ゴム部材
【課題】剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材の破壊レベルおよび接着レベルを向上させることにある。
【解決手段】剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材において、前記界面から３ｍｍ以内にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないゴム部材である。前記ゴム同士のうち、破壊強度が低い方のゴム側にゴム剛性の極小値が実質的存在しないことが好ましい。
【解決手段】剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材において、前記界面から３ｍｍ以内にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないゴム部材である。前記ゴム同士のうち、破壊強度が低い方のゴム側にゴム剛性の極小値が実質的存在しないことが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴム部材に関し、詳しくは破壊特性および異種ゴム同士の接着性が改善され、タイヤに好適に適用されるゴム部材およびそれを用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは種々の異なる物性のゴムを組み合わせて作られ、例えば、スチールタイヤのように補強材としてスチールコードを使用するタイヤにおいては、スチールコードとゴムとの間の接着性を高めるため、スチールコードの被覆ゴムに硫黄を多く配合するゴム組成物を使用することが知られている。その結果、かかる硫黄多量配合ゴム組成物に接する近傍部材とは硬さが大きく違うことになる。
【０００３】
このような高硬度でかつスチールコードとの接着性の要求される配合のゴム組成物と周辺のゴム組成物は強固に接着する必要があることから、硫黄多量配合ゴム組成物と硫黄少量配合ゴム組成物（ゴム成分１００質量部に対し硫黄３質量部以上の差）との両者間におけるゴムとゴムとの接着性を改良するための技術が特許文献１に報告されている。
【特許文献１】特公昭６１−４９１１７号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スチールコード以外の繊維コード部材被覆ゴムとその近傍部材との界面や通常のゴムとゴムとの界面は極端な硫黄差（３重量部以上）には一般にならず、そのため、硫黄濃度差が少ないゴム同士の界面に対して充分な検討がなされていないのが現状である。タイヤはそれぞれの要求性能に応じて数種のゴムを組み合わせて作られ、それぞれ異なる配合となるため、硬さレベルや破壊レベルは異なるものである。かかる状況下において、ゴム剛性は同等であるが、破壊強度が異なるゴム同士が隣接することにより生ずる界面についてはこれまで検討されたことがなく、かかる界面近傍における破壊レベル、接着レベルを向上させるメカニズムについては知られていなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材の破壊レベルおよび接着レベルを向上させることにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、前記ゴム部材を用いたタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接する界面近傍に着目して鋭意検討した結果、この界面から所定の範囲内にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないようにすることにより破壊レベルおよび接着レベルの向上を図ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明のゴム部材は、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材において、前記界面から３ｍｍ以内にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のゴム部材においては、前記ゴム同士のうち、破壊強度が低い方のゴム側にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないことが好ましい。また、本発明のゴム部材は、タイヤ、特には航空機用タイヤに好適に適用することができ、さらに特には、バイアスタイヤのクッションゴムとプライゴム（スチールコードとの複合部材ではなく、繊維コードとの複合部材である）との界面を有する部分に好適に適用することができる。
【００１０】
２種のゴムを張り合わせた場合、歪は剛性の低いほうに集中する。剛性の低いゴムの破壊レベルが高ければ問題ないが、破壊レベルが低いゴムに歪がかかる場合、狭い範囲に歪みが集中しないようにする必要があり、そのためには、歪が集中する側のゴムにゴム剛性の極小値を持たないようにすることが必要である。
【００１１】
なお、本発明において、「ゴム剛性の極小値が実質的に存在しない」とは、マイクロハードネスを０．０１ｍｍの間隔で測定したとき、界面から３ｍｍを超える部分でのハードネス値対比で０．５ポイント以上低下しないことを意味する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材の破壊レベルおよび接着レベルを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のゴム部材は、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材において、前記界面から３ｍｍ以内に、好ましくは破壊強度が低い方のゴム側にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないものである。
