JPH042618B2 - - Google Patents
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Description
この発明はタイヤトレツド用ゴム組成物、特に
レーシングタイヤ用のトレツドに好適なゴム組成
物の製造法に係わる。一層詳しくは本発明は湿式
法カーボンブラツクマスターバツチを用いること
により得られる耐久性の優れた、レーシングタイ
ヤ用のトレツドに好適なゴム組成物の製造法に係
わるものである。 ゴム組成物を得るに当つては、屡々カーボンブ
ラツク（以下単にCBと略称する）が添加、混練
されるが、これは最終製品の硬度、引張り強度お
よび引裂強度又は剥離強度を増大させるためであ
る。そしてゴム物質にCBを添加するに当つては、
CBの微細粒子がゴム物質に均一に分散、混合さ
れなければならない。かゝる混合を行なうため、
従来、CBはゴムおよびその他の配合成分と共に
バンバリーミキサーによつて混合するか、又はロ
ールミル上で混練されているゴムにCBをその他
の配合成分と共に加えて混錬する。これらの混合
法は通常ドライミツクス法と呼ばれ、現在、ゴム
工業においてCBを配合、分散させる方法として
最も広く用いられている。 このようなドライミツクス法によつて、普通の
CBは実用的な水準で良く分散され、一般的な用
途のゴム組成物とされて汎用されている。 ところが、添加するCBを、一般的に用いられ
ている粒子径範囲のものから大幅に小粒子径側に
変える場合、特に超微粒子CBといわれるもの、
（即ち窒素吸着量によつて示される比表面積の値
が増大したもの）、具体的にはCBのグレードとし
てＮ−110（Ｎ−110とはASTMで呼ばれている名
称であつて、Ｎ−110は比表面積135m2／ｇ）付近
又はそれ以上の微細な粒子径のCBとなると、通
常のドライミツクス法では実用的な水準のCB分
散度には容易に到達しない。即ち、一般的に、窒
素吸着比表面積（SN2、以下SN2という）の上昇
に伴ない、引張り強さ（TB、以下TBという）
は上昇するが、CBの分散度が急激に低下し始め
る。そしてSN2＝120付近からTBの上昇は止ま
り、SN2が120を越えると逆にTBが低下する傾向
を示す。そしてこの場合、通常考えられる混練エ
ネルギーを上廻るエネルギーの入力を必要とし、
これを回避するため混練工程を多段化することに
よつて若干の改善がはかれるが、根本的な解決と
はならない。 更にレーシングタイヤトレツドの場合、その特
殊な性能要求のため、結合スチレン量が30％以上
のいわゆるハイスチレンのスチレン−ブタジエン
ゴム（SBR）と小粒子径のCBとを組合せたゴム
組成物を用いることが多い。通常、SBRは混練
によつて練りが進むにつれ、温度上昇又は分子切
断によつて粘度が低下する。ハイスチレンSBR
は標準的SBR（結合スチレン量23.5％程度）に比
べ、混練による粘度低下が急激である。従つてせ
ん断応力の存在下で分散が進行するCBを用いる
場合、そのCBの分散性は著しく減殺されること
になる。 またレーシングタイヤトレツドでは上記のよう
な問題点に加え、その限界性能の向上のために、
通常のタイヤトレツドでは考えられないような小
粒径のCBを必要とし、CBの分散に関して更に悪
条件が重なることになる。 特にある種のレーシングタイヤにおいては、通
常のドライミツクス法では分散固難な、即ちSN2
が150m2／ｇ以上、200m2／ｇ程度の超微粒子CB
が使用されることが多く、この場合の混練はCB
分散のために細心の注意と、多大の混練を必要と
する。 以上のように困難な問題があり、経済的に不利
なドライミツクス法においては、CB分散度を可
能な限り良好な状態にもつていつたとしても通常
のタイヤトレツドゴム組成物で可能と考えられる
値の数％から10数％下廻る分散度しか達成され
ず、ゴム組成物の性能向上にCB分散が如何に制
限要因になつているかがわかる。 かつまた、レーシングタイヤに要求される基本
的物性として、タイヤトレツドと接地路面との間
でのエネルギーロス又はヒステリシスロスがあ
り、これが大きいほど、そのタイヤを備えた自動
車の操縦性、安定性が向上する。そして与えられ
たゴム種、カーボンブラツク種、カーボンブラツ
ク添加量、およびオイル（芳香族プロセス油）の
添加量において、上記エネルギーロスを最大にす
るには、CB−ゴム間の相互作用を最大にすれば
よいのであるが、従来のドライミツクス法におい
て、SN2＝120m2／ｇ以上のCBを配合する場合、
CBの分散不良、即ちCB同志の凝集が起り易く、
上記のような高いSN2値のCBを有効に利用する
ことができない。 以上のような背景下、本発明者等は上に挙げた
ような幾多の不都合な問題点をかかえ、かつ経済
的にも不利なハイスチレンSBRと超微粒子CBの
ドライミツクス法にかえて合理的なCB分散法を
見出すべく種々研究を重ね、本発明を完成した。
即ち本発明は、タイヤトレツド、特にレーシング
タイヤトレツドに対して要求される物性を満足さ
せる超微粒子CBを充填材とし、これをゴム物質
に良好に分散配合し、強度、耐摩耗性を良好に保
持し、タイヤとして使用するとき接地路面との間
でのエネルギーロスを向上した、特にレーシング
タイヤトレツドに用いて有効なゴム組成物の製造
法を提供することを目的とし、その要旨とすると
ころは、 (a) 70重量％以上のジエン系ゴム成分を含むゴム
