JPH0629340B2 - 優れた耐摩耗性および加工性を有するゴム組成物 - Google Patents
優れた耐摩耗性および加工性を有するゴム組成物Info
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- JPH0629340B2 JPH0629340B2 JP59182560A JP18256084A JPH0629340B2 JP H0629340 B2 JPH0629340 B2 JP H0629340B2 JP 59182560 A JP59182560 A JP 59182560A JP 18256084 A JP18256084 A JP 18256084A JP H0629340 B2 JPH0629340 B2 JP H0629340B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はシリカを配合したゴム組成物、特に耐摩耗性お
よび加工性が改善されたゴム組成物に関するものであ
る。
よび加工性が改善されたゴム組成物に関するものであ
る。
（従来の技術） 従来、耐摩耗性が要求されるゴム製品を構成するゴム組
成物の補強材としては、一般にカーボンブラックが使用
されており、有彩色ゴムに対してはシリカが配合されて
いる。例えばラバー・ケミストリー・アンド・テクノロ
ジー（1977年）５０巻３５６〜３６３頁には、タイヤ部
材ゴムへのシリカ配合に関する記載がある。しかしなが
ら優れた作業性、加工性と耐摩耗性を同時に有するシリ
カ配合ゴム組成物は知られていない。
成物の補強材としては、一般にカーボンブラックが使用
されており、有彩色ゴムに対してはシリカが配合されて
いる。例えばラバー・ケミストリー・アンド・テクノロ
ジー（1977年）５０巻３５６〜３６３頁には、タイヤ部
材ゴムへのシリカ配合に関する記載がある。しかしなが
ら優れた作業性、加工性と耐摩耗性を同時に有するシリ
カ配合ゴム組成物は知られていない。
（発明が解決しようとする問題点） 従来のシリカ配合ゴム組成物は、カーボンブラック配合
ゴムに比し、耐摩耗性は改良されるが、また不充分であ
り、また加工時の作業性をも著しく悪化させるという問
題点があつた。このようにして通常配合ゴムに使用され
ているシリカよりも窒素吸着法による比表面積（以下窒
素吸着比表面積という）および吸油量が各々大きいシリ
カを高充填配合した場合に耐摩耗性は著しく改善される
が、一方では、未加硫配合ゴムの粘度が著しく増加する
ため、作業性が著しく悪化し、加工に耐えられない状態
であつた。
ゴムに比し、耐摩耗性は改良されるが、また不充分であ
り、また加工時の作業性をも著しく悪化させるという問
題点があつた。このようにして通常配合ゴムに使用され
ているシリカよりも窒素吸着法による比表面積（以下窒
素吸着比表面積という）および吸油量が各々大きいシリ
カを高充填配合した場合に耐摩耗性は著しく改善される
が、一方では、未加硫配合ゴムの粘度が著しく増加する
ため、作業性が著しく悪化し、加工に耐えられない状態
であつた。
（問題点を解決するための手段） 本発明者は上記問題点を解決すべく種々の研究の結果、
通常の天然ゴム、合成ゴムを用いたのではゴム組成物の
未加硫粘度の著しい低下は望めないが、原料ゴムとして
溶液重合により得られる特定の共重合体ゴムを単独でま
たは天然ゴムおよびジエン系合成ゴムから成る群から選
ばれた少くとも１種のゴムとのブレンドとして使用する
ことにより、高比表面積、高吸油量のシリカを配合して
得られるゴム組成物は未加硫粘度が低く、耐摩耗性と同
時に加工性が改善されることを見出し、本発明を達成す
るに至つた。
通常の天然ゴム、合成ゴムを用いたのではゴム組成物の