【００１４】
加硫促進剤、オイル、硫黄等は接合するゴム同士の界面で移行することが知られている。この移行により互いのゴムの物性は変化するため、界面近傍での歪をコントロールするためには、移行する配合成分を考慮することが重要である。加硫促進剤や硫黄を多く含む配合系から少ない配合系へのこれらの移行は、少ない配合系のゴムを硬くするため剛性極小値を生ずることはないが、オイルを多く含む配合系から少ない配合系へのオイルの移行は、少ない配合系のゴムを柔らかくし、界面近傍に剛性極小値を生ずるおそれがある。よって、本発明においては、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なる隣接し合うゴム同士はオイルの配合量にあまり差が少ない方が好ましく、好ましくはオイルの配合量の差がゴム成分１００質量部に対し２質量部以下とする。これにより、破壊レベルが低い側のゴムにおいて界面近傍で歪を集中させず（軟らかくせず）、破壊特性および接着性の改善を図ることが可能となる。
【００１５】
本発明において用いられるゴム成分としては、天然ゴム、合成ゴムのいずれをも用いることができる。合成ゴムとしては特に制限されず、例えば、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）等が挙げられ、用途に応じて適宜選択することができる。
【００１６】
また、本発明のゴム部材は、架橋剤を加えてこれを加熱することにより加硫物とする。この場合、架橋剤としては、有機過酸化物、硫黄、有機硫黄化合物などの通常ゴム組成物の架橋に使用できるものであればいずれも使用することができる。硫黄、有機硫黄化合物を架橋剤として用いる場合、通常ゴム業界で用いられる加硫促進剤を適宜用いることができる。さらに、上記各成分の他にも、ゴム業界で一般に用いられるカーボンブラック等の充填材、無機充填剤、老化防止剤、加硫助剤など、各種成分を適宜配合することができる。
【００１７】
本発明のゴム部材用のゴム組成物は、ロールなどの開放式混練機、バンバリーミキサーなどの密閉式混練機等の混練機を用いて混練することによって得られ、成形加工後に加硫ゴムとすることにより、タイヤに好適に使用することができる。タイヤとしては、特には航空機用タイヤに好適に適用することができる、さらに特には、バイアスタイヤのクッションゴムとプライゴムとの界面を有する部分に好適に適用することができる。ただし、かかるプライゴムとしては、スチールコードとの複合部材（硫黄多量配合系）ではなく、有機繊維コード等との複合部材である。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
ゴム組成物を下記の表１に示す割合で配合処方（質量部）し、常法に従い、実施例および比較例において夫々ゴム1およびゴム２の２種類のゴム組成物を調製した。なお、表中の数値は質量部である。
【００１９】
次いで、ゴム１およびゴム２を接合させたゴム組成物を１４５℃で３０分間加圧加硫することにより、加硫ゴムサンプルを作製し、各加硫ゴムサンプルに対して下記の方法でゴム１とゴム２の界面近傍の破壊特性（Ｔｂ）および剛性（マイクロハードネス）を測定した。また、供試加硫サンプルゴムに対し、下記の方法で接着性を評価した。
（破壊特性の評価方法）
ＪＩＳ Ｋ６３０１により、ゴム１とゴム２の界面近傍を０．５ｍｍの間隔で破壊強度（Ｔｂ）を測定した。
（マイクロハードネスの評価方法）
ＪＩＳ Ｋ ６２５３−１９９３に従うデュロメータ硬さ試験・タイプＡ試験機を用い、ゴム１とゴム２の界面近傍を０．０１ｍｍの間隔で試験温度２５゜Ｃにて測定した。
得られた結果を下記の表１並びに図１および図２のグラフに示す。
（接着性）
ストログラフを用いてピーリングテストを行った。試験装置は東洋精機（株）のストログラフＡＲ−１を用い、試験条件としてはＪＩＳ−Ｋ−６２５６に準拠した条件にて行った。比較例を１００として指数にて表示し、数値が大きいほど良好である。
【００２０】
【表１】
＊１）ＩＳＡＦ，東海カーボン（株）製， シースト３Ｈ
＊２）１，３−ジフェニルグアニジン， 大内新興化学工業製「ノクセラーＤ」
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例および比較例の、ゴム１およびゴム２の界面近傍の距離とマイクロハードネスとの関係を示すグラフである。
【図２】実施例および比較例の、ゴム１およびゴム２の界面近傍の距離と破壊強度との関係を示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴム部材に関し、詳しくは破壊特性および異種ゴム同士の接着性が改善され、タイヤに好適に適用されるゴム部材およびそれを用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは種々の異なる物性のゴムを組み合わせて作られ、例えば、スチールタイヤのように補強材としてスチールコードを使用するタイヤにおいては、スチールコードとゴムとの間の接着性を高めるため、スチールコードの被覆ゴムに硫黄を多く配合するゴム組成物を使用することが知られている。その結果、かかる硫黄多量配合ゴム組成物に接する近傍部材とは硬さが大きく違うことになる。