ラテツクスを固形分で100重量部、 (b) 窒素吸着比表面積が120〜200m2／ｇのカーボ
ンブラツクを水に分散させて得られるカーボン
ブラツクスラリーを固形分で80〜150重量部、 および(c)芳香族プロセス油および／又は高粘度
油70〜110重量部 を混合して得られる混合物に凝固剤を添加、凝固
させ、この凝固物を乾燥したものに、このものの
ゴム成分100重量部に対する割合でカーボンブラ
ツク５〜30重量部並びに芳香族プロセス油およ
び／又は高粘度油０〜30重量部を配合することを
特徴とするタイヤトレツド用ゴム組成物の製造法
に存する。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明方法におけるジエン系ゴムラテツクスは
１，３−ブタジエン単量体又は１，３−ブタジエ
ン単量体とスチレン単量体とを、乳化剤を用いて
水性媒体中で乳化分散させ、重合開始剤の添加に
より重合反応を生起させる従来知られている方法
によつて製造される。 使用される乳化剤としては、脂肪酸石けん、ロ
ジン酸石けん、ナフタレンスルホン酸ソーダホル
マリン縮合物、アルキルベンゼンスルホン酸ソー
ダなどのアニオン系界面活性剤が通常用いられ
る。 重合開始剤としては、30〜60℃の高温で重合を
行なういわゆるホツトラバー処方では過硫酸塩た
とえば過硫酸カリウムが用いられ、０〜20℃で重
合するコールドラバー処方ではレドツクス開始剤
が用いられる。レドツクス開始剤としては、クメ
ンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベン
ゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイ
ドロパーオキサイドなどの有機過酸化物と硫酸第
一鉄との組合わせが一般的であり、還元剤として
スルホキシレートなどが併用される。 また１，３−ブタジエンのみを用いて乳化重合
ポリブタジエン（EBR）ラテツクスを得る場合
には、線状性を改良するためニトロベンゼンを重
合系に添加することもできる。 通常の乳化重合によりポリブタジエンゴム又は
スチレン−ブタジエンゴムを得る場合、重合反応
率が55〜65％になつたところで〔重合反応率を65
％以上にすると、ポリマー主鎖に分技（高分子量
成分となる）が生じ、ロール加工性（巻付性）が
著しく低下する〕ナトリウムジメチルジチオカー
バメイト又はジエチルヒドロキシルアミンなどの
重合停止剤を加えて重合反応を停止させる。未反
応の単量体はスチームなどによりストリツピング
することにより、ポリブタジエンゴムラテツクス
を得ることができる。 本発明方法で用いられるゴムラテツクスはジエ
ン系ゴム成分を70重量％以上（固形分としての割
合）含有しているものであり、この量未満になる
とCBの分散性が悪く、かつ耐摩耗性が低下する。
ジエン系ゴム成分以外には天然ゴム、エチレン−
プロピレンゴムなどが含まれていてもよい。また
ジエン系ゴム成分を含むゴムラテツクスとして
は、SBR特にハイスチレンのSBRラテツクスと
ポリブタジエンゴム（EBR）ラテツクスを併用
〔SBR／EBR＝80／20〜20／80（固形分重量比）〕
することにより、耐摩耗性を向上させることがで
きる。 以上のようにして得られるゴムラテツクに前記
超微粒子CB、即ちSN2が120〜200m2／ｇのCB
〔前者の固形分100重量部に対し後者80〜150重量
部（固形分）の割合〕並びにゴムの加工性を改善
するために通常用いられる芳香族プロセス油およ
び／又は高粘度油（ゴムラテツクス固形分100重
量部に対し、70〜110重量部）を混合してCBゴム
ラテツクスマスターバツチを作る。この場合、混
合するCBは水性分散液（スラリー）の形でゴム
ラテツクスに加える。CBの水性分散液としては、
水にCBを加えて高速で撹拌してCBスラリーとす
る所謂超分散法によるものを用いるのが好まし
い。即ち撹拌が弱いと水がCBになじみにくい憾
みがある。この超分散については例えば米国特許
第2769795号明細書に記載されている方法に従つ
て行うのがよい。 以上のようにゴムラテツクス、CBスラリー並
びに芳香族プロセス油および／又は高粘度油を混
合して得られたCB−ゴムラテツクスマスターバ
ツチを酸例えば硫酸で凝固し、次いで水洗、過
および乾燥の処理に付し、湿式法によるカーボン
ブラツクマスターバツチ（以下、Ｗ−CBMBと
略称する）を得る。 このようにして得られたＷ−CBMBに対し、
このもののゴム成分100重量部に対し、CB5〜30
重量部（この場合使用するCBは特に限定されな
いが窒素吸着比表面積が120〜200m2／ｇのCBを
用いると一層良好である）並びに芳香族プロセス
油および／又は高粘度油０〜30重量部の割合で配
合し、更に必要に応じ、この種分野で通常用いら
れる配合剤を加え、バンバリーミキサーで混練
し、通常の方法で加硫する。 本発明の組成物において、Ｗ−CBMBの調製
およびこのものから最終組成物を調製する場合の
ゴム成分、CB成分およびプロセス油等のオイル
成分の配合割合を特定したのは次の理由によるも
のである。即ち自動車のタイヤは走るという性
能、乗り心地、安定性等の機能のバランスがとれ
ていなければならず、そしてタイヤ用ゴム組成物
はその配合物の担う役割りがそれぞれあり、それ
ぞれの添加量を変えることにより、上記タイヤ性