未加硫粘度の著しい低下は望めないが、原料ゴムとして
溶液重合により得られる特定の共重合体ゴムを単独でま
たは天然ゴムおよびジエン系合成ゴムから成る群から選
ばれた少くとも１種のゴムとのブレンドとして使用する
ことにより、高比表面積、高吸油量のシリカを配合して
得られるゴム組成物は未加硫粘度が低く、耐摩耗性と同
時に加工性が改善されることを見出し、本発明を達成す
るに至つた。
即ち、本発明の優れた耐摩耗性および加工性を有するゴ
ム組成物は、炭化水素溶媒中で触媒として有機リチウム
を用いて共役ジエン化合物とビニル芳香族化合物を共重
合させて得られるガラス転移温度が−70℃以上で分子量
分布（重量平均分子量／数平均分子量）が1.5〜3.0の共
重合体ゴム若しくは該ゴム50重量部以上と、天然ゴムお
よびジエン系合成ゴムから成る群から選ばれた少なくと
も１種のゴムを混合したブレンドゴム100重量部に対し
て、窒素吸着比表面積200〜260m2／ｇで且つ吸油量が20
0〜300m／100gの範囲にあるシリカ20〜110重量部の範
囲で配合添加したことを特徴とする。
ム組成物は、炭化水素溶媒中で触媒として有機リチウム
を用いて共役ジエン化合物とビニル芳香族化合物を共重
合させて得られるガラス転移温度が−70℃以上で分子量
分布（重量平均分子量／数平均分子量）が1.5〜3.0の共
重合体ゴム若しくは該ゴム50重量部以上と、天然ゴムお
よびジエン系合成ゴムから成る群から選ばれた少なくと
も１種のゴムを混合したブレンドゴム100重量部に対し
て、窒素吸着比表面積200〜260m2／ｇで且つ吸油量が20
0〜300m／100gの範囲にあるシリカ20〜110重量部の範
囲で配合添加したことを特徴とする。
本発明で用いられる溶液重合による共重合体ゴムは炭化
水素溶媒、例えばキシレン、トルエンの如き非極性溶媒
中で触媒として有機リチウム、例えばブチルリチウムの
如きアルキルリチウムを用いて共役ジエン化合物、例え
ばブタジエン、イソプレン、ペンタジエン等とビニル芳
香族化合物、例えばスチレン、パラメチルスチレン等を
共重合して得られるもので、本発明ではガラス転移温度
・（Tg）が−70℃以上で分子量分布（重量平均分子量／
Mw／数平均分子量Mn）が1.5〜3.0の範囲にあることを必
要とする。Tgが−７０℃より低いと、ゴム組成物に用い
た場合、破壊強度が低下し、またタイヤでのブレーキ性
能が低下し、使用できなくなる。また分子量分布が３．
０を越えるとゴム組成物の発熱性が低下し、タイヤに用
いた場合、発熱耐久性が著しく低下し、一方1.5より小
では加工性、特にロール作業性が低下し、また未加硫ゴ
ムがシート状で搬送される場合破れやすくなる。
水素溶媒、例えばキシレン、トルエンの如き非極性溶媒
中で触媒として有機リチウム、例えばブチルリチウムの
如きアルキルリチウムを用いて共役ジエン化合物、例え
ばブタジエン、イソプレン、ペンタジエン等とビニル芳
香族化合物、例えばスチレン、パラメチルスチレン等を
共重合して得られるもので、本発明ではガラス転移温度
・（Tg）が−70℃以上で分子量分布（重量平均分子量／
Mw／数平均分子量Mn）が1.5〜3.0の範囲にあることを必
要とする。Tgが−７０℃より低いと、ゴム組成物に用い
た場合、破壊強度が低下し、またタイヤでのブレーキ性
能が低下し、使用できなくなる。また分子量分布が３．
０を越えるとゴム組成物の発熱性が低下し、タイヤに用
いた場合、発熱耐久性が著しく低下し、一方1.5より小
では加工性、特にロール作業性が低下し、また未加硫ゴ
ムがシート状で搬送される場合破れやすくなる。
本発明においては、原料ゴムとして、上記溶液重合によ
る共重合体ゴムを単独でまたは該ゴム５０重量部以上と
