JPH0326732A - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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JPH0326732A
JPH0326732A JP1160822A JP16082289A JPH0326732A JP H0326732 A JPH0326732 A JP H0326732A JP 1160822 A JP1160822 A JP 1160822A JP 16082289 A JP16082289 A JP 16082289A JP H0326732 A JPH0326732 A JP H0326732A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はゴム組成物に関するものである。更に詳しくは
、高性能タイヤ、競技用タイヤのトレッドなど一般にカ
ーボンブラク、オイルを高重填率で配合する用途におい
て、耐摩耗性、破壊強力、高ヒステリシス性に優れたゴ
ム組成物に関するものである. [従来の技術及び発明が解決しようとする課題]高性能
タイヤ、競技用タイヤなどにおいて、カーボン、オイル
の種類、量を適正化することにより走行時の操縦安定性
、制動性を向上させる手段は従来行われている。事実、
これらの用途のタイヤに於けるカーボン、オイルの配合
量は一般乗用車タイヤのそれに比べかなり多量であり、
又高ストラクチャーのカーボンが用いられるが、これら
の手段は高ヒステリシス化によるタイヤクリップ性能即
ち操縦安定性、制動性の向上を目的として行なわれる。
しかし、この手段は最近、性能向上を図る上で、技術改
良的見地からはもはやある一定のレベルにまで到達した
と考えられている。その理由は従来技術ではカーボンの
高ストラクチャー化或いはカーボン・オイルの増量とい
った手段がカーボンの分散不良を招き、その結果破壊強
力、耐摩耗性などの著しい低下をもたらすという点にお
いてグリップ性能向上と二律背反の関係にあることによ
る。従って、この二律背反を解消する技術が期待される
が、今日までかくの如き技術は開示されていない。
[課題を解決するための手段] 本発明は、結合スチレンが0〜65重量%で、GPCに
より測定される分子量が150, 000以下の成分を
20〜36重量%含み、かつムーニー粘度差(ΔMV)
が−20〜+5であり、しかもムーニー粘度[ML,.
. (100℃)]が60〜160である乳化重合ゴム
を30重量%以上配合することを特徴とするゴム組成物
を提供することを目的とするものである。
ここで、ΔMVとは次式で求められる数値をいう。
ΔM V = M L + −4 (100 ℃)−M
 L ,...(100℃)本発明のゴム組成物をカー
ボンと混練りする際に消費電力がチャート上において観
察される。ブラックインコーポレーションタイム(以下
B.I.T.と呼ぶ)が一般の乳化重合SBRをカーボ
ンと混練りする際のB. I.T.に比へ著しく長い。
通常、B.I.T.が長いということはカーボンの分散
不良の現われであり、その結果として混線物の破壊強度
、耐摩耗性などの物理的性質の悪化を来すというのが従
来当業者間では常識とされている。ところが、本発明者
らが研究を重ねた結果によれば、ある特定のゴム組成物
が、混線時に長いB. I.T.を示すにも拘らず、他
の一般的な短いB.I.T.を示すゴム組成物の混線物
よりもむしろ破壊強度、耐摩耗性といった物理的性質に
優れ、特にカーボンの高充填下で著しい物理的性質の向
上を示すことを発見し、本発明に到達した. 以下、本発明を詳細に説明する。
請求項(1)に記載の乳化重合ゴムは、共役ジエンまた
は共役ジエンとスチレンとの共重合により製造される。
更に詳しくは、まず比較的少量の分子量調節剤存在下で
重合を開始し、任意の転化率において比較的多量の分子
量調節剤を追加し、更に任意の転化率まで重合を継続す
る公知の方法によって製造することができる。
この場合、分子量調節剤の追加以前の重合帯域において
高分子量のゴムが、また追加以後の重合帯域においては
低分子量のゴムがそれぞれ生成する。その結果最終生成
物は通常の乳化重合ゴムに比べ分子量分布が広くなる。
もちろん上記の方法とは逆に、まず比較的多量の分子量