能のバランスに微妙な差を生ずる。例えばCB量
を増すとタイヤは硬くなり、車の乗り心地が悪く
なる。またオイルを増すとタイヤは軟らくなり乗
り心地は良くなる。しかしオイルをふやし過ぎる
と耐摩耗性が極端に低下する。また硫黄量を増す
とタイヤは硬くなり乗り心地は低下する。このよ
うな種々の要素を勘案し、本発明ではその各配合
成分の割合を、レーシング用として好適なタイヤ
トレツド用ゴム組成物を得るように定めたのであ
る。 以上のようにして本発明によれば超微粒子、即
ち比表面積の大きいCBを用い、湿式法により、
ゴム成分その他の配合成分と混和してマスターバ
ツチを作ることにより、従来のドライミツクス法
に比べて少ない工程数、少ない所要混練エネルギ
ーで、良好なCB分散度を達成し、耐摩耗性、ブ
ローアウト特性等における優れた特性をもたせ、
タイヤとしたとき接地路面との間でのエネルギー
ロスが大きくて安定した操縦性が得られるレーシ
ング用タイヤトレツドに好適なゴム組成物を得る
ことができるものである。 次に本発明の実施例および比較例を示す。 実施例 １ １，３−ブタジエン単量体とスチレン単量体を
脂肪酸石けんとロジン酸石けんの混合乳化剤を用
いて水性媒体中に乳化分散させ、重合開始剤はパ
ラメンタンハイドロパーオキサイドと硫酸第一鉄
の組合わせとし、還元剤としてソジウムホルムア
ルデヒドスルホキシレートを用い、10℃以下で重
合を行なつた。このようにして結合スチレン量40
％のSBRを得た。 このスチレン・ブタジエンゴムラテツクス100
重量部（固形分として）に対し芳香族プロセス油
100重量部およびカーボンブラツクN110〔SN2は
135m2／ｇ、ジブチルフタレート（以下DBPと略
称する）吸油量116ml／100ｇ〕100重量部を超分
散法（米国特許第2769795号明細書記載方法によ
る）によつて水に分散させてCBスラリー状態に
したものを加えて50〜70℃で充分混合し、硫酸で
凝固を行ない、次いで水洗、過した後、100〜
120℃で乾燥する。 このようにして得られたＷ−CBMBに、この
Ｗ−CBMB中のゴム成分100重量部に対する割合
でCB（N110）10重量部、ステアリン酸1.0重量部
および酸化亜鉛3.0重量部を配合し、OOC型バン
バリーミキサー〔循環水温70℃、ローター回転数
54.5（前）／62.5（後）rpm〕で混練し、混練され
た配合物を10インチ（25.4cm）ロールで冷却し、
シート化した。 このようにして得られたゴムシートに硫黄1.75
重量部および加硫促進剤（三新化学社製サンセラ
ーNOB、有効成分Ｎ−オキシジエチレン−２−
ベンゾチアジルスルフエンアミド）2.0重量部を
加え、上記と同じくOOC型バンバリミキサーで
混練し、次いでその混練物を10インチロールで冷
却、シート化する。このゴムシートを成形し、超
プレスを用い、155℃、30分で加硫した。このも
のの物性を後記第１表に示す。 実施例 ２ CBとしてSN2が187m2／ｇ、DBP吸油量が122
ml／100ｇの超微粒子CBを用いた点を除き、その
他は実施例１と同様にしてゴム組成物を得た。こ
のものの物性を第１表に示す。 比較例 １ これは従来のドライミツクス法によるものであ
る。 １，３−ブタジエンとスチレンとからハイスチ
レンSBRラテツクスを得るまでは実施例１と同
様にし、このSBRラテツクスに、このものの固
形分100重量部に対し37.5重量部の割合の芳香族
プロセス油を50〜70℃で混合し、これを硫酸で凝
固し、次に水洗、過した後、100〜120℃で乾燥
する。 このようにして得られたプロセス油含有SBR
に、このもののゴム成分100重量部を基準として
CB（N339）（SN2は88m2／ｇ、DBP吸油量123
ml／100ｇ）110重量部および芳香族プロセス油
62.5重量部を下記のように分割配合する。即ち最
終の全配合量はCB110重量部、プロセス油100重
量部となるようにする。 先ずプロセス油含有SBRに、そのゴム成分100
重量部に対する割合で、CBおよびプロセス油の
全配合量の１／２量並びにステアリン酸1.0重量
部および酸化亜鉛3.0重量部をOOC型バンバリミ
キサーで混練し、このものを10インチロールで冷
却、シート化する。 この工程で得られたゴムシートに、残りのCB
およびプロセス油を同様にOOC型バンバリーミ
キサーで混練し、このものを10インチロールで冷
却、シート化する。 このシートと、硫黄1.75重量部および加硫促進
剤（サンセラーNOB）2.0重量部とを同様にOOC
型バンバリーミキサーで混練し、この混練物を10
インチロールで冷却、シート化する。 次にこのゴムシートを成形し、熱プレスを用
い、155℃、20分間で加硫した。このものの物性
を第１表に示す。 比較例 ２ この例は実施例１と同様、Ｗ−CBMBを作る
ウエツトミツクス法によるが、ただしCBとして
比較例１で用いたと同じSN2が88m2／ｇのCB
（N339）を用い、その他は全て実施例１と同様に
行なつた。得られたゴム組成物の物性を第１表に
示す。 比較例 ３ この例は比較例１と同様、ドライミツクス法に
よつてCBを混和するが、ただしCB（N220）
（SN2は104m2／ｇ、DBP吸油量は115ml／100ｇ）
を用い、その他は全て比較例１と同様に行なつ
た。得られたゴム組成物の物性を第１表に示す。 比較例 ４ この例は実施例１と同様、Ｗ−CBMBを作る
