JP3211982B2 - ゴム組成物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工性と加硫性の優れ
たゴム組成物の製造方法に関し、さらに詳しくは押し出
し加工時のダイスエルが小さく、かつ加硫物の反撥弾性
が良好なゴム組成物の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリブタジエンは耐摩耗性、反撥弾性、
低温特性、耐屈曲性、低発熱性などの特性が優れてお
り、これらの特性を生かして、天然ゴムやジエン系合成
ゴムとブレンドすることによりタイヤ用途に使用されて
いる。しかし、ポリブタジエンは弾性的性質に富むため
天然ゴムやジエン系合成ゴムとブレンドして使用する場
合において、押し出し加工時におけるダイスエルが大き
いという欠点がある。かかる押し出し加工時のダイスエ
ルを小さくする方法としては、従来、ポリブタジエンに
シンジオタクチックポリブタジエンの結晶を分散させる
方法が提案されている（特公昭５７−３０６６２号、特
開平３−４５６０９号）。しかし、ポリブタジエンに上
記のような高融点の結晶成分を含むポリマーを添加する
と、それだけ反撥弾性が低くなり、それをカバーするた
めポリブタジエンの分子設計を変えなくてはならない。
このように、ポリブタジエンのダイスエルを小さくしよ
うとすると、反撥弾性も低くなり、二律背反の関係にあ
り高い反撥弾性を維持したままダイスエルを小さくする
ことは困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポリ
ブタジエンの特徴である高反撥弾性を維持したまま、押
し出し加工時のダイスエルを小さくすることにある。す
なわち本発明は、ポリブタジエンゴムに天然ゴムやジエ
ン系合成ゴムなどをブレンドしてなる配合ゴムの新規な
製造方法を提供することにより、高反撥弾性を有し、し
かもダイスエルが小さいゴム組成物を得ようとするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリブタ
ジエンゴムの反撥弾性を維持したままダイスエルを小さ
くする目的で研究した結果、（ａ）天然ゴムおよびポリ
ブタジエンを除くジエン系合成ゴムからなる群から選ば
れた少なくとも１種のゴムと、（ｂ）ポリブタジエンゴ
ムとからなるゴム成分１００重量部に対して、（ｃ）充
填剤を３０〜７０重量部配合してなるゴム組成物の製造
方法において、（ｂ）ポリブタジエンゴムに対して
（ｃ）充填剤の一部または全量を添加して混練すること
により、（ｂ）ポリブタジエンゴムと（ｃ）充填剤との
組成物の平均粒子サイズが５ｍｍ以下になるまで粒状化
したのち、（ａ）のゴム、残りの（ｃ）充填剤、および
ゴム成分（（ａ）＋（ｂ））１００重量部に対して０〜
４０重量部の（ｄ）軟化剤を配合することを特徴とする
ゴム組成物の製造方法によって、目的とするゴム組成物
が得られることを見い出したものである。

【０００５】本発明の（ａ）成分は、天然ゴムおよびジ
エン系合成ゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種
のゴムであり、ジエン系合成ゴムとしては、例えばポリ
イソプレンゴム、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、ピリジン−ブタジエンゴム
などが挙げられるが、これらの中では特にスチレン−ブ
タジエンゴムが好ましい。

【０００６】本発明の（ｂ）成分は、ポリブタジエンゴ
ムであり、ポリブタジエンゴム（ｂ）としてはミクロ構
造が高シス（好ましくはシス含量８０％以上）で、ムー
ニー粘度が２０〜７０のものが好ましい。

【０００７】本発明の製造方法における、ゴム（ａ）と
ポリブタジエンゴム（ｂ）との配合割合は、特に限定さ
れるものではないが、好ましくは３０〜７０／７０〜３
０（重量部）である。ゴム（ａ）の配合割合が、３０重
量部より少ないとゴム組成物の強度が劣り、７０重量部
を越えると反撥弾性が低下する。また、ポリブタジエン
ゴム（ｂ）の配合割合が、７０重量部を越えるとゴム組
成物の機械的強度が劣り、３０重量部より少ないと耐摩
耗性と反撥弾性が低下する。