調節剤存在下に重合を開始し、低分子量ゴム成分を生成
させた後に多量の単量体を追加し、重合を継続すること
により、重合後半で高分子量成分を生成させることもで
きる。両方法共、本発明の効果においては同じであるが
、後者はより大きな反応容器を必要とする点で不利であ
る。前者の方法では分子量調節剤追加後の重合成分の単
量体組或を任意に調節するために、単量体を同時に追加
することができる。また後者の方法では、ゲル化の防止
ないし分子量調節の目的で分子量調節剤を同時に追加す
ることができる。更に両方法において、ゲル化の防止に
十分な量の分子量調節剤が存在する場合には最終転化率
を例えば80%以上にまで上げることもできる.請求項
(1)記載の乳化重合ゴムは以下の方法によっても製造
することができる。
即ち、比較的多量の分子量調節剤存在下に重合を行い、
最終転化率を例えば80%以上とする方法である. 請求項(1)記載の乳化重合ゴムは以上に例示した方法
で製造でき、その結合スチレンが0〜65重量%でゲル
パーミェーション・クロマトグラフィー(GPC)測定
によるポリスチレン換算分子量150, 000以下の
成分20〜36重量%を含み、そのムーニー粘度ML1
.4(loO’c)が60〜160でしかも下記式で定
義されるムーニー粘度差(ΔMV)が−20〜+5であ
る。
ここでΔMVとは △MV=ML,.. (loo’c) −ML,+−+
s(100’c)で表される数値をいう。
結合スチレンが65重量%を超えたものとすることば実
行可能ながら最終的に得られるゴム組成物の耐摩耗性、
路面把握性能において本発明の効果が十分に発揮されな
(ハ。より好ましい結合スヂ1/ン量は50〜60i量
%である。
請求項(1)記載の乳化重合ゴムはGPCIlll1定
によるポリスチレン換算分子量150, 000以下の
成分20〜36重量%を含む。分子量が150, 00
0以下の成分が20徂量%未満、または36乗量%超と
することは可能であるが、いずれも本発明の効果として
は不十分となる。即ち、前者下はタイl「にした時の路
面把握性能が不足し、カーボンの高充填下に於ける耐摩
耗性も不足する。また後者では、耐摩耗性が不足となる
請求項(1)記載の乳化重合ゴムはムーニ・一粘度差Δ
MVが−20〜+5の範囲である。ΔMVが−20に満
たないゴムはカーボンとの混線中にゲル化し、物性は著
しく低下する。ここで、△M V = M L l−(
100″C)  M L t − r a (100℃
)。
また、ΔMVが+5を超えるゴムも実行可能であるが特
に力・−ボンの高充填下での路面把握性能及び耐摩耗性
の効果の点で不]一分となる。
請求項(1)記載の乳化乗合ゴムはムーニー粘度[M 
L 1.4 (100℃)]が60〜160の範囲のも
のである. M I.. ,.. (100℃)が60
未満とすること6可能であるが、やはりカーボンの高充
填下での路面把握性能、耐摩耗性改良効果が不満足とな
る。またM T− 1.4 (100℃)が160を超
えるヒカーボンとの混線中にゲル化を起こし使用に耐え
ない。
尚、本発明において乳化電合ゴムに使用される共役ジエ
ン成分は、特に限定されず、1.3−ブタジエン、 2
,3−ジメチルブタジエン、イソブレン、クロロブレン
、 1.3−ペンタジエン、ヘキザジエン、ミルセンな
どが挙げられるが、好ましくは1.3−ブタジエンであ
る。
本発明のゴム組成物中にはゴム成分どじで請求項(1)
記載の乳化乗合ゴム以外のゴム成分を含むことができる
。この請求項(1)記載の乳化重合ゴム以外のゴム成分
としては、他のSBRをはじめ、ポリイソブレンゴム、
低シスー1.4−ボリブタジエン、高シスーl,4−ポ
リブタジエン、エチ1/ン〜ブロビ1/ン系ゴム、クロ
ロブレンゴム、(ハロゲン化)ブチルゴム、NBR.N
IR、天然ゴムなどが挙げられるが特に限定されない。
但し、本発明のゴム組成物中には、請求項(1)記載の
乳化重合ゴムをゴム成分中に30束量%以上含む必要が
ある。ゴム成分中の請求項(1)記載の乳化屯合ゴムの
含有率が30重量%未満では耐摩耗性、破壊強力が不満
足となって本発明の効果を達成するこヒはできない。
本発明において、請求項(1)記載の乳化重合ゴムは、
必要に応じラテックス下で油展することができる。油展
