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公開番号2025063269
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-15
出願番号2025009129,2021555960
出願日2025-01-22,2020-10-19
発明の名称ゴム組成物およびタイヤ
出願人住友ゴム工業株式会社
代理人弁理士法人朝日奈特許事務所
主分類C08L 7/00 20060101AFI20250408BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】破壊強度および異方性を高度に両立したゴム組成物を提供する。
【解決手段】ゴム成分、無機繊維材料、カーボンブラック、およびカップリング剤を含有するゴム組成物であって、無機繊維材料が、硫酸マグネシウム繊維、ケイ酸カルシウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、およびガラス繊維からなる群から選ばれる1以上の無機繊維材料であり、ゴム成分100質量部に対して無機繊維材料を1～50質量部含有し、無機繊維材料の平均径Dが1.0～2000nm、平均長Lが0.10～100μm、アスペクト比L/Dが2～1000であり、ゴム成分100質量部に対するカーボンブラックの含有量が30質量部以上である、ゴム組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ゴム成分、無機繊維材料、カーボンブラック、およびカップリング剤を含有するゴム組成物であって、
前記無機繊維材料が、硫酸マグネシウム繊維、ケイ酸カルシウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、およびガラス繊維からなる群から選ばれる１以上の無機繊維材料であり、
前記ゴム成分１００質量部に対して前記無機繊維材料を１～５０質量部含有し、
該無機繊維材料の平均径Ｄが１．０～２０００ｎｍ、平均長Ｌが０．１０～１００μｍ、アスペクト比Ｌ／Ｄが２～１０００であり、
前記ゴム成分１００質量部に対するカーボンブラックの含有量が３０質量部以上である、ゴム組成物。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
ゴム成分、無機繊維材料、カーボンブラック、およびカップリング剤を含有するゴム組成物であって、
前記無機繊維材料が、硫酸マグネシウム繊維、ケイ酸カルシウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、およびガラス繊維からなる群から選ばれる１以上の無機繊維材料であり、
前記ゴム成分１００質量部に対して前記無機繊維材料を１～５０質量部含有し、
該無機繊維材料の平均径Ｄが１．０～２０００ｎｍ、平均長Ｌが０．１０～１００μｍ、アスペクト比Ｌ／Ｄが２～１０００であり、
前記ゴム成分がブタジエンゴムを５質量％以上含有し、
前記ゴム成分１００質量部に対するカーボンブラックの含有量が３０質量部以上である、ゴム組成物。
【請求項３】
反列理方向の１００％モジュラスＭ１００ｂに対する列理方向の１００％モジュラスＭ１００ａの比（Ｍ１００ａ／Ｍ１００ｂ）が１．１０以上である、請求項２記載のゴム組成物。
【請求項４】
ゴム成分、無機繊維材料、カーボンブラック、およびカップリング剤を含有するゴム組成物であって、
前記無機繊維材料が、硫酸マグネシウム繊維、ケイ酸カルシウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、およびガラス繊維からなる群から選ばれる１以上の無機繊維材料であり、
前記ゴム成分１００質量部に対して前記無機繊維材料を１～５０質量部含有し、
該無機繊維材料の平均径Ｄが１．０～２０００ｎｍ、平均長Ｌが０．１０～１００μｍ、アスペクト比Ｌ／Ｄが２～１０００であり、
前記ゴム成分１００質量部に対するカーボンブラックの含有量が３０質量部以上であり、
反列理方向の１００％モジュラスＭ１００ｂに対する列理方向の１００％モジュラスＭ１００ａの比（Ｍ１００ａ／Ｍ１００ｂ）が１．１０以上である、ゴム組成物。
【請求項５】
さらに可塑剤を含有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項６】
前記ゴム成分がイソプレン系ゴムを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項７】
前記カップリング剤がシランカップリング剤である、請求項１～６のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項８】
ゴム成分１００質量部に対して前記カップリング剤を１～４０質量部含有する、請求項１～７のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項９】
前記カップリング剤がスルフィド基を有するシランカップリング剤である、請求項１～８のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項１０】
さらに臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積（ＣＴＡＢ）が１８０ｍ
