特許 7395313 ゴムクローラ用ゴム組成物、及びゴムクローラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-01

(45)【発行日】2023-12-11

(54)【発明の名称】ゴムクローラ用ゴム組成物、及びゴムクローラ

(51)【国際特許分類】

   C08L 7/00 20060101AFI20231204BHJP

   C08L 9/06 20060101ALI20231204BHJP

   C08L 9/00 20060101ALI20231204BHJP

   C08L 91/06 20060101ALI20231204BHJP

   C08K 5/20 20060101ALI20231204BHJP

   B62D 55/24 20060101ALI20231204BHJP

【ＦＩ】

C08L7/00

C08L9/06

C08L9/00

C08L91/06

C08K5/20

B62D55/24

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019192956

(22)【出願日】2019-10-23

(65)【公開番号】P2021066808

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000005278

【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100119530

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 和幸

(74)【代理人】

【識別番号】100195556

【弁理士】

【氏名又は名称】柿沼 公二

(72)【発明者】

【氏名】高野 元峰

【審査官】常見 優

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１２０４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９８２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６３４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９８９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２０８８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５４１６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｌ １／００－１０１／１６

Ｃ０８Ｋ ３／００－ １３／０８

Ｂ６２Ｄ４１／００－ ６７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

天然ゴム、スチレン含量が５０質量％以上であるハイスチレン－ブタジエンゴム、及びブタジエンゴムを含むゴム成分と、ワックスとを含有し、
ゴム成分中、前記天然ゴムの割合が２５質量％以上５０質量％以下であり、前記ハイスチレン－ブタジエンゴムの割合が２５質量％以上５０質量％以下であり、前記ブタジエンゴムの割合が２５質量％以上５０質量％以下であり、
前記ワックスがアマイドワックスであり、前記ワックスの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して２質量部以上１０質量部以下である
ことを特徴とする、ゴムクローラ用ゴム組成物。

【請求項2】

前記ハイスチレン－ブタジエンゴムのスチレン含量が、５０質量％超７５質量％以下である、請求項１に記載のゴムクローラ用ゴム組成物。

【請求項3】

更にカーボンブラックを含有し、前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して２０質量部以上８０質量部以下である、請求項１又は２に記載のゴムクローラ用ゴム組成物。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載のゴムクローラ用ゴム組成物からなる突起ゴムを内周面に備えることを特徴とする、ゴムクローラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゴムクローラ用ゴム組成物、及びゴムクローラに関する。

【背景技術】

【0002】

ゴムクローラは、主として、土木建設機械、農業機械、産業機械などの車両の走行部に用いられる部材であり、通常、無端帯状のゴム弾性体の内部に、当該ゴム弾性体の張力を保持し補強するスチールコードが埋設され、外周面には多数の突起ゴム（ラグゴム）が形成された構造をとる。また、特に近年のゴムクローラは、その内周面にも、上記機械の駆動輪（スプロケット）と噛み合わせるための多数の突起ゴム（ガイドゴム）が形成されている。

【0003】

これらゴムクローラには、長期間の使用に対する耐久性が要求されており、かかる要求に応じるべく、これまで様々な検討がなされている。

【0004】

例えば、特許文献１は、シス－１，４結合含量が９８％以上のブタジエンゴム（いわゆる超ハイシスＢＲ）をゴム組成物に含有させ、ゴムクローラの特に外周面の突起ゴム（ラグゴム）の形成に用いることで、当該ゴムクローラの耐亀裂成長性や耐オゾン劣化性等が向上し、長期間の使用に耐え得ることを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００９－２９８９０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記従来のゴム組成物は、ゴムクローラの硬度、耐引裂性及び耐摩耗性をバランスよく向上させる点で、更なる改良の余地があった。特に、ゴムクローラの内周面の突起ゴム（ガイドゴム）に用いた場合に、硬度、耐引裂性及び耐摩耗性をバランスよく向上させることが可能な、材料の適正化が図られたゴム組成物の開発が一層求められていた。

【0007】

そこで、本発明の目的は、高い硬度を有する上、耐引裂性及び耐摩耗性に優れるゴムクローラ用ゴム組成物を提供することにある。また、本発明の目的は、高い硬度を有する上、耐引裂性及び耐摩耗性に優れるゴムクローラを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、所定の３種のゴム成分と、所定の配合剤とを配合することにより、硬度、耐引裂性及び耐摩耗性をバランスよく向上させることができることを見出し、本発明をするに至った。

