt compound having no boron, and silica.
  • the content of the nitrogen-containing cyclic compound is 0.4 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component
  • the mass ratio (Co / N) of the cobalt amount (Co) of the cobalt compound to the nitrogen amount (N) of the nitrogen-containing cyclic compound is 1.2 to 7.0.
  • the rubber composition of the present invention is compatible with durability such as adhesion to metal and resistance to cracking and low heat buildup.
  • the nitrogen-containing cyclic compound is selected from the group consisting of triazoles, triazol derivatives, imidazoles and imidazole derivatives.
  • the adhesion to metal can be improved while reducing the cost of the rubber composition.
  • the triazole derivative and the imidazole derivative have an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an amino group in a side chain.
  • the adhesion of the rubber composition to the metal can be further improved.
  • the nitrogen-containing cyclic compound is 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 4 Selected from the group consisting of: amino-1,2,4-triazole, and imidazole.
  • the adhesion of the rubber composition to the metal can be improved.
  • the cobalt compound is cobalt stearate.
  • durability such as adhesion to metal and resistance to cracking can be highly balanced with low heat buildup.
  • the rubber composition of the present invention preferably does not contain N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide from the viewpoint of environmental load reduction.
  • the metal-rubber composite of the present invention is characterized by having the above rubber composition and a metal.
  • the metal-rubber composite of the present invention can achieve both durability and low heat buildup.
  • the tire according to the present invention is characterized by using the above-mentioned metal-rubber composite.
  • Such a tire of the present invention can have both durability and low heat buildup.
  • the present invention it is possible to provide a rubber composition in which the durability such as adhesion to metal and cracking resistance is compatible with low heat buildup. Further, according to the present invention, it is possible to provide a metal-rubber composite and a tire that have both durability and low heat buildup.
  • the rubber composition of the present invention comprises a rubber component, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, a nitrogen-containing cyclic compound having no benzene ring, a cobalt compound having no boron, and silica.
  • the content of the nitrogen-containing cyclic compound is 0.4 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and the cobalt amount (Co) of the cobalt compound and the nitrogen amount (N) of the nitrogen-containing cyclic compound And the mass ratio (Co / N) thereof are 1.2 to 7.0.
  • N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide is also referred to as “vulcanization accelerator CZ” or “vulcanization accelerator CBS” and has an action to accelerate the vulcanization reaction.
  • vulcanization accelerator CZ N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide may be referred to as “vulcanization accelerator CZ”.
  • a rubber composition containing a vulcanization accelerator CZ tends to have reduced adhesion to metals (in particular, adhesion after deterioration upon standing) and cracking resistance.
  • the adhesion of the rubber composition to the metal is reduced by blending the nitrogen-containing cyclic compound having no benzene ring and the cobalt compound containing no boron together with the vulcanization accelerator CZ. It can be suppressed.
  • the crack resistance of the rubber composition is lowered by blending the nitrogen-containing cyclic compound having no benzene ring, the cobalt compound containing no boron, and the silica together with the vulcanization accelerator CZ. Can also be suppressed.
  • the low heat buildup of the rubber composition can be improved by blending the vulcanization accelerator CZ and silica. Therefore, the rubber composition of the present invention can achieve both the adhesiveness to metal, durability such as crack resistance, and low heat buildup.
  • the rubber composition of the present invention contains a rubber component.
  • the rubber component include natural rubber (NR), polybutadiene rubber (BR), polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), ethylene -Propylene copolymer rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, butyl rubber (isobutylene-isoprene copolymer rubber, IIR), halogenated butyl rubber, alkylated chlorosulfonated polyethylene rubber, diene such as polychloroprene rubber (CR) And rubbers and the like. These rubber components may be used alone or in combination of two or more.
  • the rubber composition of the present invention comprises N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide.
  • N-Cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide has an action to accelerate the vulcanization reaction and also reduces loss tangent (tan ⁇ ) of the rubber composition to improve the low heat buildup of the rubber composition. To contribute.
  • the content of N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 0.9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is not less than mass part, and preferably not more than 2.2 parts by mass, more preferably not more than 2.0 parts by mass.
  • the content of N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide is 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the effect of improving the low heat buildup of the rubber composition is increased. Moreover, if it is 2.2 mass parts or less, adhesiveness with a metal and crack resistance will become favorable.
  • N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide is known as a vulcanization accelerator having excellent adhesiveness, it is designated as a chemical substance monitoring chemical, and there is a fear that its use will be restricted in the future. There is. From the viewpoint of environmental load reduction, in the rubber composition of the present invention, the mass part of N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide is preferably 2.0 parts by mass or less, and it is more preferable not to contain it. preferable.
  • the rubber composition of the present invention contains a nitrogen-containing cyclic compound having no benzene ring.
  • the nitrogen-containing cyclic compound contributes to the suppression of the decrease in adhesion of the rubber composition to the metal, and the suppression of the decrease in the crack resistance of the rubber composition.
  • the nitrogen-containing cyclic compound is not particularly limited as long as it has no benzene ring and contains nitrogen and has a cyclic structure, but preferably has no mercapto group.
  • the formation of the rubber-metal adhesive layer is suitably controlled by the nitrogen-containing cyclic compound blended in the rubber composition, and the surface of the metal material is protected. Prevents the formation of an excessive rubber-metal adhesive layer, significantly improves the adhesion of the rubber composition to metal, and prevents initial adhesion and adhesion after leaving it without adversely affecting vulcanization. It can be excellent.
  • nitrogen-containing cyclic compounds having no benzene ring include triazole, triazole derivative, imidazole, and imidazole derivative from the viewpoint of reducing cost and improving adhesion to metal.
  • triazole and triazole derivatives are more preferred.
  • These nitrogen-containing cyclic compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the triazole derivative and the imidazole derivative are preferably compounds having an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an amino group in a side chain.
  • examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group and a propyl group, and an aminoalkyl group having 1 to 3 carbon atoms includes an aminomethyl group, an aminoethyl group and an aminopropyl group. It can be mentioned.