に使用されるオイルは特に限定されないが、粘度一比重
恒数(V. G. C. 10. 95以上の芳香族系
オイルが好ましい。
本発明においてカーボンブラックの配合量は、ゴム成分
100重量部に対して45−250重量部である。45
重量部未満では補強性が不十分であり、耐摩耗性が不足
し、一方250重量部を超えると配合物粘度が上昇する
ため、補強性が低下し、耐摩耗性が不満足となる。づ・
たゴムと充填削な混線する際に伸油展を混入することが
できる。
使用されるオイルは特に限定さi1ないが、粘度比重恒
数(V. G. C。)0.95以上の芳香族系オイル
が好ましい。
本発明のゴム組成物中には、さらに必母にUi”:;じ
て炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、シリカ、ガラス
繊維、アラミド繊維などの充填剤、スデアリン酸、亜鉛
草、老化防止剤、加硫促進剤などの通常の配合剤を加え
ることができる。
得られるゴム組成物は、成形加工後、加硫を行い、トレ
ッド、アンダー トレッド、サイドゥオール、ビード部
分などのタイヤ用途をはじめ、ボース、ベル1−、靴底
、窓枠、シール材、防振用ゴム、その他の工業用品など
の用途に用いることができる。
[実施例] 以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例1〜8及び比較例1〜8 1   A ゴムラテックスの ′1 L企処去 1.3−ブタジエン スチレン 重合用処理水 樹脂酸石鹸 硫酸第一鉄七含水物 アルキルナフタレンスルホン酸ナト リウム エチレンジアミンテトラアセテート・ 四ナトリウム塩 ソジウムホルムアルデヒドスルホキ シレート パラメンタンハイドロバーオキサイ t−ドデシルメル力ブタン ド (重量部) 適宜変量 〃 200. 0 5.0 0.05 0.l5 0. 10 0.15 0.10 適宜変量 以上の重合処方により、反応温度5℃で重合し、所定の
重合転化率で重合停止剤を添加したのち、未反応の単量
体を回収し、ゴム状共重合体を約20重量%含むラテッ
クスを得た。尚、各実施例、比較例における詳細を以下
に述べる。
実施例1 1.3−ブタジエン44部、スチレン51部及びt−ド
デシルメル力ブタン0.07部を反応容器に仕込み、上
記の処方により重合を行なった。転化率が63重量%と
なった時点で、 1.3−ブタジエン5部及びt−ドデ
シルメル力ブタン0.1部を添加し、最終転化率80%
まで重合した。
実施例2 1.3−ブタジエン43部、スチレン52部及びt−ド
デシルメルカブタン0.04部を反応容器に仕込み、上
記の処方により重合を行なった。転化率が52重量%と
なった時点で、1.3−ブタジエン5部及びt−ドデシ
ルメル力ブタン0.08部を添加し、最終転化率65%
まで重合した。
実施例3 1.3−ブタジエン48.5部、スチレン5l.5部及
びt−ドデシルメル力ブタン0,16部を反応容器に仕
込み、上記の処方により重合を行なった。最終転化率8
0%であった。
実施例4 1.3−ブタジエン42部、スチレン51部及びt−ド
デシルメル力ブタン0.04部を反応容器に仕込み、上
記の処方により重合を行なった。転化率が41重量%と
なった時点で、1.3−ブタジエン7部及びt−ドデシ
ルメル力ブタン0.18部を添加し、最終転化率80%
まで重合した。
実施例5 1.3−ブタジエン86部、スチレン13部及びt−ド
デシルメル力ブタン0.16部を反応容器に仕込み、上
記の処方により重合を行なった。転化率が46%となっ
た時点で、スチレン1部及びt−ドデシルメル力ブタン
0.1部を添加し、最終転化率62%まで重合した。
実施例6 1.3−ブタジエン71部、スチレン28部及びt−ド
デシルメル力ブタン0.lO部を反応容器に仕込み、上
記の処方により重合を行なった。転化率が46%となっ
た時点で、スチレン1部及びt−ドデシルメル力ブタン
0、1部を添加し、最終転化率62%まで重合した。
実施例7 1.3−ブタジエン29部、スチレン66部及びt−ド
デシルメル力ブタン0.02部を反応容器に仕込み、上
記の処方により重合を行なった。転化率が61%となっ
た時点で1.3−ブタジエン5部及びt−ドデシルメル
力ブタン0.1部を添加し、最終転化率80%まで重合
した。