【0009】

即ち、本発明のゴムクローラ用ゴム組成物は、天然ゴム、スチレン含量が５０質量％以上であるハイスチレン－ブタジエンゴム、及びブタジエンゴムを含むゴム成分と、ワックスとを含有することを特徴とする。かかるゴムクローラ用ゴム組成物は、高い硬度を有する上、耐引裂性及び耐摩耗性に優れる。

【0010】

本発明のゴムクローラ用ゴム組成物においては、前記ハイスチレン－ブタジエンゴムのスチレン含量が、５０質量％超７５質量％以下であることが好ましい。この場合、硬度をより向上させることができ、また、ゴム組成物を調製する際の加工性の悪化を効果的に抑制することができる。

【0011】

本発明のゴムクローラ用ゴム組成物においては、前記ワックスがアマイドワックスであることが好ましい。この場合、耐摩耗性をより効果的に向上させることができる。

【0012】

本発明のゴムクローラ用ゴム組成物は、更にカーボンブラックを含有し、前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して２０質量部以上８０質量部以下であることが好ましい。この場合、ゴム組成物の硬度を向上させる効果をより確実に得るとともに、耐引裂性及び耐摩耗性の悪化を抑制することができる。

【0013】

本発明のゴムクローラ用ゴム組成物は、ゴム成分中、前記天然ゴムの割合が２５質量％以上５０質量％以下であり、前記ハイスチレン－ブタジエンゴムの割合が２５質量％以上５０質量％以下であり、前記ブタジエンゴムの割合が２５質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。これにより、ゴム組成物の硬度、耐引裂性及び耐摩耗性をバランスよく向上させつつ、耐疲労性及び加工性を良好なものとすることができる。

【0014】

また、本発明のゴムクローラは、上記ゴムクローラ用ゴム組成物からなる突起ゴムを内周面に備えることを特徴とする。かかるゴムクローラは、高い硬度を有する上、耐引裂性及び耐摩耗性に優れる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、高い硬度を有する上、耐引裂性及び耐摩耗性に優れるゴムクローラ用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、高い硬度を有する上、耐引裂性及び耐摩耗性に優れるゴムクローラを提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を、実施形態に基づき詳細に説明する。

【0017】

（ゴムクローラ用ゴム組成物）
本発明の一実施形態のゴムクローラ用ゴム組成物（以下、「本実施形態のゴム組成物」と称することがある。）は、天然ゴム、スチレン含量が５０質量％以上のハイスチレン－ブタジエンゴム（以下、単に「ハイスチレン－ブタジエンゴム」と称することがある。）、及びブタジエンゴムを含むゴム成分と、ワックスとを含有することを特徴とする。本実施形態のゴム組成物は、少なくとも上述した成分を含有するため、高硬度を達成しつつ、耐引裂性及び耐摩耗性に優れる。なお、本実施形態のゴム組成物は、上述した成分以外に、上記以外のゴム成分、カーボンブラック、その他の配合剤などを適宜含有することができる。

【0018】

本明細書において、「ハイスチレン－ブタジエンゴム」は、スチレン含量が５０質量％以上のスチレン－ブタジエンゴムを指すものとする。

【0019】

＜ゴム成分＞
上述の通り、本実施形態のゴム組成物は、ゴム成分として、天然ゴム、ハイスチレン－ブタジエンゴム、及びブタジエンゴムの３種を含有することを要する。

【0020】

ゴム成分中の天然ゴムの割合は、２５質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。天然ゴムの割合が２５質量％以上であれば、ゴム組成物及びゴム製品に通常求められる耐疲労性をより効果的に向上させることができ、また、５０質量％以下であれば、ハイスチレン－ブタジエンゴム、ブタジエンゴム及びワックスを同時に配合することによる効果をより確実に得ることができる。同様の観点から、ゴム成分中の天然ゴムの割合は、２７質量％以上であることがより好ましく、また、４０質量％以下であることがより好ましい。

【0021】

ゴム成分中のハイスチレン－ブタジエンゴムの割合は、２５質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。ハイスチレン－ブタジエンゴムの割合が２５質量％以上であれば、硬度をより効果的に高めることができ、また、５０質量％以下であれば、ゴム組成物を調製する際の加工性の悪化を効果的に抑制しつつ、耐引裂性を維持することができる。同様の観点から、ゴム成分中のハイスチレン－ブタジエンゴムの割合は、２７質量％以上であることがより好ましく、また、４０質量％以下であることがより好ましい。
ハイスチレン－ブタジエンゴムは、１種単独で用いてもよく、２種以上の組み合わせで用いてもよい。