  • a triazole derivative or an imidazole derivative is a compound having an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an amino group on the side chain of a triazole ring or imidazole ring, a phase with a rubber component
  • the solubility is not too high, and by sufficiently protecting the surface of the metal material, the formation of an excessive rubber-metal adhesion layer is prevented, the adhesion to metal is greatly improved, and the adverse effect at the time of vulcanization is obtained. It is possible to improve initial adhesion to metal and adhesion after standing.
  • triazole and triazole derivative examples include 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, and the like.
  • 1-methyl-1,2,3-triazole, 2-methyl-1,2,3-triazole, 4-methyl-1,2,3-triazole, 4,5-dimethyl-1,2,3-triazole, 1-methyl-1,2,4-triazole, 3-methyl-1,2,4-triazole, 3,5-dimethyl-1,2,4-triazole, 3,5-diethyl-1,2,4- Triazole etc. are mentioned. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • imidazole and imidazole derivative include imidazole, 2-aminoimidazole, 4-aminoimidazole, 5-aminoimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-methyl-4-ethylimidazole and the like. Be These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the nitrogen-containing cyclic compounds from the viewpoint of improving the adhesion to metal, 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1,3 Particular preference is given to 2,4-triazole, 4-amino-1,2,4-triazole and imidazole.
  • a commercial item may be used as said nitrogen-containing cyclic compound, Moreover, you may synthesize
  • the content of the nitrogen-containing cyclic compound is 0.4 parts by mass or less, preferably 0.3 parts by mass or less, and preferably 0.01 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component. Preferably, it is 0.05 parts by mass or more. If the content of the nitrogen-containing cyclic compound is 0.4 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the initial adhesion to metal becomes good, and if it is 0.3 parts by mass or less, low heat generation The property is further improved, and when the amount is 0.01 parts by mass or more, the effect of improving the adhesion to a metal is increased.
  • the rubber composition of the present invention contains a cobalt compound which does not contain boron.
  • the cobalt compound contributes to the suppression of the decrease in the adhesion of the rubber composition to the metal and the suppression of the decrease in the crack resistance of the rubber composition.
  • fatty acid cobalt is preferable from the viewpoint of balancing low heat buildup and durability such as adhesion to metals and cracking resistance.
  • the fatty acid cobalt may be saturated, unsaturated, linear or branched, and, for example, cobalt stearate, cobalt versatate, cobalt oleate, cobalt linoleate, cobalt linolenate, abietic acid Cobalt, cobalt caprylate, cobalt 2-ethylhexanoate, cobalt octylate, cobalt pivalate, cobalt n-heptanoate, cobalt 2,2-dimethylpentanoate, cobalt 2-ethylpentanoate, 4,4-dimethylpentanoic acid Cobalt, cobalt n-octoate, cobalt 2,2-dimethylhexanoate, cobalt 2-ethylhexanoate, cobalbalt, co
  • the content of the cobalt compound is preferably 0.9 parts by mass or more, more preferably 1.2 parts by mass or more, and preferably 2.2 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is 2.0 parts by mass or less.
  • the content of the cobalt compound is 0.9 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the adhesion of the rubber composition to the metal is improved, and when the content is 2.2 parts by mass or less, the rubber The aging resistance of the composition is good.
  • the mass ratio (Co / N) of the cobalt amount (Co) of the cobalt compound to the nitrogen amount (N) of the nitrogen-containing cyclic compound is 1.2 to 7.0. , Preferably 1.8 to 6.0.
  • the mass ratio (Co / N) of the cobalt amount (Co) of the cobalt compound to the nitrogen amount (N) of the nitrogen-containing cyclic compound is less than 1.2 (that is, the ratio of Co is too small)
  • the rubber composition The adhesion of the product to metal decreases, while when it exceeds 7.0 (that is, when the proportion of Co is too large), the aging resistance of the rubber composition is deteriorated.
  • the rubber composition of the present invention contains silica.
  • the silica contributes to the suppression of the decrease in crack resistance of the rubber composition and the improvement of the low heat buildup of the rubber composition.
  • the silica is not particularly limited, and examples thereof include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate and the like, and among these, wet silica is preferable. These silicas may be used alone or in combination of two or more.
  • the BET specific surface area of the silica is preferably 40 to 350 m 2 / g, more preferably 150 to 300 m 2 / g, and still more preferably 200 to 250 m 2 / g.
  • Silica having a BET specific surface area in this range has the advantage of being able to simultaneously achieve rubber reinforcement and dispersibility in the rubber component.
  • the content of the silica is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and preferably 30 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is. When the content of silica is 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the low heat buildup of the rubber composition is further improved, and when it is 30 parts by mass or less, the processability of the rubber composition is It is good.
  • the rubber composition of the present invention preferably further contains carbon black.
  • the durability such as crack resistance of the rubber composition is improved.
  • the carbon black is not particularly limited, and examples thereof include GPF, FEF, HAF, ISAF, and SAF grade carbon black. These carbon blacks may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the carbon black is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, and preferably 100 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is below. When the content of carbon black is 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, durability such as crack resistance of the rubber composition is further improved, and when it is 100 parts by mass or less, the rubber composition The processability of the object is good.
  • the total content of the silica and the carbon black is preferably 30 parts by mass or more, more preferably 40 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Preferably it is 120 mass parts or less, More preferably, it is 100 mass parts or less.
  • the total content of silica and carbon black is at least 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the durability such as crack resistance of the rubber composition is further improved, and at 120 parts by mass or less If it exists, the processability of the rubber composition is good.
  • the rubber composition of the present invention preferably further contains a vulcanizing agent.
  • Sulfur etc. are mentioned as this vulcanizing agent.
  • the content of the vulcanizing agent is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by mass as sulfur, and more preferably in the range of 1 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the content of the vulcanizing agent is 0.1 parts by mass or more as sulfur content with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the crack resistance and the like of the vulcanized rubber are improved, and 10 parts by mass or less For example, sufficient rubber elasticity can be secured.
  • the rubber composition according to the present invention includes the above-mentioned rubber component, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (vulcanization accelerator CZ), nitrogen-containing cyclic compound having no benzene ring, and cobalt compound not containing boron.