実施例8 1.3−ブタジエン44部、スチレン51部及びt−ド
デシルメル力ブタン0.04部を反応容器に仕込み、上
記の処方により重合を行なった。転化率が62%となっ
た時点で、 1.3−ブタジエン5部及びt−ドデシル
メル力ブタン0.12部を添加し、最終転化率80%ま
で重合した。
比較例1 1.3−ブタジエン15部、スチレン80部及びt−ド
デシルメル力ブタン0.02部を反応容器に仕込み、上
記の処方により重合を行なった。転化率が63%となっ
た時点で1.3−ブタジエン5部及びt−ドデシルメル
カブタン0.1部を添加し、最終転化率80%まで重合
した。
比較例2 1.3−ブタジエン46.5部、スチレン53.5部及
びt−ドデシルメルカブタン0.06部を反応容器に仕
込み、上記の処方により重合を行なった。最終転化率は
60%であった。
比較例3 1.3−ブタジLン46.5部、スチ1/ン53.5部
及びt−ドデシルメル力ブタン0.10部を反応容器に
仕込み、上記の処方により重合を行なった。最終転化率
は60%であった。
比較例4 1.3−ブタジエン42部、スチレン51部及びt−ド
デシルメル力ブタン0.04部を反応容器に仕込み、上
記の処方により重合を行なった。転化率が74%となっ
た時点で、 1.3−ブタジエン7部及びt−ドデジル
メル力ブタン0。1部を添加し、最終転{E.率90%
まで瑣合した。
比較例5 1.3−ブタジエン46.5部、スチレン53.5部及
びt−ドデシルメル力ブタン0.6部を反応容器に仕込
み、上記の処方により最終転化率70%まで瑣合を行な
って液状ゴムラテックスを得た。得られた液状ゴムラテ
ックスと、比較例2のラテックスを固形ゴム換算で37
.5対100の重量比となるよう混合した。
比較例6 比較例2と同一の璽合を行なった。
比較例7 1.3−フタジエン42部、スチレン51部及びt−ド
デシルメル力ブタン0404部を反応容器に仕込み、上
記の処方により乗合を行なった。転化率が33%となっ
た時点で、 1.3−ブタジエン7部及びt−ドデシル
メル力ブタン0,15部を添加し、最終転化率80%ま
で瑣合した。
比較例8 1.3−フタジエン41部、スヂレン51部及びt−ド
デシルメル力ブタン0.04部を反応容器に仕込み、上
記の処方により重合を行なった。転化率が40%となっ
た時点で、 1.3−ブタジエン8部及びt−ドデシル
メル力ブタン0.9部を添加し、最終転化率80%まで
重合した。
得られた共重合体ラテックスないし挟重合体ラテックス
混合物の結合スチレン含遣、並びにG P C (グル
バーミエーションク口マトグラフィー)によって測定さ
れるポリスチレン換算分子量150, 000以下の共
重合体成分の含h゛率を表1に示す。
尚、共重き体の結合スヂレンは、’H−NMRで測定し
7た。測定条件は以下の通りであった。
機 種:FX−100 溶  媒二四塩化炭素 試料濃度:2.5% 測定温度:50℃ .標準物質:テトラメチルシラン 又、GPCは、米国ウォーターズ社製のrALC−GP
CJを使用し、検知器として示差屈折計を用い、下記条
件で測定した。
カラム:東洋ソーダ製カラムr G M H 3 J、
rBMH6J  rG6000h6Jを直列に結合して
使用した。
移動相:テトラヒドロフラン(液速1. Oml/mi
n)注入試料濃度=0.2% 注入量:1閤1 測定温度:室温 尚、ポリスチレン換算分子量150, 000以下の成
分の含有率についてはウォーターズ社製単分故スチレン
重合体を用い、GPCにより単分敢スチ1./ン徽合体
のピークの分−rmとGPCのカウント数との関係を予
め求めた検量線を用いてボリスナ1/ン換算分了電15
0, 000に相当するG P Cのカウント数を求め
、これをもってGPCチャートを二分し、両者の面積比
から求めた。
2 ゴム組  の   び− (1)で得られたラテックスを通常の酸一塩凝固法によ
り凝固させ、水洗、乾燥を行い、実施例につき8種、比
較例につき8f!のゴムを得た。但し、ここで比較例6
についてのみラテックス下で油展を行なった.油展には
アロマチックオイル37. 5phrを用いた. これらのゴム組成物を、下記配合処方によりバンバリー
ミキサー及びびロールにより混練りし、下記の加硫条件
によりプレス加硫し、加硫ゴム試料を作製した. 藍會支工           (重量部)ゴム組成物