【０００８】本発明の（ｃ）成分である充填剤として
は、カーボンブラック、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、ク
レイ、シリカなどを用いることができが、好ましくはカ
ーボンブラックであり、さらに好ましくは高ストラクチ
ャーのカーボンである。充填剤（ｃ）は、ゴム（ａ）と
ポリブタジエンゴム（ｂ）からなるゴム成分（（ａ）＋
（ｂ））の合計量１００重量部に対して、３０〜７０重
量部、好ましくは４０〜６０重量部配合する。３０重量
部以下ではゴム組成物のダイスエルを小さくする効果が
少なくなり、７０重量部以上では反撥弾性が低下する。

【０００９】本発明の製造方法においては、まず、ポリ
ブタジエンゴム（ｂ）に対して充填剤（ｃ）の一部また
は全量を添加して混練することにより、ポリブタジエン
ゴム（ｂ）と充填剤（ｃ）との組成物の平均粒子サイズ
が５ｍｍ以下、好ましくは０．１〜２ｍｍになるまで粒
状化または粉末化する。粒状化または粉末化されたポリ
ブタジエンゴム（ｂ）と充填剤（ｃ）との組成物の平均
粒子サイズが５ｍｍを越えると、得られるゴム組成物の
ダイスエルを小さくすることができない。

【００１０】ポリブタジエンゴム（ｂ）と充填剤（ｃ）
との組成物の粒状化または粉末化は、例えば次のような
方法で行なわれる。すなわち、ポリブタジエンゴム
（ｂ）を、再凝集するのを防ぐ凝集防止効果を持つ充填
剤（好ましくはカーボンブラック）の粉末の共存下で、
機械的せん断力により混練りする。このとき、ポリブタ
ジエンゴム（ｂ）をより粉末化しやすくするために、ポ
リブタジエンゴム（ｂ）に、予めせん断力を加えて小さ
なチップにして、これを充填剤（ｃ）と一緒に混練りし
て粉末化してもよい。好ましくは、ポリブタジエンゴム
（ｂ）全量と充填剤（ｃ）全量を混練りする方法であ
る。ポリブタジエンを粉末化するのに必要な充填剤
（ｃ）の量は、ポリブタジエン（ｂ）の重量部に対し、
１／３以上が好ましい。

【００１１】本発明の製造方法のおいては、ポリブタジ
エンゴム（ｂ）を粒状化したのち、ゴム（ａ）、残りの
充填剤（ｃ）および軟化剤（ｄ）を配合する。このと
き、ゴム（ａ）は、その全量を配合し、（ａ）／（ｂ）
＝３０〜７０／７０〜３０（重量比）とする。また、充
填剤（ｃ）は、ポリブタジエンゴム（ｂ）を粒状化（ま
たは粉末化）する際に添加した残りの全量を配合する。
したがって、粒状化の際に全量添加した場合は、このと
きの配合量は０である。さらに、このときゴム（ａ）お
よび充填剤（ｃ）と共に軟化剤（ｄ）を配合する。軟化
剤（ｄ）は、好ましくはプロセス油であり、より好まし
くはアロマ系オイルである。軟化剤（ｄ）の配合割合
は、ゴム成分（（ａ）＋（ｂ））の合計量１００重量部
に対して０〜４０重量部、好ましくは５〜１５重量部で
ある。この範囲で添加することにより、ゴム組成物の混
練り混合操作を容易にすることができる。