  • vulcanization accelerator CZ vulcanization accelerator
  • nitrogen-containing cyclic compound having no benzene ring nitrogen-containing cyclic compound having no benzene ring
  • cobalt compound not containing boron cobalt compound not containing boron.
  • silica carbon black and vulcanizing agents, anti-aging agents, softeners, silane coupling agents, stearic acid, zinc oxide (zinc oxide), etc.
  • a commercial item can be used suitably as these compounding agents.
  • the rubber composition of the present invention can be produced by a known method, for example, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, a nitrogen-containing cyclic compound having no benzene ring, and boron in the rubber component
  • the cobalt compound and the silica, and various compounding agents appropriately selected as necessary may be blended, and the mixture can be manufactured by kneading, heating, extrusion and the like.
  • the metal-rubber composite of the present invention is characterized by having the above rubber composition and a metal. Since the metal-rubber composite of the present invention has the rubber composition described above, both durability and low heat buildup can be achieved.
  • the rubber-metal composite include composites obtained by embedding a metal material in a rubber composition.
  • a metal material for example, a linear, plate-like or chain-like material made of a metal such as steel, iron, stainless steel, lead, aluminum, copper, brass, bronze, monel metal alloy, nickel, zinc etc. may be mentioned.
  • Be A steel cord is particularly preferable as the metal material.
  • the diameter of the steel coat is appropriately selected according to the application.
  • the metal material may have a plated layer on the surface, and examples of the plated layer include a brass plated layer, a zinc plated layer, a copper plated layer and the like, and among them, rubber (coated rubber)
  • the brass plating layer is preferred from the viewpoints of initial adhesion to (g) and adhesion after standing.
  • the proportion of copper and zinc in the brass plating layer is preferably in the range of 60:40 to 70:30 on a mass basis.
  • the rubber-metal composite of the present invention can be produced, for example, through the step of adhering the metal material and the above-mentioned rubber composition by a conventional method, if necessary.
  • a method of bonding the metal material and the rubber composition for example, a method of vulcanizing and bonding the metal material and the rubber composition under pressure heating may be mentioned.
  • the rubber-metal composite of the present invention can be used for various rubber products such as conveyor belts, rubber crawlers, hoses, etc. in addition to the tires described later.
  • the tire of the present invention is characterized by using the above-mentioned metal-rubber composite.
  • the tire of the present invention uses the above-described metal-rubber composite, so that both durability and low heat buildup can be achieved.
  • a portion of the tire using the metal-rubber composite a belt, a carcass, a bead core and the like can be mentioned.
  • the tire according to the present invention may be obtained by molding and then vulcanizing using an unvulcanized rubber composition or a rubber-metal composite, depending on the type of tire to be applied, or an unvulcanized rubber composition After molding using a semi-crosslinked rubber composition (semi-vulcanized rubber) that has undergone a pre-vulcanization process and the like together with a rubber-metal composite, it may be obtained by further vulcanization.
  • the tire according to the present invention is preferably a pneumatic tire, and as a gas to be filled in the pneumatic tire, in addition to normal air having a controlled partial pressure of oxygen, an inert gas such as nitrogen, argon, or helium can be used. It can be used.
  • a rubber composition was produced according to the formulation shown in Table 1 using a conventional Banbury mixer.
  • the resulting rubber composition was evaluated for crack resistance, low heat buildup and adhesiveness by the following method. The results are shown in Table 1.
  • rupture was implemented 4 times for every sample, the common logarithm was calculated, and those average was made into the average common logarithm.
  • it shows as an index when the average common logarithm of comparative example 1 is set to 100, and it shows that it is excellent in crack resistance (crack growth resistance), so that an index value is large.
  • the steel cords are arranged in parallel at intervals of 12.5 mm, the steel cords are coated with the rubber composition from the top and bottom, and vulcanized at 160 ° C. for 7 minutes to bond the rubber composition and the steel cords to a thickness
  • a metal-rubber composite was obtained in which a steel cord was embedded in a 1 mm rubber sheet (the steel cord is arranged at the center in the thickness direction of the rubber sheet and at 12.5 mm intervals on the sheet surface). Thereafter, in accordance with ASTM D 2229, a steel cord is pulled out of each sample immediately after vulcanization, and the coverage of rubber adhering to the steel cord is determined by visual observation from 0 to 100%.
  • the rubber was classified into the following categories based on the coverage of rubber.
  • the steel cords were arranged in parallel at 12.5 mm intervals, and the steel cords were coated with a rubber composition from the top and bottom to make a treat anti.
  • the treated anti-tough is left in an air atmosphere at a temperature of 45 ° C and a relative humidity of 85% for 7 days and then vulcanized at 160 ° C for 20 minutes to embed a steel cord in a 1 mm-thick rubber sheet, metal -A rubber composite was obtained (steel cords are arranged at intervals of 12.5 mm on the sheet surface at the center in the thickness direction of the rubber sheet).
  • the steel cord was pulled out of the obtained metal-rubber composite, and the coverage of the rubber adhering to the steel cord was determined by visual observation from 0 to 100%, and the coverage of the rubber of Comparative Example 1 was used as a standard. It was classified into the following categories.
  • C Rubber When the coverage of 40% or more and less than 60% of the coverage of the rubber of Comparative Example 1
  • D When the coverage of the rubber is less than 40% of the coverage of the rubber of Comparative Example 1
  • Rubber component Natural rubber * 2 Carbon black: HAF grade carbon black, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., trade name "Asahi # 70L” * 3 Silica: Tosoh Silica Industry Co., Ltd., trade name "Nip seal AQ” * 4 Anti-aging agent: made by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd., trade name “NOCLAK 6C”, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine * 5 Phenolic resin: Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
  • the rubber composition of the present invention is excellent in cracking resistance, low heat buildup, initial adhesion, and has sufficient adhesion after standing.
  • the rubber composition and metal-rubber composite of the present invention can be used for various rubber products such as conveyor belts, rubber crawlers, hoses, etc. besides tires.