【0022】

本実施形態で用いるハイスチレン－ブタジエンゴムは、スチレン含量が５０質量％以上であるが、当該ハイスチレン－ブタジエンゴムのスチレン含量は、５０質量％超であることが好ましく、また、７５質量％以下であることが好ましい。ハイスチレン－ブタジエンゴムのスチレン含量が５０質量％超であれば、硬度をより向上させることができる。また、ハイスチレン－ブタジエンゴムのスチレン含量が７５質量％以下であれば、ゴム組成物を調製する際の加工性の悪化を効果的に抑制することができる。同様の観点から、ハイスチレン－ブタジエンゴムのスチレン含量は、６０質量％以上であることがより好ましく、６５質量％以上であることが更に好ましく、また、７０質量％以下であることがより好ましい。

【0023】

ゴム成分中のブタジエンゴムの割合は、２５質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。ブタジエンゴムの割合が２５質量％以上であれば、耐引裂性及び耐摩耗性をより効果的に向上させることができ、また、５０質量％以下であれば、硬度の悪化をより効果的に抑制することができる。同様の観点から、ゴム成分中のブタジエンゴムの割合は、２７質量％以上であることがより好ましく、また、４０質量％以下であることがより好ましい。
ブタジエンゴムは、１種単独で用いてもよく、２種以上の組み合わせで用いてもよい。

【0024】

なお、本実施形態で用いるブタジエンゴムは、シス－１，４結合含量が９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。また、本実施形態で用いるブタジエンゴムは、ゴム組成物を調製する際の加工性を保持するため、シス－１，４結合含量が９９％以下であることが好ましく、９８％以下であることがより好ましい。

【0025】

そして、本実施形態のゴム組成物は、ゴム成分中の天然ゴムの割合が２５質量％以上５０質量％以下であり、ハイスチレン－ブタジエンゴムの割合が２５質量％以上５０質量％以下であり、ブタジエンゴムの割合が２５質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。これにより、ゴム組成物の硬度、耐引裂性及び耐摩耗性をバランスよく向上させつつ、耐疲労性及び加工性を良好なものとすることができる。

【0026】

本実施形態のゴム組成物においては、天然ゴム及びブタジエンゴムの質量比（天然ゴム／ブタジエンゴム）が、０．４２以上０．８６以下であることが好ましい。上記質量比が０．４２以上０．８６以下であれば、良好な耐引裂性及び耐摩耗性を保持しつつ、ハイスチレン－ブタジエンゴムの配合による硬度の向上効果をより一層もたらすことができる。同様の観点から、天然ゴム及びブタジエンゴムの質量比（天然ゴム／ブタジエンゴム）は、０．５７以上０．８６以下であることがより好ましい。

【0027】

なお、本実施形態のゴム組成物は、必要に応じ、ゴム成分として、天然ゴム、ハイスチレン－ブタジエンゴム、及びブタジエンゴム以外の、その他のゴム成分を更に含有することができる。その他のゴム成分としては、例えば、イソプレンゴム、スチレン含量が５０質量％未満のスチレン－ブタジエンゴム、アクリロニトリル－ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン－プロピレンゴム、エチレン－プロピレン－ジエンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。上記その他のゴム成分は、１種単独で用いてもよく、２種以上の組み合わせで用いてもよい。但し、所望の性能をより確実に発現させるため、ゴム成分中における上記その他のゴム成分の割合は、２０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがより好ましく、０質量％である（即ち、ゴム成分が、天然ゴム、ハイスチレン－ブタジエンゴム、及びブタジエンゴムのみからなる）ことが更に好ましい。

【0028】

＜ワックス＞
本実施形態のゴム組成物は、ワックスを含有する。上述した３種のゴム成分を用いつつ、ワックスを更に配合することで、ゴム組成物の耐引裂性及び耐摩耗性を効果的に向上させることができる。ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、アマイドワックス、マイクロクリスタリンワックス等が挙げられる。特に、本実施形態のゴム組成物の耐摩耗性をより効果的に向上させる観点から、ワックスとしてはアマイドワックスを用いることが好ましい。アマイドワックスを用いることで、車両との摩擦係数をより一層低減することができる。