【００１２】本発明の製造方法においては、得られるゴ
ム組成物の物性を向上させるために上記（ａ）〜（ｄ）
成分以外の各種の配合剤を配合することができる。上記
配合剤の例としては、ゴム工業で一般的に用いられる加
工助剤、老化防止剤、酸化防止剤、架橋剤、架橋助剤な
どが挙げられる。上記配合剤の配合時期は特に限定され
るものではないが、ゴム（ａ）、充填剤（ｃ）、軟化剤
（ｄ）などと共に配合することにより、ゴム組成物の生
産性を向上することができる。ただし、架橋剤、架橋助
剤などは、上記の配合剤を配合して一端混練りを行なっ
たのち配合するほうが好ましい。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明を実施例によって説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下の実
施例および比較例におけるゴム組成物の物性の測定は、
次のようにして行った。 １）ムーニー粘度（ＭＶ）：ＪＩＳ−Ｋ−６３００に規
定されている測定法に従って測定した。 ２）加硫物の引張試験、反撥弾性および硬度：ＪＩＳ−
Ｋ−６３０１に規定されている測定法に従って測定し
た。 ３）ゴム配合物のダイスエル：スリッドダイレオメータ
ー（日本合成ゴム社製）を用いて、温度１００℃、ダイ
の寸法（長さ４ｃｍ、面積０．１ｃｍ×１．２ｃｍ）、
押し出し速度５００ｍｍ／分にて測定した。 ４）充填剤の共存下で粒状化（粉末化）したゴムの平均
粒子サイズ：数十個の粉末ゴムの径を測定し平均するこ
とによって求めた。

【００１４】実施例１：ポリブタジエンゴム（日本合成
ゴム社製 ＢＲ０１）とＦＥＦカーボンを表１に示す割
合で小型のバンバリーミキサー（１．８Ｌ容積）に投入
し、最初のバンバリー調整温度が１００〜１１０℃にな
るようにジャケット内の油温を制御して混練りを行なっ
た。１分間混練り後、ポリブタジエンゴムが粉末化し、
平均粒子サイズが２ｍｍ以下になった。得られた混練り
物に、天然ゴム、アロマチックオイル、亜鉛華３号、ス
テアリン酸および老化防止剤（Ｎ−フェニル−イソプロ
ピル−ｐ−フェニレンジアミン）を表１に示す割合で投
入し、上記と同様の条件下で５分間混練りを行なった。
このようにして得られた混練り物と共に、表１に示す割
合の加硫促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチア
ゾールスルフェンアミド）と硫黄を、再度バンバリーミ
キサーに投入し、２分間混練りした。上記の未加硫配合
物について押出ダイスエルを測定し、さらに１５０℃で
２５分の条件下でプレス加硫を実施して加硫物を得、そ
の物性を測定した。物性の評価結果を、表１に示す。

【００１５】実施例２：ポリブタジエンと天然ゴムの配
合割合を変える以外は、実施例１と同様にしてゴム組成
物を得た。（このときのポリブタジエンゴムの平均粒径
サイズは１ｍｍであった。）物性の評価結果を、表１に
示す。 実施例３：天然ゴムに代えてスチレンブタジエンゴム
（日本合成ゴム社製、ＳＬ５５２）を使用する以外は、
実施例１と同様にしてゴム組成物を得た。物性の評価結
果を、表１に示す。 実施例４：充填剤として、ＦＥＦカーボンの変わりに炭
酸カルシウムを用いる以外は、実施例１と同様にしてゴ
ム組成物を得た。（このときのポリブタジエンゴムの平
均粒子サイズは３ｍｍであった。）物性の評価結果を、
表１に示す。 実施例５：ポリブタジエンゴムと共に２５重量部のＦＥ
Ｆカーボンを投入してポリブタジエンゴムを平均粒子サ
イズ２ｍｍまで粉末化したのち、残り（２５重量部）の
ＦＥＦカーボンを配合する以外は、実施例１と同様にし
てゴム組成物を得た。物性の評価結果を、表１に示す。