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Abstract

本発明の課題は、金属との接着性や耐亀裂性等の耐久性と、低発熱性とを両立したゴム組成物を提供することであり、その解決手段は、ゴム成分と、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドと、ベンゼン環を有しない窒素含有環状化合物と、ホウ素を含まないコバルト化合物と、シリカと、を含み、前記窒素含有環状化合物の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して0.4質量部以下であり、前記コバルト化合物のコバルト量(Co)と前記窒素含有環状化合物の窒素量(N)との質量比(Co/N)が、1.2~7.0であることを特徴とする、ゴム組成物である。

Description

ゴム組成物、金属-ゴム複合体及びタイヤ
 本発明は、ゴム組成物、金属-ゴム複合体及びタイヤに関するものである。
 従来、タイヤ、コンベヤベルト、ゴムクローラ等のゴム物品には、ゴムを補強して耐久性を向上させることを目的として、ゴム中に金属材料を埋設した金属-ゴム複合体が用いられている。
 例えば、タイヤにおいては、金属コードをゴムで被覆した金属-ゴム複合体を、ベルトとして、カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置して、タイヤの耐久性を向上させていることが多い。かかるタイヤのベルトにおいて、金属コードを被覆するベルトコーティングゴムは、タイヤの安全性に関与する重要なゴム部材であり、金属との接着性や耐亀裂性等の耐久性に優れることが求められる。
 一般に、金属-ゴム複合体においては、金属被覆用ゴムにおける、加硫促進剤の種類や含有量を変更することで、金属に対する接着性の向上を図っている(特許文献1)。また、金属に対する接着性を向上させる技術として、ベンゾチアゾール系防錆剤を金属被覆用ゴムに配合する技術が知られている(特許文献2)。
 一方、昨今の環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に対する要求が強まりつつある。このような要求に対応するため、タイヤ性能についても、転がり抵抗の低減が求められており、一般に、低発熱性のゴム組成物をタイヤに適用することで、タイヤの転がり抵抗を低減できる。そのため、タイヤのベルトコーティングゴムに求められる性能としては、上述した金属との接着性や耐亀裂性等の耐久性に加えて、低発熱性も重要である。
特開2011-184665号公報 特開2011-241391号公報
 しかしながら、上記特許文献1及び2のいずれにおいても、ゴム部材自体の発熱性に関する言及はなく、特許文献1及び2に開示の技術は、金属に対する接着性と低発熱性とを両立できる技術であるとは言い難い。
 また、例えば、ゴム組成物に充填剤として通常配合されているカーボンブラックの種類や量を変更することで、ゴム組成物を低発熱化することができるが、カーボンブラックの種類や量の変更でゴム組成物を低発熱化すると、耐亀裂性等のゴム組成物の耐久性が低下してしまう。
 このように、従来の技術では、金属との接着性や耐亀裂性等の、ゴム組成物の耐久性と、低発熱性とを両立することは難しかった。
 そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決し、金属との接着性や耐亀裂性等の耐久性と、低発熱性とを両立したゴム組成物を提供することを課題とする。
 また、本発明は、耐久性と低発熱性とを両立した金属-ゴム複合体及びタイヤを提供することを更なる課題とする。
 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。
 本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドと、ベンゼン環を有しない窒素含有環状化合物と、ホウ素を含まないコバルト化合物と、シリカと、を含み、
 前記窒素含有環状化合物の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して0.4質量部以下であり、
 前記コバルト化合物のコバルト量(Co)と前記窒素含有環状化合物の窒素量(N)との質量比(Co/N)が、1.2~7.0であることを特徴とする。
 かかる本発明のゴム組成物は、金属との接着性や耐亀裂性等の耐久性と、低発熱性とを両立できる。
 本発明のゴム組成物の好適例においては、前記窒素含有環状化合物が、トリアゾール、トリアゾール誘導体、イミダソール、及びイミダゾール誘導体からなる群から選択される。この場合、ゴム組成物のコストを低減しつつ、金属との接着性を向上させることができる。
 ここで、前記トリアゾール誘導体及び前記イミダゾール誘導体は、側鎖に炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアミノアルキル基、又はアミノ基を有することが好ましい。この場合、ゴム組成物の金属との接着性を更に向上させることができる。
 本発明のゴム組成物の他の好適例においては、前記窒素含有環状化合物が、1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-1,2,4-トリアゾール、及びイミダゾールからなる群から選択される。この場合、ゴム組成物の金属との接着性を向上させることができる。
 本発明のゴム組成物の他の好適例においては、前記コバルト化合物が、ステアリン酸コバルトである。この場合、金属との接着性や耐亀裂性等の耐久性と、低発熱性とを高度にバランスすることができる。
 本発明のゴム組成物は、環境負荷低減の観点から、N,N-ジシクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドを含まないことが好ましい。
 また、本発明の金属-ゴム複合体は、上記のゴム組成物と、金属と、を有することを特徴とする。かかる本発明の金属-ゴム複合体は、耐久性と低発熱性とを両立できる。
 また、本発明のタイヤは、上記の金属-ゴム複合体を使用したことを特徴とする。かかる本発明のタイヤは、耐久性と低発熱性とを両立できる。
 本発明によれば、金属との接着性や耐亀裂性等の耐久性と、低発熱性とを両立したゴム組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、耐久性と低発熱性とを両立した金属-ゴム複合体及びタイヤを提供することができる。
 以下に、本発明のゴム組成物、金属-ゴム複合体及びタイヤを、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。
<ゴム組成物>
 本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドと、ベンゼン環を有しない窒素含有環状化合物と、ホウ素を含まないコバルト化合物と、シリカと、を含み、前記窒素含有環状化合物の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して0.4質量部以下であり、前記コバルト化合物のコバルト量(Co)と前記窒素含有環状化合物の窒素量(N)との質量比(Co/N)が、1.2~7.0であることを特徴とする。
 本発明のゴム組成物において、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドは、「加硫促進剤CZ」、「加硫促進剤CBS」とも呼ばれ、加硫反応を促進する作用を有する(以下、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドを、「加硫促進剤CZ」と称することがある)。一般に、加硫促進剤CZを配合したゴム組成物は、金属との接着性(特には、放置による劣化後の接着性)、及び耐亀裂性が低下する傾向がある。