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／ｇ以下のカーボンブラックを含有する、請求項１～９のいずれか一項に記載のゴム組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機繊維材料を含有するゴム組成物および該ゴム組成物により構成された内部部材を有するタイヤに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
セルロースファイバー等の生物由来のナノ材料をタイヤ部材に配合することにより、ゴムのモジュラスに異方性を持たせる技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５６９１４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゴムはネットワーク構造を形成することで強度が出るとともに、繊維材料においては異方性を得られやすくなると考えられる。しかしながら、繊維材料のゴムマトリクス内での分散状態が悪い状態であると、繊維材料が凝集し、異方性が得られ難くなるとともに、ゴムマトリクスに対する十分な補強性が得られないため、破壊強度も低下すると考えられる。また、従来の繊維材料を配合したゴム組成物は弾性率が高く、乗り心地や振動において、市場要求値を十分に満足できていないのが現状である。
【０００５】
本発明は、破壊強度および異方性を高度に両立したゴム組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討の結果、無機繊維材料およびカップリング剤を配合することにより、破壊強度および異方性を高度に両立したゴム組成物が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、
〔１〕ゴム成分、無機繊維材料、およびカップリング剤を含有するゴム組成物、
〔２〕反列理方向の１００％モジュラスＭ１００ｂに対する列理方向の１００％モジュラスＭ１００ａの比（Ｍ１００ａ／Ｍ１００ｂ）が１．１０以上である、上記〔１〕記載のゴム組成物、
〔３〕さらにカーボンブラックを（好ましくはゴム成分１００質量部に対して１～１００質量部、より好ましくは５～８０質量部）含有する、上記〔１〕または〔２〕記載のゴム組成物、
〔４〕さらに可塑剤を（好ましくはゴム成分１００質量部に対して１～９０質量部、より好ましくは３～７０質量部）含有する、上記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載のゴム組成物、
〔５〕前記ゴム成分が（好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０～９０質量％）イソプレン系ゴムを含む、上記〔１〕～〔４〕のいずれかに記載のゴム組成物、
〔６〕前記カップリング剤がシランカップリング剤である、上記〔１〕～〔５〕のいずれかに記載のゴム組成物、
〔７〕ゴム成分１００質量部に対して前記カップリング剤を１～４０質量部含有する、上記〔１〕～〔６〕のいずれかに記載のゴム組成物、
〔８〕前記カップリング剤がスルフィド基を有するシランカップリング剤である、上記〔１〕～〔７〕のいずれかに記載のゴム組成物、
〔９〕さらに臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積（ＣＴＡＢ）が１８０ｍ
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／ｇ以下のカーボンブラックを（好ましくはゴム成分１００質量部に対して１～１００質量部、より好ましくは５～８０質量部）含有する、上記〔１〕～〔８〕のいずれかに記載のゴム組成物、
〔１０〕前記ゴム成分１００質量部に対して前記無機繊維材料を１～５０質量部含有し、該無機繊維材料の平均径Ｄが１．０～２０００ｎｍ、平均長Ｌが０．１０～１００μｍ、アスペクト比Ｌ／Ｄが２～１０００である、上記〔１〕～〔９〕のいずれかに記載のゴム組成物、
〔１１〕前記無機繊維材料が、硫酸マグネシウム繊維、ケイ酸カルシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、およびセピオライトからなる群から選ばれる１以上の無機繊維材料である、上記〔１〕～〔１０〕のいずれかに記載のゴム組成物、
〔１２〕上記〔１〕～〔１１〕のいずれかに記載のゴム組成物で構成されるタイヤ内部部材、
〔１３〕上記〔１２〕記載のタイヤ内部部材を備えたタイヤ、
〔１４〕前記タイヤが乗用車用タイヤである上記〔１３〕記載のタイヤ、に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無機繊維材料およびカップリング剤を配合することにより、破壊強度および異方性を高度に両立したゴム組成物が提供される。また、該ゴム組成物で構成されるタイヤ内部部材を備えたタイヤは、乗り心地性と操縦安定性がバランスよく改善される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示のゴム組成物は、ゴム成分、無機繊維材料、およびカップリング剤を含有するため、優れた破壊強度および異方性を発揮する。
【００１０】
理論に拘束されることは意図しないが、本開示のゴム組成物が優れた破壊強度および異方性を発揮させ得るメカニズムとしては、以下が考えられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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