【００１６】比較例１〜３：天然ゴム（またはスチレン
ブタジエンゴム）とポリブタジエンゴムを同時に投入す
る以外は、実施例２，３または４と同様にしてゴム組成
物を得た。物性の評価結果を、表１に示す。 比較例４：最初に天然ゴムとＦＥＦカーボンを投入し、
１分間混練りしたのちにポリブタジエンを投入する以外
は実施例１と同様にしてゴム組成物を得た。物性の評価
結果を、表１に示す。 比較例５：ポリブタジエンとＦＥＦカーボンを投入した
のちの混練りを１０秒間しか行なわなかった以外は、実
施例１と同様にしてゴム組成物を得た。物性の評価結果
を、表１に示す。 比較例６：ＦＥＦカーボンの配合割合を、表１に示すよ
うに変える以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を得
た。物性の評価結果を、表１に示す。 比較例７：比較例６の粉末化されたポリブタジエンゴム
に天然ゴムとＦＥＦカーボンを４０重量部後添加し、混
練りを行なった以外は、実施例１と同様にして、ゴム組
成物を得た。物性の評価結果を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１に示す結果から、実施例１〜５の製造
方法により得られたゴム組成物は、ゴムの種類に応じて
各種の物性がバランスよく優れていることがわかる。さ
らに詳しく検討すると、実施例１と比較例１、実施例４
と比較例３、実施例３と比較例２などの対比から、本発
明の製造方法が加硫ゴムの反撥弾性を良好にし、押し出
しダイスエルを小さくするのに有効であることがわか
る。また、実施例５と実施例１の対比から、さらに充填
剤の一部をポリブタジエンと混練りして粉末化（粒径約
２ｍｍ）することにより、さきに充填剤の全量を投入し
た場合と同様に、加硫ゴムの反撥弾性を良好にし、押し
出しダイスエルを小さくできることがわかる。実施例１
の粉末化されたポリブタジエンの平均粒子サイズは約１
ｍｍであり、比較例６の粉末化されたポリブタジエンの
平均粒子サイズは、ＦＥＦカーボンの配合割合が少ない
ために約６ｍｍであった。このことから、ＦＥＦカーボ
ンの配合割合が少ないと、ブタジエンゴムの平均粒子サ
イズが大きくなり、ダイスエルを小さくする効果が少な
いことがわかる。実施例１と比較例４の対比から、ブタ
ジエンゴムの代わりに天然ゴムを予め粉末化してもダイ
スエルは小さくならないことがわかる。粉末化されたポ
リブタジエンの平均粒子サイズが約１ｍｍである実施例
１と、粉末化されたポリブタジエンの平均粒子サイズが
約６ｍｍである比較例５の対比から、ポリブタジエンを
予め粉末化しても、ポリブタジエンの平均粒子サイズが
５ｍｍより大きいと、ダイスエルを小さくする効果がな
いことがわかる。実施例１と比較例６の対比から、カー
ボンブラックの配合割合が３０〜７０重量部の範囲をは
ずれると、ダイスエルを小さくする効果が少ないことが
わかる。実施例１および５と比較例７の対比から、ポリ
ブタジエンを粉末化するのに必要な充填剤の量は、ポリ
ブタジエンの重量部に対し、１／３以上が好ましいこと
がわかる。

【００１９】

【発明の効果】本発明のゴム組成物の製造方法によれ
ば、ゴム組成物の反撥弾性を良好にし、押し出しダイス
エルを小さくすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田 勲 東京都中央区築地２丁目11番24号 日本 合成ゴム株式会社内 (72)発明者 田嶋 由紀 東京都練馬区大泉学園町５−18−21 (56)参考文献 特開 昭55−104343（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 9/00 C08K 3/00 C08K 5/01 C08L 7/00 C08J 3/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 (a)天然ゴムおよびポリブタジエン以
   外のジエン系合成ゴムからなる群がら選ばれた少なくと
   も1種のゴムと、(b)シス含量８０％以上の高シス−ポリ
   ブタジエンゴムとからなるゴム成分100重量部に対し
   て、(c)充填剤を30〜70重量部配合してなるゴム組成物
   の製造方法において、 (b) 高シス−ポリブタジエンゴムに対して(c)充填剤の
   一部または全量を添加して混練することにより、(b) 高
   シス−ポリブタジエンゴムと(c)充填剤との組成物の平
   均粒子サイズが5mm以下になるまで粒状化したのち、 (a)のゴム、残りの(c)充填剤、およびゴム成分((a)＋
   (b))100重量部に対して、O〜40重量部の(d)軟化剤を配
   合することを特徴とするゴム組成物の製造方法。