 しかしながら、本発明においては、加硫促進剤CZと共に、ベンゼン環を有しない窒素含有環状化合物と、ホウ素を含まないコバルト化合物とを配合することで、ゴム組成物の金属との接着性の低下を抑制できる。
 また、本発明においては、加硫促進剤CZと共に、ベンゼン環を有しない窒素含有環状化合物と、ホウ素を含まないコバルト化合物と、シリカとを配合することで、ゴム組成物の耐亀裂性の低下を抑制することもできる。
 更に、本発明においては、加硫促進剤CZと、シリカを配合することで、ゴム組成物の低発熱性を向上させることができる。
 従って、本発明のゴム組成物は、金属との接着性や耐亀裂性等の耐久性と、低発熱性とを両立できる。
 本発明のゴム組成物は、ゴム成分を含む。該ゴム成分としては、例えば、天然ゴム(NR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、エチレン-プロピレン共重合体ゴム、エチレン-プロピレン-ジエンターポリマーゴム、ブチルゴム(イソブチレン-イソプレン共重合体ゴム、IIR)、ハロゲン化ブチルゴム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリクロロプレンゴム(CR)等のジエン系ゴム等が挙げられる。これらゴム成分は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明のゴム組成物は、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドを含む。N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドは、加硫反応を促進する作用を有すると共に、ゴム組成物の損失正接(tanδ)を低下させて、ゴム組成物の低発熱性の向上にも寄与する。
 本発明のゴム組成物において、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドの含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは0.9質量部以上であり、また、好ましくは2.2質量部以下、より好ましくは2.0質量部以下である。N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、0.5質量部以上であれば、ゴム組成物の低発熱性を向上させる効果が大きくなり、また、2.2質量部以下であれば、金属との接着性や耐亀裂性が良好となる。
 接着性に優れる加硫促進剤として、N,N-ジシクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドが知られているが、化審法監視化学物質に指定されており、今後使用の規制がかかる恐れがある。環境負荷低減の観点から、本発明のゴム組成物は、N,N-ジシクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドの質量部は2.0質量部以下であることが好ましく、含まないことがより好ましい。
 本発明のゴム組成物は、ベンゼン環を有しない窒素含有環状化合物を含む。該窒素含有環状化合物は、ゴム組成物の金属との接着性の低下の抑制、並びに、ゴム組成物の耐亀裂性の低下の抑制に寄与する。
 本発明のゴム組成物において、前記窒素含有環状化合物は、ベンゼン環を有しない一方、窒素を含有し且つ環状構造を有する限り特に限定されるものではないが、メルカプト基を有しないことが好ましい。窒素含有環状化合物がベンゼン環及びメルカプト基を有しない場合、ゴム組成物中に配合された窒素含有環状化合物によって、ゴム-金属接着層等の形成を好適にコントロールし、金属材料の表面が保護されることによって、過大なゴム-金属接着層の形成を防止し、ゴム組成物の金属との接着力を大幅に向上させ、加硫時に悪影響を及ぼすことなく、初期接着性及び放置後接着性を優れたものとすることができる。
 本発明のゴム組成物においては、ベンゼン環を有しない窒素含有環状化合物の中でも、コストを低減する観点、並びに、金属との接着性を向上させる観点から、トリアゾール、トリアゾール誘導体、イミダソール、及びイミダゾール誘導体が好ましく、トリアゾール、トリアゾール誘導体が更に好ましい。これら窒素含有環状化合物は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記トリアゾール誘導体及び前記イミダゾール誘導体としては、側鎖に炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアミノアルキル基、又はアミノ基を有する化合物が好ましい。ここで、炭素数1~3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられ、炭素数1~3のアミノアルキル基としては、アミノメチル基、アミノエチル基、アミノプロピル基が挙げられる。
 トリアゾール誘導体及びイミダゾール誘導体が、トリアゾール環又はイミダゾール環の側鎖に炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアミノアルキル基、又はアミノ基を有する化合物である場合、ゴム成分との相溶性が高過ぎず、金属材料の表面が十分に保護されることによって、過大なゴム-金属接着層の形成を防止し、金属との接着力を大幅に向上させ、加硫時に悪影響を及ぼすことなく、金属との初期接着性及び放置後接着性を向上させることができる。
 前記トリアゾール及びトリアゾール誘導体としては、例えば、1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-1,2,4-トリアゾール、1-メチル-1,2,3-トリアゾール、2-メチル-1,2,3-トリアゾール、4-メチル-1,2,3-トリアゾール、4,5-ジメチル-1,2,3-トリアゾール、1-メチル-1,2,4-トリアゾール、3-メチル-1,2,4-トリアゾール、3,5-ジメチル-1,2,4-トリアゾール、3,5-ジエチル-1,2,4-トリアゾール等が挙げられる。これら化合物は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、前記イミダゾール及びイミダゾール誘導体としては、例えば、イミダゾール、2-アミノイミダゾール、4-アミノイミダゾール、5-アミノイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-メチル-4-エチルイミダゾール等が挙げられる。これら化合物は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明のゴム組成物においては、前記窒素含有環状化合物の中でも、金属との接着性を向上させる観点から、1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-1,2,4-トリアゾール、及びイミダゾールが特に好ましい。
 前記窒素含有環状化合物としては、市販品を用いてもよいし、また、公知の方法で合成して、使用してもよい。
 前記窒素含有環状化合物の含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、0.4質量部以下、好ましくは0.3質量部以下であり、また、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上である。窒素含有環状化合物の含有量が、ゴム成分100質量部に対し、0.4質量部以下であれば、金属に対する初期接着性が良好となり、また、0.3質量部以下であれば、低発熱性が更に良好となり、また、0.01質量部以上であれば、金属との接着性を向上させる効果が大きくなる。
 本発明のゴム組成物は、ホウ素を含まないコバルト化合物を含む。該コバルト化合物は、ゴム組成物の金属との接着性の低下の抑制、並びに、ゴム組成物の耐亀裂性の低下の抑制に寄与する。