【０００３】
このような高硬度でかつスチールコードとの接着性の要求される配合のゴム組成物と周辺のゴム組成物は強固に接着する必要があることから、硫黄多量配合ゴム組成物と硫黄少量配合ゴム組成物（ゴム成分１００質量部に対し硫黄３質量部以上の差）との両者間におけるゴムとゴムとの接着性を改良するための技術が特許文献１に報告されている。
【特許文献１】特公昭６１−４９１１７号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スチールコード以外の繊維コード部材被覆ゴムとその近傍部材との界面や通常のゴムとゴムとの界面は極端な硫黄差（３重量部以上）には一般にならず、そのため、硫黄濃度差が少ないゴム同士の界面に対して充分な検討がなされていないのが現状である。タイヤはそれぞれの要求性能に応じて数種のゴムを組み合わせて作られ、それぞれ異なる配合となるため、硬さレベルや破壊レベルは異なるものである。かかる状況下において、ゴム剛性は同等であるが、破壊強度が異なるゴム同士が隣接することにより生ずる界面についてはこれまで検討されたことがなく、かかる界面近傍における破壊レベル、接着レベルを向上させるメカニズムについては知られていなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材の破壊レベルおよび接着レベルを向上させることにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、前記ゴム部材を用いたタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接する界面近傍に着目して鋭意検討した結果、この界面から所定の範囲内にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないようにすることにより破壊レベルおよび接着レベルの向上を図ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明のゴム部材は、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材において、前記界面から３ｍｍ以内にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のゴム部材においては、前記ゴム同士のうち、破壊強度が低い方のゴム側にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないことが好ましい。また、本発明のゴム部材は、タイヤ、特には航空機用タイヤに好適に適用することができ、さらに特には、バイアスタイヤのクッションゴムとプライゴム（スチールコードとの複合部材ではなく、繊維コードとの複合部材である）との界面を有する部分に好適に適用することができる。
【００１０】
２種のゴムを張り合わせた場合、歪は剛性の低いほうに集中する。剛性の低いゴムの破壊レベルが高ければ問題ないが、破壊レベルが低いゴムに歪がかかる場合、狭い範囲に歪みが集中しないようにする必要があり、そのためには、歪が集中する側のゴムにゴム剛性の極小値を持たないようにすることが必要である。
【００１１】
なお、本発明において、「ゴム剛性の極小値が実質的に存在しない」とは、マイクロハードネスを０．０１ｍｍの間隔で測定したとき、界面から３ｍｍを超える部分でのハードネス値対比で０．５ポイント以上低下しないことを意味する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材の破壊レベルおよび接着レベルを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のゴム部材は、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材において、前記界面から３ｍｍ以内に、好ましくは破壊強度が低い方のゴム側にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないものである。
【００１４】
加硫促進剤、オイル、硫黄等は接合するゴム同士の界面で移行することが知られている。この移行により互いのゴムの物性は変化するため、界面近傍での歪をコントロールするためには、移行する配合成分を考慮することが重要である。加硫促進剤や硫黄を多く含む配合系から少ない配合系へのこれらの移行は、少ない配合系のゴムを硬くするため剛性極小値を生ずることはないが、オイルを多く含む配合系から少ない配合系へのオイルの移行は、少ない配合系のゴムを柔らかくし、界面近傍に剛性極小値を生ずるおそれがある。よって、本発明においては、剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なる隣接し合うゴム同士はオイルの配合量にあまり差が少ない方が好ましく、好ましくはオイルの配合量の差がゴム成分１００質量部に対し２質量部以下とする。これにより、破壊レベルが低い側のゴムにおいて界面近傍で歪を集中させず（軟らかくせず）、破壊特性および接着性の改善を図ることが可能となる。
【００１５】
本発明において用いられるゴム成分としては、天然ゴム、合成ゴムのいずれをも用いることができる。合成ゴムとしては特に制限されず、例えば、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）等が挙げられ、用途に応じて適宜選択することができる。
【００１６】