ウエツトミツクス法によるが、ただしCBとして
比較例３で用いたと同じ、SN2が104m2／ｇのCB
（N220）を用い、その他は全て実施例１と同様に
行つた。得られたゴム組成物の物性を第１表に示
す。 比較例 ５ この例は比較例１と同様、ドライミツク法によ
つてCBを混和するが、ただしCBとして実施例１
で用いたと同じ、SN2が135m2／ｇのCB（N110）
を用い、その他は全て比較例１と同様に行つた。
得られたゴム組成物の物性を第１表に示す。 比較例 ６ この例では比較例１と同様に行なつたが、CB
としては、実施例２で用いたと同じSN2が187
m2／ｇの超微粒子CBを用いた。得られたゴム組
成物の物性を第１表に示す。 上記の各ゴム組成物についての物性その他を第
１表に示すが、この表における各項目の測定は次
の方法によつた。 CBの分散度はスレツジ型ミクロトーム（Leitz
社製）を用いて測定する。 粘弾性特性を示すtanδについては粘弾性スペク
トロメーター（岩本製作所製）を用い、温度23
℃、周波数10Hz、歪５％の力学的損失正接
（tanδ）を求めた。 反溌弾性はJIS Ｋ−6301で、リユプケ式（振子
衝撃式）を使用して測定する。 耐摩耗性はアクロン摩耗（BS規格903 Part
A9C）およびピコ摩耗（ASTM D2228）の両方
を測定した。前者はアクロン摩耗試験機（上島製
作所製）、後者はピコ摩耗試験機〔フエリイマシ
ン（Ferry Machine）社製〕で測定した。 ウエツトスキツド抵抗値（インデツクス）はポ
ータブルウエツトスキツドテスター（英国
Stanley社製、路面：住友スリーエム社製セーフ
テイウオーク タイプＢ、水温20℃）を用いて測
定した。 ブローアウト特性は、グツドリツチフレキソメ
ーター（上島製作所製）を用い、条件は温度100
℃、ストローク5.72mm、荷重62ポンド（28.1Kg）、
時間７分で行ない、カツト断面の評価を次のよう
に行なつた。即ち５段階評価を行ない、亀裂発生
を１、小孔発生を３、孔の発生なしを５とし、２
および４をそれぞれの中間的なものとして評価す
る。 消費電力は、OOC型バンバリーミキサー運転
による消費電力量を示し、第１段階消費電力は加
硫剤を含まない配合系の練り消費電力、第２段階
消費電力は加硫剤を含む配合系の練り消費電力を
示す。
レーシングタイヤ用のトレツドに好適なゴム組成
物の製造法に係わる。一層詳しくは本発明は湿式
法カーボンブラツクマスターバツチを用いること
により得られる耐久性の優れた、レーシングタイ
ヤ用のトレツドに好適なゴム組成物の製造法に係
わるものである。 ゴム組成物を得るに当つては、屡々カーボンブ
ラツク（以下単にCBと略称する）が添加、混練
されるが、これは最終製品の硬度、引張り強度お
よび引裂強度又は剥離強度を増大させるためであ
る。そしてゴム物質にCBを添加するに当つては、
CBの微細粒子がゴム物質に均一に分散、混合さ
れなければならない。かゝる混合を行なうため、
従来、CBはゴムおよびその他の配合成分と共に
バンバリーミキサーによつて混合するか、又はロ
ールミル上で混練されているゴムにCBをその他
の配合成分と共に加えて混錬する。これらの混合
法は通常ドライミツクス法と呼ばれ、現在、ゴム
工業においてCBを配合、分散させる方法として
最も広く用いられている。 このようなドライミツクス法によつて、普通の
CBは実用的な水準で良く分散され、一般的な用
途のゴム組成物とされて汎用されている。 ところが、添加するCBを、一般的に用いられ
ている粒子径範囲のものから大幅に小粒子径側に
変える場合、特に超微粒子CBといわれるもの、
（即ち窒素吸着量によつて示される比表面積の値
が増大したもの）、具体的にはCBのグレードとし
てＮ−110（Ｎ−110とはASTMで呼ばれている名
称であつて、Ｎ−110は比表面積135m2／ｇ）付近
又はそれ以上の微細な粒子径のCBとなると、通
常のドライミツクス法では実用的な水準のCB分
散度には容易に到達しない。即ち、一般的に、窒
素吸着比表面積（SN2、以下SN2という）の上昇
に伴ない、引張り強さ（TB、以下TBという）
は上昇するが、CBの分散度が急激に低下し始め
る。そしてSN2＝120付近からTBの上昇は止ま
り、SN2が120を越えると逆にTBが低下する傾向
を示す。そしてこの場合、通常考えられる混練エ
ネルギーを上廻るエネルギーの入力を必要とし、
これを回避するため混練工程を多段化することに
よつて若干の改善がはかれるが、根本的な解決と
はならない。 更にレーシングタイヤトレツドの場合、その特
殊な性能要求のため、結合スチレン量が30％以上
のいわゆるハイスチレンのスチレン−ブタジエン
ゴム（SBR）と小粒子径のCBとを組合せたゴム
組成物を用いることが多い。通常、SBRは混練
によつて練りが進むにつれ、温度上昇又は分子切
断によつて粘度が低下する。ハイスチレンSBR
は標準的SBR（結合スチレン量23.5％程度）に比
べ、混練による粘度低下が急激である。従つてせ
ん断応力の存在下で分散が進行するCBを用いる
場合、そのCBの分散性は著しく減殺されること
になる。 またレーシングタイヤトレツドでは上記のよう
な問題点に加え、その限界性能の向上のために、
通常のタイヤトレツドでは考えられないような小
粒径のCBを必要とし、CBの分散に関して更に悪
条件が重なることになる。 特にある種のレーシングタイヤにおいては、通