 前記コバルト化合物としては、金属との接着性や耐亀裂性等の耐久性と、低発熱性とをバランスする観点から、脂肪酸コバルトが好ましい。該脂肪酸コバルトとしては、飽和、不飽和、又は直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、例えば、ステアリン酸コバルト、バーサチック酸コバルト、オレイン酸コバルト、リノール酸コバルト、リノレイン酸コバルト、アビエチン酸コバルト、カプリル酸コバルト、2-エチルヘキサン酸コバルト、オクチル酸コバルト、ピバリン酸コバルト、n-ヘプタン酸コバルト、2,2-ジメチルペンタン酸コバルト、2-エチルペンタン酸コバルト、4,4-ジメチルペンタン酸コバルト、n-オクタン酸コバルト、2,2-ジメチルヘキサン酸コバルト、2-エチルヘキサン酸コバルト、4,4-ジメチルヘキサン酸コバルト、2,4,4-トリメチルペンタン酸コバルト、n-ノナン酸コバルト、2,2-ジメチルヘプタン酸コバルト、6,6-ジメチルヘプタン酸コバルト、3,5,5-トリメチルヘキサン酸コバルト、n-デカン酸コバルト、2,2-ジメチルオクタン酸コバルト、7,7-ジメチルオクタン酸コバルト、n-ウンデカン酸コバルト等が挙げられる。これらの中でも、金属との接着性や耐亀裂性等の耐久性と、低発熱性とを高度にバランスできる観点から、ステアリン酸コバルトが特に好ましい。
 なお、ホウ素を含有するコバルト化合物では、高い次元におけるゴム組成物の低発熱性と接着性の両立を達成することができない。
 前記コバルト化合物の含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.9質量部以上、より好ましくは1.2質量部以上であり、また、好ましくは2.2質量部以下、より好ましくは2.0質量部以下である。コバルト化合物の含有量が、ゴム成分100質量部に対して、0.9質量部以上の場合、ゴム組成物の金属との接着性が向上し、また、2.2質量部以下の場合、ゴム組成物の耐老化性が良好である。
 本発明のゴム組成物においては、前記コバルト化合物のコバルト量(Co)と前記窒素含有環状化合物の窒素量(N)との質量比(Co/N)が、1.2~7.0であり、好ましくは1.8~6.0である。コバルト化合物のコバルト量(Co)と前記窒素含有環状化合物の窒素量(N)との質量比(Co/N)が、1.2未満では(即ち、Coの割合が少な過ぎると)、ゴム組成物の金属に対する接着性が低下し、一方、7.0を超えると(即ち、Coの割合が多過ぎると)、ゴム組成物の耐老化性が悪化する。
 本発明のゴム組成物は、シリカを含む。該シリカは、ゴム組成物の耐亀裂性の低下の抑制と、ゴム組成物の低発熱性の向上に寄与する。
 前記シリカとしては、特に制限はなく、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらの中でも、湿式シリカが好ましい。これらシリカは、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。
 前記シリカのBET比表面積は、40~350m/gであることが好ましく、150~300m/gであることがより好ましく、200~250m/gであることが更に好ましい。この範囲のBET比表面積を有するシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。
 前記シリカの含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。シリカの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、3質量部以上の場合、ゴム組成物の低発熱性が更に向上し、また、30質量部以下の場合、ゴム組成物の加工性が良好である。
 本発明のゴム組成物は、更に、カーボンブラックを含むことが好ましい。ゴム組成物がカーボンブラックを含むことで、ゴム組成物の耐亀裂性等の耐久性が向上する。
 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。
 前記カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは30質量部以上であり、また、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下である。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、20質量部以上の場合、ゴム組成物の耐亀裂性等の耐久性が更に向上し、また、100質量部以下の場合、ゴム組成物の加工性が良好である。
 本発明のゴム組成物においては、前記シリカと前記カーボンブラックとの合計含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、好ましくは30質量部以上、より好ましくは40質量部以上であり、また、好ましくは120質量部以下、より好ましくは100質量部以下である。シリカとカーボンブラックとの合計含有量が、ゴム成分100質量部に対して、30質量部以上の場合、ゴム組成物の耐亀裂性等の耐久性が更に向上し、また、120質量部以下であれば、ゴム組成物の加工性が良好である。
 本発明のゴム組成物は、更に、加硫剤を含むことが好ましい。該加硫剤としては、硫黄等が挙げられる。
 前記加硫剤の含有量は、前記ゴム成分100質量部に対し、硫黄分として0.1~10質量部の範囲が好ましく、1~4質量部の範囲が更に好ましい。加硫剤の含有量が、ゴム成分100質量部に対して、硫黄分として0.1質量部以上であれば、加硫ゴムの耐亀裂性等が向上し、また、10質量部以下であれば、ゴム弾性を十分に確保できる。
 本発明のゴム組成物には、上述したゴム成分、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(加硫促進剤CZ)、ベンゼン環を有しない窒素含有環状化合物、ホウ素を含まないコバルト化合物、シリカ、カーボンブラック、加硫剤の他に、老化防止剤、軟化剤、シランカップリング剤、ステアリン酸、亜鉛華(酸化亜鉛)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することができる。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。
 また、本発明のゴム組成物は、公知の方法で製造でき、例えば、ゴム成分に、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、ベンゼン環を有しない窒素含有環状化合物、ホウ素を含まないコバルト化合物、及びシリカと、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
<金属-ゴム複合体>
 本発明の金属-ゴム複合体は、上記のゴム組成物と、金属と、を有することを特徴とする。かかる本発明の金属-ゴム複合体は、上述したゴム組成物を有するため、耐久性と低発熱性とを両立できる。
 前記ゴム-金属複合体として、具体的には、ゴム組成物に、金属材料を埋設させてなる複合体が挙げられる。ここで、金属材料としては、例えば、スチール、鉄、ステンレス、鉛、アルミニウム、銅、黄銅、青銅、モネル金属合金、ニッケル、亜鉛等の金属からなる線状、板上、チェーン状のものが挙げられる。前記金属材料としては、スチールコードが特に好ましい。該スチールコートの直径は、用途に応じて適宜選択される。
 また、該金属材料は、表面にメッキ層を有していてもよく、メッキ層としては、例えば、ブラスメッキ層、亜鉛メッキ層、銅メッキ層等が挙げられ、これらの中でも、ゴム(コーティングゴム)との初期接着性、放置後接着性の観点から、ブラスメッキ層が好ましい。なお、ブラスメッキ層における、銅と亜鉛の割合は、質量基準で60:40~70:30の範囲が好ましい。
 本発明のゴム-金属複合体は、例えば、メッキを施した金属材料を、必要に応じて、常法により、該金属材料と上記ゴム組成物とを接着させる工程を経て製造することができる。