また、本発明のゴム部材は、架橋剤を加えてこれを加熱することにより加硫物とする。この場合、架橋剤としては、有機過酸化物、硫黄、有機硫黄化合物などの通常ゴム組成物の架橋に使用できるものであればいずれも使用することができる。硫黄、有機硫黄化合物を架橋剤として用いる場合、通常ゴム業界で用いられる加硫促進剤を適宜用いることができる。さらに、上記各成分の他にも、ゴム業界で一般に用いられるカーボンブラック等の充填材、無機充填剤、老化防止剤、加硫助剤など、各種成分を適宜配合することができる。
【００１７】
本発明のゴム部材用のゴム組成物は、ロールなどの開放式混練機、バンバリーミキサーなどの密閉式混練機等の混練機を用いて混練することによって得られ、成形加工後に加硫ゴムとすることにより、タイヤに好適に使用することができる。タイヤとしては、特には航空機用タイヤに好適に適用することができる、さらに特には、バイアスタイヤのクッションゴムとプライゴムとの界面を有する部分に好適に適用することができる。ただし、かかるプライゴムとしては、スチールコードとの複合部材（硫黄多量配合系）ではなく、有機繊維コード等との複合部材である。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
ゴム組成物を下記の表１に示す割合で配合処方（質量部）し、常法に従い、実施例および比較例において夫々ゴム1およびゴム２の２種類のゴム組成物を調製した。なお、表中の数値は質量部である。
【００１９】
次いで、ゴム１およびゴム２を接合させたゴム組成物を１４５℃で３０分間加圧加硫することにより、加硫ゴムサンプルを作製し、各加硫ゴムサンプルに対して下記の方法でゴム１とゴム２の界面近傍の破壊特性（Ｔｂ）および剛性（マイクロハードネス）を測定した。また、供試加硫サンプルゴムに対し、下記の方法で接着性を評価した。
（破壊特性の評価方法）
ＪＩＳ Ｋ６３０１により、ゴム１とゴム２の界面近傍を０．５ｍｍの間隔で破壊強度（Ｔｂ）を測定した。
（マイクロハードネスの評価方法）
ＪＩＳ Ｋ ６２５３−１９９３に従うデュロメータ硬さ試験・タイプＡ試験機を用い、ゴム１とゴム２の界面近傍を０．０１ｍｍの間隔で試験温度２５゜Ｃにて測定した。
得られた結果を下記の表１並びに図１および図２のグラフに示す。
（接着性）
ストログラフを用いてピーリングテストを行った。試験装置は東洋精機（株）のストログラフＡＲ−１を用い、試験条件としてはＪＩＳ−Ｋ−６２５６に準拠した条件にて行った。比較例を１００として指数にて表示し、数値が大きいほど良好である。
【００２０】
【表１】
＊１）ＩＳＡＦ，東海カーボン（株）製， シースト３Ｈ
＊２）１，３−ジフェニルグアニジン， 大内新興化学工業製「ノクセラーＤ」
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例および比較例の、ゴム１およびゴム２の界面近傍の距離とマイクロハードネスとの関係を示すグラフである。
【図２】実施例および比較例の、ゴム１およびゴム２の界面近傍の距離と破壊強度との関係を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材において、前記界面から３ｍｍ以内にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないことを特徴とするゴム部材。
【請求項２】
前記ゴム同士のうち、破壊強度が低い方のゴム側にゴム剛性の極小値が実質的に存在しない請求項１記載のゴム部材。
【請求項３】
タイヤに適用される請求項１または２記載のゴム部材。
【請求項４】
前記タイヤが航空機用タイヤである請求項３記載のゴム部材。
【請求項５】
前記タイヤがバイアスタイヤであり、そのクッションゴムと繊維コードプライゴムとで前記ゴム同士が構成されてなる請求項３記載のゴム部材。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項記載のゴム部材を適用したことを特徴とするタイヤ。
【請求項１】
剛性が同等であり、かつ破壊強度が異なるゴム同士が隣接し界面が存在するゴム部材において、前記界面から３ｍｍ以内にゴム剛性の極小値が実質的に存在しないことを特徴とするゴム部材。
【請求項２】
前記ゴム同士のうち、破壊強度が低い方のゴム側にゴム剛性の極小値が実質的に存在しない請求項１記載のゴム部材。
【請求項３】
タイヤに適用される請求項１または２記載のゴム部材。
【請求項４】
前記タイヤが航空機用タイヤである請求項３記載のゴム部材。
【請求項５】
前記タイヤがバイアスタイヤであり、そのクッションゴムと繊維コードプライゴムとで前記ゴム同士が構成されてなる請求項３記載のゴム部材。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項記載のゴム部材を適用したことを特徴とするタイヤ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１８８８３５（Ｐ２００８−１８８８３５Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４７０９（Ｐ２００７−２４７０９）
【出願日】平成１９年２月２日（２００７．２．２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２日（２００７．２．２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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