常のドライミツクス法では分散固難な、即ちSN2
が150m2／ｇ以上、200m2／ｇ程度の超微粒子CB
が使用されることが多く、この場合の混練はCB
分散のために細心の注意と、多大の混練を必要と
する。 以上のように困難な問題があり、経済的に不利
なドライミツクス法においては、CB分散度を可
能な限り良好な状態にもつていつたとしても通常
のタイヤトレツドゴム組成物で可能と考えられる
値の数％から10数％下廻る分散度しか達成され
ず、ゴム組成物の性能向上にCB分散が如何に制
限要因になつているかがわかる。 かつまた、レーシングタイヤに要求される基本
的物性として、タイヤトレツドと接地路面との間
でのエネルギーロス又はヒステリシスロスがあ
り、これが大きいほど、そのタイヤを備えた自動
車の操縦性、安定性が向上する。そして与えられ
たゴム種、カーボンブラツク種、カーボンブラツ
ク添加量、およびオイル（芳香族プロセス油）の
添加量において、上記エネルギーロスを最大にす
るには、CB−ゴム間の相互作用を最大にすれば
よいのであるが、従来のドライミツクス法におい
て、SN2＝120m2／ｇ以上のCBを配合する場合、
CBの分散不良、即ちCB同志の凝集が起り易く、
上記のような高いSN2値のCBを有効に利用する
ことができない。 以上のような背景下、本発明者等は上に挙げた
ような幾多の不都合な問題点をかかえ、かつ経済
的にも不利なハイスチレンSBRと超微粒子CBの
ドライミツクス法にかえて合理的なCB分散法を
見出すべく種々研究を重ね、本発明を完成した。
即ち本発明は、タイヤトレツド、特にレーシング
タイヤトレツドに対して要求される物性を満足さ
せる超微粒子CBを充填材とし、これをゴム物質
に良好に分散配合し、強度、耐摩耗性を良好に保
持し、タイヤとして使用するとき接地路面との間
でのエネルギーロスを向上した、特にレーシング
タイヤトレツドに用いて有効なゴム組成物の製造
法を提供することを目的とし、その要旨とすると
ころは、 (a) 70重量％以上のジエン系ゴム成分を含むゴム
ラテツクスを固形分で100重量部、 (b) 窒素吸着比表面積が120〜200m2／ｇのカーボ
ンブラツクを水に分散させて得られるカーボン
ブラツクスラリーを固形分で80〜150重量部、 および(c)芳香族プロセス油および／又は高粘度
油70〜110重量部 を混合して得られる混合物に凝固剤を添加、凝固
させ、この凝固物を乾燥したものに、このものの
ゴム成分100重量部に対する割合でカーボンブラ
ツク５〜30重量部並びに芳香族プロセス油およ
び／又は高粘度油０〜30重量部を配合することを
特徴とするタイヤトレツド用ゴム組成物の製造法
に存する。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明方法におけるジエン系ゴムラテツクスは
１，３−ブタジエン単量体又は１，３−ブタジエ
ン単量体とスチレン単量体とを、乳化剤を用いて
水性媒体中で乳化分散させ、重合開始剤の添加に
より重合反応を生起させる従来知られている方法
によつて製造される。 使用される乳化剤としては、脂肪酸石けん、ロ
ジン酸石けん、ナフタレンスルホン酸ソーダホル
マリン縮合物、アルキルベンゼンスルホン酸ソー
ダなどのアニオン系界面活性剤が通常用いられ
る。 重合開始剤としては、30〜60℃の高温で重合を
行なういわゆるホツトラバー処方では過硫酸塩た
とえば過硫酸カリウムが用いられ、０〜20℃で重
合するコールドラバー処方ではレドツクス開始剤
が用いられる。レドツクス開始剤としては、クメ
ンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベン
ゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイ
ドロパーオキサイドなどの有機過酸化物と硫酸第
一鉄との組合わせが一般的であり、還元剤として
スルホキシレートなどが併用される。 また１，３−ブタジエンのみを用いて乳化重合
ポリブタジエン（EBR）ラテツクスを得る場合
には、線状性を改良するためニトロベンゼンを重
合系に添加することもできる。 通常の乳化重合によりポリブタジエンゴム又は
スチレン−ブタジエンゴムを得る場合、重合反応
率が55〜65％になつたところで〔重合反応率を65
％以上にすると、ポリマー主鎖に分技（高分子量
成分となる）が生じ、ロール加工性（巻付性）が
著しく低下する〕ナトリウムジメチルジチオカー
バメイト又はジエチルヒドロキシルアミンなどの
重合停止剤を加えて重合反応を停止させる。未反
応の単量体はスチームなどによりストリツピング
することにより、ポリブタジエンゴムラテツクス
を得ることができる。 本発明方法で用いられるゴムラテツクスはジエ
ン系ゴム成分を70重量％以上（固形分としての割
合）含有しているものであり、この量未満になる
とCBの分散性が悪く、かつ耐摩耗性が低下する。
ジエン系ゴム成分以外には天然ゴム、エチレン−
プロピレンゴムなどが含まれていてもよい。また
ジエン系ゴム成分を含むゴムラテツクスとして
は、SBR特にハイスチレンのSBRラテツクスと
ポリブタジエンゴム（EBR）ラテツクスを併用
〔SBR／EBR＝80／20〜20／80（固形分重量比）〕
することにより、耐摩耗性を向上させることがで
きる。 以上のようにして得られるゴムラテツクに前記