ここで、金属材料とゴム組成物を接着させる方法としては、例えば、金属材料とゴム組成物を加圧加熱下で加硫接着する方法が挙げられる。
 本発明のゴム-金属複合体は、後述するタイヤの他、コンベヤベルト、ゴムクローラー、ホース等の各種ゴム製品に利用できる。
<タイヤ>
 本発明のタイヤは、上述の金属-ゴム複合体を使用したことを特徴とする。本発明のタイヤは、上述の金属-ゴム複合体が使用されているため、耐久性と低発熱性とを両立できる。ここで、該金属-ゴム複合体を使用するタイヤの部位としては、ベルト、カーカス、ビードコア等が挙げられる。
 本発明のタイヤは、適用するタイヤの種類に応じ、未加硫のゴム組成物やゴム-金属複合体を用いて成形後に加硫して得てもよく、或いは、未加硫のゴム組成物やゴム-金属複合体と共に、予備加硫工程等を経た半架橋ゴム組成物(半加硫ゴム)を用いて成形後、さらに本加硫して得てもよい。なお、本発明のタイヤは、好ましくは空気入りタイヤであり、空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
 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。
 表1に示す配合処方に従い、通常のバンバリーミキサーを用いて、ゴム組成物を製造した。得られたゴム組成物に対して、下記の方法で耐亀裂性、低発熱性及び接着性を評価した。結果を表1に示す。
(1)耐亀裂性
 各サンプルのゴム組成物を、145℃で40分間加硫して加硫ゴムを得た。得られた加硫ゴムから、2mm×50mm×6mmのシートを作製し、その中心部に微小な穴を空けて初期亀裂とした。その後、該シートに対して、周波数6Hz、雰囲気温度80℃の条件で、長辺方向に繰り返し2.0MPaの応力を加えた。そして、サンプルごとに、繰り返し応力を加えてから、試験片が破断するまでの繰り返し回数を測定した後、その繰り返し回数の常用対数を算出した。なお、破断までの測定試験は、サンプルごとに4度実施して常用対数を算出し、それらの平均を平均常用対数とした。
 評価については、比較例1の平均常用対数を100とした場合の指数として示し、指数値が大きい程、耐亀裂性(耐亀裂成長性)に優れることを示す。
(2)低発熱性
 各サンプルのゴム組成物を、145℃で40分間加硫して加硫ゴムを得た。得られた加硫ゴムに対し、スぺクトロメーター(株式会社上島製作所製)を用い、温度24℃、歪1%、周波数52Hzの条件で、損失正接(tanδ)を測定した。
 評価については、比較例1のサンプルのtanδを100としたときの指数で示し、指数値が小さい程、低発熱性に優れることを示す。
(3)接着性
<金属材料の作製>
 金属材料として、ブラスメッキを施したスチールワイヤ(メッキ層の銅/亜鉛質量比=63/37、メッキ層の厚さ:0.2μm、線径0.3mm)を撚り合わせて、1×3構造のスチールコードを作製した。
<初期接着性の評価>
 スチールコードを、12.5mm間隔で平行に並べ、該スチールコードを上下からゴム組成物で被覆し、160℃で7分間加硫して、ゴム組成物とスチールコードとを接着させて、厚さ1mmのゴムシートにスチールコードが埋設された、金属-ゴム複合体を得た(スチールコードは、ゴムシートの厚さ方向中央に、シート表面に、12.5mm間隔で並んでいる)。
 その後、ASTM D 2229に準拠して、加硫直後の各サンプルからスチールコードを引き抜き、スチールコードに付着しているゴムの被覆率を目視観察にて0~100%で決定し、比較例1のゴムの被覆率を基準として、以下の区分に分類した。
  A: ゴムの被覆率が、比較例1のゴムの被覆率の80%以上の場合
  B: ゴムの被覆率が、比較例1のゴムの被覆率の60%以上80%未満の場合
  C: ゴムの被覆率が、比較例1のゴムの被覆率の40%以上60%未満の場合
  D: ゴムの被覆率が、比較例1のゴムの被覆率の40%未満の場合
<放置後接着性の評価>
 スチールコードを、12.5mm間隔で平行に並べ、該スチールコードを上下からゴム組成物で被覆してトリート反を作製した。作製したトリート反を、温度45℃、相対湿度85%の大気雰囲気中に7日間放置した後、160℃で20分間加硫して、厚さ1mmのゴムシートにスチールコードが埋設された、金属-ゴム複合体を得た(スチールコードは、ゴムシートの厚さ方向中央に、シート表面に、12.5mm間隔で並んでいる)。
 得られた金属-ゴム複合体からスチールコードを引き抜き、スチールコードに付着しているゴムの被覆率を目視観察にて0~100%で決定し、比較例1のゴムの被覆率を基準として、以下の区分に分類した。
  A: ゴムの被覆率が、比較例1のゴムの被覆率の80%以上の場合
  B: ゴムの被覆率が、比較例1のゴムの被覆率の60%以上80%未満の場合
  C: ゴムの被覆率が、比較例1のゴムの被覆率の40%以上60%未満の場合
  D: ゴムの被覆率が、比較例1のゴムの被覆率の40%未満の場合
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
*1 ゴム成分:天然ゴム
*2 カーボンブラック:HAF級カーボンブラック、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#70L」
*3 シリカ:東ソー・シリカ工業株式会社製、商品名「ニップシールAQ」
*4 老化防止剤:大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」、N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン
*5 フェノール樹脂:住友ベークライト株式会社製、商品名「スミライトレジン PR-50235」
*6 ヘキサメトキシメチルメラミン:Allnex製、商品名「CYREZ 964」
*7 加硫促進剤DZ:大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーDZ」、N,N-ジシクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
*8 加硫促進剤CZ:大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーCZ-G」、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
*9 ホウ素含有コバルト化合物:OMG製「マノボンドC」、有機酸のコバルト塩の該有機酸の一部をホウ酸で置き換えた複合塩、コバルト含有量=22.0質量%
*10 ステアリン酸コバルト:ホウ素を含まないコバルト化合物、コバルト含有量=14.2質量%
*11 トリアゾール:1,2,3-トリアゾール、窒素含有量=40.6質量%
 表1から、本発明のゴム組成物は、耐亀裂性、低発熱性、初期接着性に優れ、また、十分な放置後接着性を有することが分かる。
 本発明のゴム組成物及び金属-ゴム複合体は、タイヤの他、コンベヤベルト、ゴムクローラー、ホース等の各種ゴム製品に利用できる。

Claims (8)

  1.  ゴム成分と、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドと、ベンゼン環を有しない窒素含有環状化合物と、ホウ素を含まないコバルト化合物と、シリカと、を含み、
     前記窒素含有環状化合物の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して0.4質量部以下であり、
     前記コバルト化合物のコバルト量(Co)と前記窒素含有環状化合物の窒素量(N)との質量比(Co/N)が、1.2~7.0であることを特徴とする、ゴム組成物。
  2.  前記窒素含有環状化合物が、トリアゾール、トリアゾール誘導体、イミダソール、及びイミダゾール誘導体からなる群から選択される、請求項1に記載のゴム組成物。