天然ゴムおよびジエン系合成ゴムから選択された少くと
も１種のゴムを混合したブレンドゴムを用いるが、ブレ
ンドゴムを用いる場合溶液重合による共重合体ゴムが５
０重量部より少くなると本発明で意図するゴム組成物を
得ることができない。またブレンドゴムに用いられるジ
エン系合成ゴムとは広い意味に解されるもので、例えば
スチレンブタジエンゴム（SBR）、ポリブタジエンゴム
（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニト
リル−ブタジエンゴム等のみならず、エチレンプロピレ
ンゴム（ＥＰＤＭ）およびハロゲン化ブチルゴム等も含
まれる。
る共重合体ゴムを単独でまたは該ゴム５０重量部以上と
天然ゴムおよびジエン系合成ゴムから選択された少くと
も１種のゴムを混合したブレンドゴムを用いるが、ブレ
ンドゴムを用いる場合溶液重合による共重合体ゴムが５
０重量部より少くなると本発明で意図するゴム組成物を
得ることができない。またブレンドゴムに用いられるジ
エン系合成ゴムとは広い意味に解されるもので、例えば
スチレンブタジエンゴム（SBR）、ポリブタジエンゴム
（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニト
リル−ブタジエンゴム等のみならず、エチレンプロピレ
ンゴム（ＥＰＤＭ）およびハロゲン化ブチルゴム等も含
まれる。
次に、上記原料ゴムに配合されるシリカは、窒素吸着比
表面積が２００〜２６０m2/gで且つ吸油量が２００〜３
００ｍ／100gの範囲にあるもので、 窒素吸着比面積が２６０m2/100gより大ではゴム中に分
散しにくくなり、耐摩耗性が低下し、一方２００m2/g未
満では耐摩耗性を含む補強性、破壊強度が低下して好ま
しくない。ここで窒素吸着比表面積は窒素吸着によるＢ
ＥＴ法により測定されたもので、ＢＥＴ法とは、ブルナ
ウアー−エメツト−テーラー法の略で、ＡＳＴＭＤ−３
０３７−８１にその測定方法が規定されているものであ
る。次に吸油量が３００ｍ／100gを越えると未加硫粘
度が著しく向上し、加工性、特に配合ゴムの流動性が悪
くなり、作業できなくなり、一方２００ｍ／100g未満
では耐摩耗性が低下して好ましくない。
表面積が２００〜２６０m2/gで且つ吸油量が２００〜３
００ｍ／100gの範囲にあるもので、 窒素吸着比面積が２６０m2/100gより大ではゴム中に分
散しにくくなり、耐摩耗性が低下し、一方２００m2/g未
満では耐摩耗性を含む補強性、破壊強度が低下して好ま
しくない。ここで窒素吸着比表面積は窒素吸着によるＢ
ＥＴ法により測定されたもので、ＢＥＴ法とは、ブルナ
ウアー−エメツト−テーラー法の略で、ＡＳＴＭＤ−３
０３７−８１にその測定方法が規定されているものであ
る。次に吸油量が３００ｍ／100gを越えると未加硫粘
度が著しく向上し、加工性、特に配合ゴムの流動性が悪
くなり、作業できなくなり、一方２００ｍ／100g未満
では耐摩耗性が低下して好ましくない。
・上記シリカはケイ酸ナトリウム溶液に無機塩類などの
存在下で塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、炭酸ガス、亜硫酸
ガスのような鉱酸を単独使用または併用することによ
り、分解沈澱させることにより製造することができる。
存在下で塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、炭酸ガス、亜硫酸
ガスのような鉱酸を単独使用または併用することによ
り、分解沈澱させることにより製造することができる。
本発明において上記シリカの配合量は２０〜１１０PHR