超微粒子CB、即ちSN2が120〜200m2／ｇのCB
〔前者の固形分100重量部に対し後者80〜150重量
部（固形分）の割合〕並びにゴムの加工性を改善
するために通常用いられる芳香族プロセス油およ
び／又は高粘度油（ゴムラテツクス固形分100重
量部に対し、70〜110重量部）を混合してCBゴム
ラテツクスマスターバツチを作る。この場合、混
合するCBは水性分散液（スラリー）の形でゴム
ラテツクスに加える。CBの水性分散液としては、
水にCBを加えて高速で撹拌してCBスラリーとす
る所謂超分散法によるものを用いるのが好まし
い。即ち撹拌が弱いと水がCBになじみにくい憾
みがある。この超分散については例えば米国特許
第2769795号明細書に記載されている方法に従つ
て行うのがよい。 以上のようにゴムラテツクス、CBスラリー並
びに芳香族プロセス油および／又は高粘度油を混
合して得られたCB−ゴムラテツクスマスターバ
ツチを酸例えば硫酸で凝固し、次いで水洗、過
および乾燥の処理に付し、湿式法によるカーボン
ブラツクマスターバツチ（以下、Ｗ−CBMBと
略称する）を得る。 このようにして得られたＷ−CBMBに対し、
このもののゴム成分100重量部に対し、CB5〜30
重量部（この場合使用するCBは特に限定されな
いが窒素吸着比表面積が120〜200m2／ｇのCBを
用いると一層良好である）並びに芳香族プロセス
油および／又は高粘度油０〜30重量部の割合で配
合し、更に必要に応じ、この種分野で通常用いら
れる配合剤を加え、バンバリーミキサーで混練
し、通常の方法で加硫する。 本発明の組成物において、Ｗ−CBMBの調製
およびこのものから最終組成物を調製する場合の
ゴム成分、CB成分およびプロセス油等のオイル
成分の配合割合を特定したのは次の理由によるも
のである。即ち自動車のタイヤは走るという性
能、乗り心地、安定性等の機能のバランスがとれ
ていなければならず、そしてタイヤ用ゴム組成物
はその配合物の担う役割りがそれぞれあり、それ
ぞれの添加量を変えることにより、上記タイヤ性
能のバランスに微妙な差を生ずる。例えばCB量
を増すとタイヤは硬くなり、車の乗り心地が悪く
なる。またオイルを増すとタイヤは軟らくなり乗
り心地は良くなる。しかしオイルをふやし過ぎる
と耐摩耗性が極端に低下する。また硫黄量を増す
とタイヤは硬くなり乗り心地は低下する。このよ
うな種々の要素を勘案し、本発明ではその各配合
成分の割合を、レーシング用として好適なタイヤ
トレツド用ゴム組成物を得るように定めたのであ
る。 以上のようにして本発明によれば超微粒子、即
ち比表面積の大きいCBを用い、湿式法により、
ゴム成分その他の配合成分と混和してマスターバ
ツチを作ることにより、従来のドライミツクス法
に比べて少ない工程数、少ない所要混練エネルギ
ーで、良好なCB分散度を達成し、耐摩耗性、ブ
ローアウト特性等における優れた特性をもたせ、
タイヤとしたとき接地路面との間でのエネルギー
ロスが大きくて安定した操縦性が得られるレーシ
ング用タイヤトレツドに好適なゴム組成物を得る
ことができるものである。 次に本発明の実施例および比較例を示す。 実施例 １ １，３−ブタジエン単量体とスチレン単量体を
脂肪酸石けんとロジン酸石けんの混合乳化剤を用
いて水性媒体中に乳化分散させ、重合開始剤はパ
ラメンタンハイドロパーオキサイドと硫酸第一鉄
の組合わせとし、還元剤としてソジウムホルムア
ルデヒドスルホキシレートを用い、10℃以下で重
合を行なつた。このようにして結合スチレン量40
％のSBRを得た。 このスチレン・ブタジエンゴムラテツクス100
重量部（固形分として）に対し芳香族プロセス油
100重量部およびカーボンブラツクN110〔SN2は
135m2／ｇ、ジブチルフタレート（以下DBPと略
称する）吸油量116ml／100ｇ〕100重量部を超分
散法（米国特許第2769795号明細書記載方法によ
る）によつて水に分散させてCBスラリー状態に
したものを加えて50〜70℃で充分混合し、硫酸で
凝固を行ない、次いで水洗、過した後、100〜
120℃で乾燥する。 このようにして得られたＷ−CBMBに、この
Ｗ−CBMB中のゴム成分100重量部に対する割合
でCB（N110）10重量部、ステアリン酸1.0重量部
および酸化亜鉛3.0重量部を配合し、OOC型バン
バリーミキサー〔循環水温70℃、ローター回転数
54.5（前）／62.5（後）rpm〕で混練し、混練され
た配合物を10インチ（25.4cm）ロールで冷却し、
シート化した。 このようにして得られたゴムシートに硫黄1.75
重量部および加硫促進剤（三新化学社製サンセラ
ーNOB、有効成分Ｎ−オキシジエチレン−２−
ベンゾチアジルスルフエンアミド）2.0重量部を
加え、上記と同じくOOC型バンバリミキサーで
混練し、次いでその混練物を10インチロールで冷
却、シート化する。このゴムシートを成形し、超
プレスを用い、155℃、30分で加硫した。このも
のの物性を後記第１表に示す。 実施例 ２ CBとしてSN2が187m2／ｇ、DBP吸油量が122
ml／100ｇの超微粒子CBを用いた点を除き、その
他は実施例１と同様にしてゴム組成物を得た。こ
のものの物性を第１表に示す。 比較例 １ これは従来のドライミツクス法によるものであ
る。 １，３−ブタジエンとスチレンとからハイスチ
レンSBRラテツクスを得るまでは実施例１と同