【0029】

アマイドワックスを構成する成分としては、特に限定されず、例えば、ステアリン酸アマイド、ベヘン酸アマイド、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド等の飽和脂肪酸アマイド；オレイン酸アマイド、リノレン酸アマイド、リシノール酸アマイド、リノレン酸アマイド等の不飽和脂肪酸アマイド；等が挙げられる。これらの中でも、耐摩耗性の一層の向上の観点から、オレイン酸アマイドが好ましい。

【0030】

ゴム組成物におけるワックスの含有量は、特に限定されないが、ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以上であることが好ましく、また、１０質量部以下であることが好ましい。ワックスの含有量が２質量部以上であれば、ゴム組成物の耐引裂性及び耐摩耗性を向上させる効果をより確実に得ることができる。また、ワックスの含有量が１０質量部以下であれば、加工性の悪化を抑制することができる。同様の観点から、ゴム組成物におけるワックスの含有量は、３質量部以上であることがより好ましく、また、７質量部以下であることがより好ましい。

【0031】

＜カーボンブラック＞
本実施形態のゴム組成物は、充填剤としてカーボンブラックを更に含有することができる。ゴム組成物がカーボンブラックを含有することで、硬度をより向上させることができる。ゴム組成物におけるカーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、２０質量部以上であることが好ましく、また、８０質量部以下であることが好ましい。カーボンブラックの含有量が２０質量部以上であれば、ゴム組成物の硬度を向上させる効果をより確実に得ることができる。また、カーボンブラックの含有量が８０質量部以下であれば、耐引裂性及び耐摩耗性の悪化を抑制することができる。同様の観点から、ゴム組成物におけるカーボンブラックの含有量は、３０質量部以上であることがより好ましく、また、７０質量部以下であることがより好ましい。

【0032】

カーボンブラックの種類は、特に限定されず、例えば、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ（Ｎ３３０）、ＦＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＣＦ、ＦＴ、ＭＴ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種単独で用いてもよく、２種以上の組み合わせで用いてもよい。

【0033】

＜その他の配合剤＞
本実施形態のゴム組成物は、上述した成分以外のその他の配合剤を更に含有してもよい。その他の配合剤としては、例えば、シリカ等のカーボンブラック以外の充填剤、樹脂、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、軟化剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、加工助剤、潤滑剤、充填剤改質剤、粘着付与剤、発泡剤、着色剤等を目的に応じて適宜配合することができる。

【0034】

上記樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。上記樹脂を用いる場合、ゴム組成物における当該樹脂の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１質量部以上とすることができ、また、１０質量部以下とすることができる。

【0035】

本実施形態のゴム組成物の製造方法は、特に限定されない。例えば、本実施形態のゴム組成物は、天然ゴム、ハイスチレン－ブタジエンゴム、及びブタジエンゴムを少なくとも含むゴム成分と、ワックスと、充填剤等の適宜必要な配合剤とを混練することによって製造することができる。混練は、ゴム組成物を得るために通常実施される方法に従って行うことができる。例えば、特に限定されないが、バンバリーミキサー、ブラベンダープラストグラフ、ロール、ニーダー等の通常使用されているゴム混練機を用いて、ゴム成分を必要に応じて素練りし、充填剤等の適宜必要な配合剤を添加して混練した後、加硫剤等の配合剤を添加して混練し、必要に応じて、熱入れ、押出等することにより製造することができる。

【0036】

本実施形態のゴム組成物は、ゴムクローラにおける、外周面の突起ゴム（ラグゴム）の形成に用いてもよく、内周面の突起ゴム（ガイドゴム）の形成に用いてもよく、また、クローラ本体の形成に用いてもよい。但し、本実施形態のゴム組成物は、所望の性能をより十分に発現させる観点から、ゴムクローラにおける、内周面の突起ゴム（ガイドゴム）の形成に少なくとも用いることが好ましい。

【0037】

（ゴムクローラ）
本発明の一実施形態に係るゴムクローラ（以下、「本実施形態のゴムクローラ」と称することがある。）は、上述したゴム組成物からなる突起ゴムを内周面に備えることを特徴とする。かかるゴムクローラは、高い硬度を有する上、耐引裂性に優れるとともに、内周面の突起ゴムと車両との摩擦係数が有意に低くなって、耐摩耗性にも優れる。