  3.  前記トリアゾール誘導体及び前記イミダゾール誘導体が、側鎖に炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアミノアルキル基、又はアミノ基を有する、請求項2に記載のゴム組成物。
  4.  前記窒素含有環状化合物が、1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-1,2,4-トリアゾール、及びイミダゾールからなる群から選択される、請求項1~3の何れか一項に記載のゴム組成物。
  5.  前記コバルト化合物が、ステアリン酸コバルトである、請求項1~4の何れか一項に記載のゴム組成物。
  6.  N,N-ジシクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドを含まない、請求項1~5の何れか一項に記載のゴム組成物。
  7.  請求項1~6の何れか一項に記載のゴム組成物と、金属と、を有することを特徴とする、金属-ゴム複合体。
  8.  請求項7に記載の金属-ゴム複合体を使用したことを特徴とする、タイヤ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021054976A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 株式会社ブリヂストン ゴム組成物、複合体、ホース、コンベヤベルト、クローラおよびタイヤ
WO2021117495A1 (ja) * 2019-12-13 2021-06-17 株式会社ブリヂストン 加硫ゴム-金属複合体並びにタイヤ、クローラ、コンベアベルト、及びホース

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008303332A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物およびタイヤ
JP2009051897A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Toyo Tire & Rubber Co Ltd スチールコード被覆用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2010004928A1 (ja) * 2008-07-07 2010-01-14 株式会社ブリヂストン ゴム組成物
JP2011184665A (ja) 2010-03-11 2011-09-22 Toyo Tire & Rubber Co Ltd スチールコード被覆用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2011241391A (ja) 2010-04-23 2011-12-01 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム−金属複合材およびそれを用いた空気入りタイヤ
WO2016052447A1 (ja) * 2014-10-01 2016-04-07 株式会社ブリヂストン タイヤ用ゴム組成物
JP2017521567A (ja) * 2014-06-12 2017-08-03 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン 腐蝕防止剤を含むゴム引き用組成物を含む現場ゴム引きケーブル
WO2017175675A1 (ja) * 2016-04-08 2017-10-12 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2854639B2 (ja) * 1989-12-07 1999-02-03 東芝ケミカル株式会社 フレキシブル印刷回路基板用接着剤組成物
JP5783797B2 (ja) * 2011-05-25 2015-09-24 株式会社ブリヂストン ゴム組成物の製造方法
JP6430868B2 (ja) * 2015-03-19 2018-11-28 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物及びタイヤ
US10017634B2 (en) * 2015-05-20 2018-07-10 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Pneumatic tire and run-flat tire
CN105348581B (zh) * 2015-12-10 2018-01-30 中国热带农业科学院农产品加工研究所 一种天然橡胶基柔性吸波复合材料及其制备方法
CN105504375A (zh) * 2015-12-17 2016-04-20 合肥杰明新材料科技有限公司 一种高耐候天然橡胶材料及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008303332A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物およびタイヤ
JP2009051897A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Toyo Tire & Rubber Co Ltd スチールコード被覆用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2010004928A1 (ja) * 2008-07-07 2010-01-14 株式会社ブリヂストン ゴム組成物
JP2011184665A (ja) 2010-03-11 2011-09-22 Toyo Tire & Rubber Co Ltd スチールコード被覆用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2011241391A (ja) 2010-04-23 2011-12-01 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム−金属複合材およびそれを用いた空気入りタイヤ
JP2017521567A (ja) * 2014-06-12 2017-08-03 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン 腐蝕防止剤を含むゴム引き用組成物を含む現場ゴム引きケーブル
WO2016052447A1 (ja) * 2014-10-01 2016-04-07 株式会社ブリヂストン タイヤ用ゴム組成物
WO2017175675A1 (ja) * 2016-04-08 2017-10-12 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3705519A4

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021054976A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 株式会社ブリヂストン ゴム組成物、複合体、ホース、コンベヤベルト、クローラおよびタイヤ
WO2021065245A1 (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 株式会社ブリヂストン ゴム組成物、複合体、ホース、コンベヤベルト、クローラおよびタイヤ
JP7360882B2 (ja) 2019-09-30 2023-10-13 株式会社ブリヂストン ゴム組成物、複合体、ホース、コンベヤベルト、クローラおよびタイヤ
WO2021117495A1 (ja) * 2019-12-13 2021-06-17 株式会社ブリヂストン 加硫ゴム-金属複合体並びにタイヤ、クローラ、コンベアベルト、及びホース

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