様にし、このSBRラテツクスに、このものの固
形分100重量部に対し37.5重量部の割合の芳香族
プロセス油を50〜70℃で混合し、これを硫酸で凝
固し、次に水洗、過した後、100〜120℃で乾燥
する。 このようにして得られたプロセス油含有SBR
に、このもののゴム成分100重量部を基準として
CB（N339）（SN2は88m2／ｇ、DBP吸油量123
ml／100ｇ）110重量部および芳香族プロセス油
62.5重量部を下記のように分割配合する。即ち最
終の全配合量はCB110重量部、プロセス油100重
量部となるようにする。 先ずプロセス油含有SBRに、そのゴム成分100
重量部に対する割合で、CBおよびプロセス油の
全配合量の１／２量並びにステアリン酸1.0重量
部および酸化亜鉛3.0重量部をOOC型バンバリミ
キサーで混練し、このものを10インチロールで冷
却、シート化する。 この工程で得られたゴムシートに、残りのCB
およびプロセス油を同様にOOC型バンバリーミ
キサーで混練し、このものを10インチロールで冷
却、シート化する。 このシートと、硫黄1.75重量部および加硫促進
剤（サンセラーNOB）2.0重量部とを同様にOOC
型バンバリーミキサーで混練し、この混練物を10
インチロールで冷却、シート化する。 次にこのゴムシートを成形し、熱プレスを用
い、155℃、20分間で加硫した。このものの物性
を第１表に示す。 比較例 ２ この例は実施例１と同様、Ｗ−CBMBを作る
ウエツトミツクス法によるが、ただしCBとして
比較例１で用いたと同じSN2が88m2／ｇのCB
（N339）を用い、その他は全て実施例１と同様に
行なつた。得られたゴム組成物の物性を第１表に
示す。 比較例 ３ この例は比較例１と同様、ドライミツクス法に
よつてCBを混和するが、ただしCB（N220）
（SN2は104m2／ｇ、DBP吸油量は115ml／100ｇ）
を用い、その他は全て比較例１と同様に行なつ
た。得られたゴム組成物の物性を第１表に示す。 比較例 ４ この例は実施例１と同様、Ｗ−CBMBを作る
ウエツトミツクス法によるが、ただしCBとして
比較例３で用いたと同じ、SN2が104m2／ｇのCB
（N220）を用い、その他は全て実施例１と同様に
行つた。得られたゴム組成物の物性を第１表に示
す。 比較例 ５ この例は比較例１と同様、ドライミツク法によ
つてCBを混和するが、ただしCBとして実施例１
で用いたと同じ、SN2が135m2／ｇのCB（N110）
を用い、その他は全て比較例１と同様に行つた。
得られたゴム組成物の物性を第１表に示す。 比較例 ６ この例では比較例１と同様に行なつたが、CB
としては、実施例２で用いたと同じSN2が187
m2／ｇの超微粒子CBを用いた。得られたゴム組
成物の物性を第１表に示す。 上記の各ゴム組成物についての物性その他を第
１表に示すが、この表における各項目の測定は次
の方法によつた。 CBの分散度はスレツジ型ミクロトーム（Leitz
社製）を用いて測定する。 粘弾性特性を示すtanδについては粘弾性スペク
トロメーター（岩本製作所製）を用い、温度23
℃、周波数10Hz、歪５％の力学的損失正接
（tanδ）を求めた。 反溌弾性はJIS Ｋ−6301で、リユプケ式（振子
衝撃式）を使用して測定する。 耐摩耗性はアクロン摩耗（BS規格903 Part
A9C）およびピコ摩耗（ASTM D2228）の両方
を測定した。前者はアクロン摩耗試験機（上島製
作所製）、後者はピコ摩耗試験機〔フエリイマシ
ン（Ferry Machine）社製〕で測定した。 ウエツトスキツド抵抗値（インデツクス）はポ
ータブルウエツトスキツドテスター（英国
Stanley社製、路面：住友スリーエム社製セーフ
テイウオーク タイプＢ、水温20℃）を用いて測
定した。 ブローアウト特性は、グツドリツチフレキソメ
ーター（上島製作所製）を用い、条件は温度100
℃、ストローク5.72mm、荷重62ポンド（28.1Kg）、
時間７分で行ない、カツト断面の評価を次のよう
に行なつた。即ち５段階評価を行ない、亀裂発生
を１、小孔発生を３、孔の発生なしを５とし、２
および４をそれぞれの中間的なものとして評価す
る。 消費電力は、OOC型バンバリーミキサー運転
による消費電力量を示し、第１段階消費電力は加
硫剤を含まない配合系の練り消費電力、第２段階
消費電力は加硫剤を含む配合系の練り消費電力を
示す。
【表】
上記の表において、混和方式の欄中、ドライと
あるのはドライミツクス法、ウエツトとあるのは
本発明方法におけるようにCBを水性スラリーの
形でゴムラテツクスと混和する方法をいう。 上記の表から、本発明方法によるものは、得ら
れる組成物の各物性、製造時の消費電力、全ての
面で優れていることが明らかである。 以上説明し、実施例に挙げたところは本発明の
理解を助けるための代表的例示に係わるものであ
り、本発明はこれら例示によつて制限を受けるも
のではなく、発明の要旨内でその他の変更例をと
ることができるものである。
あるのはドライミツクス法、ウエツトとあるのは
本発明方法におけるようにCBを水性スラリーの
形でゴムラテツクスと混和する方法をいう。 上記の表から、本発明方法によるものは、得ら
れる組成物の各物性、製造時の消費電力、全ての
面で優れていることが明らかである。 以上説明し、実施例に挙げたところは本発明の
理解を助けるための代表的例示に係わるものであ