【0038】

なお、本実施形態のゴムクローラは、上述したゴム組成物からなる突起ゴムを内周面に備えること以外、特に限定されない。例えば、本実施形態のゴムクローラにおいては、上述したゴム組成物を、外周面の突起ゴム（ラグゴム）に更に用いてもよく、クローラ本体に更に用いてもよい。

【0039】

また、本実施形態のゴムクローラの製造方法は、特に限定されない。例えば、本実施形態のゴムクローラは、上述したゴム組成物を用い、通常のゴムクローラの製造方法に従って製造することができる。より具体的に、例えば、少なくとも上述したゴム組成物を含むゴム組成物を、ゴムクローラ用の加熱金型内の適切な各所に入れ、必要に応じてスチールコード等を埋設し、適宜必要な温度で加熱加硫することによってゴム組成物を硬化させて、ゴムクローラを製造することができる。

【実施例】

【0040】

以下、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なんら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。

【0041】

各例において、表１に示す成分のほか、ステアリン酸、ジシクロペンタジエン樹脂、軟化剤、加工助剤、硫黄、加硫促進剤、亜鉛華、老化防止剤を、常法に従って等部数ずつ添加し、バンバリーミキサーを用いて混練して、ゴム組成物を調製した。調製した各ゴム組成物の一部を用い、キュラストメータ（ＪＳＲ株式会社製、「ＣＵＲＥＬＡＳＴＯＭＥＴＥＲ７」）により、ＪＩＳ Ｋ６３００－２及びＩＳＯ６５０２に準拠して、１５５℃における９０％加硫時間（ｔｃ（９０））を測定した。また、調製した各ゴム組成物を未加硫の状態で所定の形状に成形し、モールド中で１５５℃、ｔｃ（９０）の１．５倍の時間、加硫を行った。得られた加硫ゴム組成物について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。

【0042】

（硬度）
ＪＩＳ Ｋ６２５３－３に準拠して硬度を求め、以下の基準に従って評価した。
◎：硬度９０以上
○：硬度８０以上９０未満
△：硬度７０以上８０未満
×：硬度７０未満

【0043】

（耐引裂性）
ＪＩＳ Ｋ６２５２に準拠して引裂強度を求め、以下の基準に従って評価した。
◎：引裂強度１５Ｎ／ｍｍ以上
○：引裂強度１０Ｎ／ｍｍ以上１５Ｎ／ｍｍ未満
×：引裂強度１０Ｎ／ｍｍ未満

【0044】

（耐摩耗性）
ＪＩＳ Ｋ６２６４－２に準拠して摩耗容積を求め、以下の基準に従って評価した。
◎：摩耗容積６０ｍｍ^３未満
○：摩耗容積６０ｍｍ^３以上８５ｍｍ^３未満
△：摩耗容積８５ｍｍ^３以上１１０ｍｍ^３未満
×：摩耗容積１１０ｍｍ^３以上

【0045】

【表1】

【0046】

＊１ ブタジエンゴム：宇部興産株式会社製「ＵＢＥＰＯＬ ＢＲ １５０Ｌ」
＊２ スチレン－ブタジエンゴムＡ：ＪＳＲ株式会社製「ＳＢＲ１５０２」、スチレン含量：５０％未満
＊３ スチレン－ブタジエンゴムＢ：ＪＳＲ株式会社製「ＪＳＲ００６１」、スチレン含量：６６％
＊４ カーボンブラック：キャボットジャパン株式会社製「ショーブラック Ｎ３３０」
＊５ ワックス：三菱ケミカル株式会社製「ダイヤミッド Ｏ－２００」、アマイドワックス

【0047】

表１より、天然ゴム、スチレン含量が５０質量％以上であるハイスチレン－ブタジエンゴム、及びブタジエンゴムを含むゴム成分と、ワックスとを含有する実施例のゴム組成物は、硬度、耐引裂性、及び耐摩耗性がバランスよく向上していることが分かる。そのため、当該実施例のゴム組成物を、ゴムクローラの内周面の突起ゴムの形成に用いることで、硬度、耐引裂性、及び耐摩耗性が高度にバランスしたゴムクローラを製造できることが分かる。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明によれば、高い硬度を有する上、耐引裂性及び耐摩耗性に優れるゴムクローラ用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、上述したゴムクローラ用ゴム組成物を用いて内周面に突起ゴムを形成したゴムクローラを提供することができる。