            137.5亜鉛華     
          3ステアリン酸        
    2カーボンブラック         100
アロマチックオイル        468加硫促進剤
             1.8老化防止剤    
         1.8イオウ          
     1.5(加硫条件)155℃X30分 本比較例6のみアロマチックオイルの配合量を32.5
重量部とした. このようにして得られた加硫ゴム試料について、下記の
特性試験を行なった。
■ 常態物性(JIS K6301に準じて測定)30
0%モジュラス(kgf’/am” )引張強度(kg
f/cm” ) ■ 耐摩耗性(DIN耐摩耗指数) DIN摩耗試験法(DIN 53616に準じた)によ
って測定した. 比較例5の耐摩耗性を100とし、指数表示した。
■ ドライスキッド指数 英国道路研究所製、ポータブルスキッドテスターを使用
し、ドライスキッドを測定した。
このとき、試験路面としては、アスファルトを用いた。
比較例5のドライスキッドを100として、指数表示し
た。
■ ウェットスキッド指数 アスファルト路面を水で十分濡らした以外には、ドライ
スキッド測定と同様な方法で測定した.比較例5のウェ
ットスキッドを100として指数表示した。
以上の特性試験の結果を表1に示す。
[表1の結果より、以下のことが理解される。]すなわ
ち、比較例lに示されるように請求項(1)に記載の乳
化重合ゴムの結合スチレン含量が65重量%を超えると
、耐摩耗性が劣り路面把握性能も不十分となる。
比較例2では、GPCによって測定されるポリスチレン
換算の分子量が150, 000以下の成分の含量が2
0重量%に満たず、そのため耐摩耗性、路面把握性能が
劣る。
比較例3では、ムーニー粘度差が+5を超えており、耐
摩耗性並びに路面把握性能が不十分である。
比較例4では、ムーニー粘度差が−20に満たず、加硫
ゴムがゲル化している。
比較例5では、高分子量乳化重合ゴムと低分子量乳化重
合ゴムとをラテックス下で混合したものであり、ムーニ
ー粘度差が+5を超え、耐摩耗性及びび路面把握性が不
十分である。
比較例6では、高性能タイヤ、競技用タイヤといった用
途に従来使用されている油展ゴムであり、他の試料と加
硫物硬度を合わせる目的で配合時の油展量を減らした物
である。比較例6は、実施例に比べ破壊強度、耐摩耗性
、路面把握性に劣る。
比較例7では、低分子量成分の含有率が36重量%を超
えており、耐摩耗性が不足している。
比較例8では、使用した乳化重合ゴムのムーニー粘度(
M L ,.4(100℃)]が60未満のため、やは
り耐摩耗性が劣る。
一方、本発明の実施例においては、何れも耐摩耗性、路
面把握性に優れ、高性能タイヤ、競技用タイヤ等の用途
に好適であることがわかる。
[発明の効果] 本発明のゴム組成物は特定量の結合スチレン、特定の分
子量分布、かつ特定のムーニー粘度特性を有する乳化重
合ゴムから成り、その加硫物に於て優れた物理的性質を
有し、特にカーボン、オイルを高充填率で配合した上で
路面把握性と耐摩耗性という二律背反的な特性を要求さ
れるタイヤトレッド部材、そのほか耐摩耗性の要求され
るベルトなどの各種の部材の素材として好適である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)乳化重合によって得られる共役ジエン重合体、及
    び/または共役ジエン−スチレン共重合体ゴムであって
    、結合スチレン0〜65重量%及びゲルパーミェーショ
    ン・クロマトグラフィー(GPC)測定によるポリスチ
    レン換算分子量150,000以下の成分20〜36重
    量%を含み、そのムーニー粘度ML_1_+4(100
    ℃)が60〜160でしかも式 △MV=ML_1_+_4(100℃)−ML_1_+
    _1_5(100℃)で定義されるムーニー粘度差(△
    MV)が−20〜+5である乳化重合ゴムをゴム成分中
    に 30重量%以上含有し、且つカーボンブラックをゴム成
    分100重量部当り45〜250重量部含有するゴム組
    成物。
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