り、本発明はこれら例示によつて制限を受けるも
のではなく、発明の要旨内でその他の変更例をと
ることができるものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (a) 70重量％以上のジエン系ゴム成分を含む
ゴムラテツクスを固形分で100重量部、 (b) 窒素吸着比表面積が120〜200m2／ｇのカーボ
ンブラツクを水に分散させて得られるカーボン
ブラツクスラリーを固形分で80〜150重量部、 および(c)芳香族プロセス油および／又は高粘度
油70〜110重量部 を混合して得られる混合物に凝固剤を添加、凝固
させ、この凝固物を乾燥したものに、このものの
ゴム成分100重量部に対する割合でカーボンブラ
ツク５〜30重量部並びに芳香族プロセス油およ
び／又は高粘度油０〜30重量部を配合することを
特徴とするタイヤトレツド用ゴム組成物の製造
法。 ２ ゴムラテツクスのジエン系ゴム成分が結合ス
チレン15〜50重量％のスチレン−ブタジエンゴム
である特許請求の範囲第１項記載のタイヤトレツ
ド用ゴム組成物の製造法。 ３ ゴムラテツクスは結合スチレン15〜50重量％
のスチレン−ブタジエンゴムのラテツクスと乳化
重合法により得られるポリブタジエンゴムラテツ
クスを含んでいるものである特許請求の範囲第１
項記載のタイヤトレツド用ゴム組成物の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57158820A JPS5949247A (ja) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | タイヤトレッド用ゴム組成物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57158820A JPS5949247A (ja) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | タイヤトレッド用ゴム組成物の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5949247A JPS5949247A (ja) | 1984-03-21 |
| JPH042618B2 true JPH042618B2 (ja) | 1992-01-20 |
Family
ID=15680082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57158820A Granted JPS5949247A (ja) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | タイヤトレッド用ゴム組成物の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5949247A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970006380A (ko) * | 1995-07-26 | 1997-02-19 | 남일 | 경주용 또는 고속주행 승용차용 타이어 트레드 고무 조성물 |
| JP2002241507A (ja) | 2000-12-12 | 2002-08-28 | Jsr Corp | ジエン系ゴム・無機化合物複合体及びその製造方法並びにそれを含有するゴム組成物 |
| JP5139610B2 (ja) * | 2001-06-06 | 2013-02-06 | 住友ゴム工業株式会社 | ウェットマスターバッチの製造方法 |
| KR20040038335A (ko) * | 2002-10-31 | 2004-05-08 | 금호타이어 주식회사 | Ｗｃｍｂ를 함유하는 실리카 트레드 고무조성물 |
| JP2011037918A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Teijin Ltd | 機械特性に優れたゴム組成物及びその製造方法 |
| JP5670768B2 (ja) * | 2011-01-24 | 2015-02-18 | 住友ゴム工業株式会社 | 複合体、その製造方法、ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
| JP5280562B2 (ja) * | 2012-04-09 | 2013-09-04 | 住友ゴム工業株式会社 | ウェットマスターバッチの製造方法および該製造方法によって得られるマスターバッチ |
| JP6153257B2 (ja) * | 2013-09-10 | 2017-06-28 | 東洋ゴム工業株式会社 | ゴムウエットマスターバッチの製造方法 |
| JP6195504B2 (ja) | 2013-11-11 | 2017-09-13 | 東洋ゴム工業株式会社 | ゴム組成物 |
-
1982
- 1982-09-14 JP JP57158820A patent/JPS5949247A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5949247A (ja) | 1984-03-21 |
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