とするが、この理由はシリカ量が20PHR未満では耐摩耗
性が低下し、また配合ゴムが軟化しすぎてロール作業等
の作業ができなくなり、一方１１０PHRを越えるとゴム
中でのマクロな凝集塊を発生し、耐摩耗性が低下し、配
合ゴムの流動性も低下し、作業しにくくなるためであ
る。
とするが、この理由はシリカ量が20PHR未満では耐摩耗
性が低下し、また配合ゴムが軟化しすぎてロール作業等
の作業ができなくなり、一方１１０PHRを越えるとゴム
中でのマクロな凝集塊を発生し、耐摩耗性が低下し、配
合ゴムの流動性も低下し、作業しにくくなるためであ
る。
本発明のゴム組成物には、通常使用される配合材、例え
ば硫黄の如き加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化
防止剤、酸化防止剤、可塑剤、軟化剤、充填剤が目的に
応じて適宜配合される。
ば硫黄の如き加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化
防止剤、酸化防止剤、可塑剤、軟化剤、充填剤が目的に
応じて適宜配合される。
（作用） 本発明においては、共役ジエン化合物とビニル芳香族化
合物を溶液重合して得られる共重合体ゴムの内特定のも
のを使用したことにより、高比表面積、高吸油量のシリ
カの使用が可能になり、かくして得られた本発明のゴム
組成物は、その未加硫粘度が低く加工性に優れ、またシ
リカの高充填配合により耐摩耗性が優れている。
合物を溶液重合して得られる共重合体ゴムの内特定のも
のを使用したことにより、高比表面積、高吸油量のシリ
カの使用が可能になり、かくして得られた本発明のゴム
組成物は、その未加硫粘度が低く加工性に優れ、またシ
リカの高充填配合により耐摩耗性が優れている。
（実施例） 次に本発明を実施例により説明する。
実施例１ 第１表に示す原料ゴムを用い、次に示す配合割合（重量
部）で１３種のゴム組成物をつくり、夫々の配合成分を
OCGB型バンバリーミキサーで混練した後、１４５℃でプ
レス加硫し、加硫ゴムを得、耐摩耗性インデツクスおよ
び未加硫粘度（ML1+4）を測定し、結果を第１表に併記
する。
部）で１３種のゴム組成物をつくり、夫々の配合成分を
OCGB型バンバリーミキサーで混練した後、１４５℃でプ
レス加硫し、加硫ゴムを得、耐摩耗性インデツクスおよ
び未加硫粘度（ML1+4）を測定し、結果を第１表に併記
する。
尚第１表中「本発明の使用共重合体ゴムは次に示す方法
で製造したものである。
で製造したものである。
２０の反応器にシクロヘキサン１２kg、スチレン２３
０ｇ、ブタジエン１５４０ｇ、ジエチレングリコールジ
メチルエーテル１０ｇを攪拌下で順次仕込み５０℃に加
熱し、次いで触媒としてsec−ブチルリチウム0.450ｇを
添加し、５０〜６０℃で３時間反応させた。生成した共
重合体はスチームストリッピングで脱溶媒し、80℃で２
時間乾燥した。
０ｇ、ブタジエン１５４０ｇ、ジエチレングリコールジ
メチルエーテル１０ｇを攪拌下で順次仕込み５０℃に加
熱し、次いで触媒としてsec−ブチルリチウム0.450ｇを
添加し、５０〜６０℃で３時間反応させた。生成した共
重合体はスチームストリッピングで脱溶媒し、80℃で２
時間乾燥した。
得られた共重合体のミクロ構造を赤外線分析で測定した
結果、スチレン12％、ブタジエン部のビニル結合量70.8
％であった。またガラス転移温度（Tg）は−52℃で、分
子量分布（Mw/Mn）は2.5であった。
結果、スチレン12％、ブタジエン部のビニル結合量70.8
％であった。またガラス転移温度（Tg）は−52℃で、分
子量分布（Mw/Mn）は2.5であった。
・表中耐摩耗性インデツクス（ランボーン摩耗指数）は
旧BS規格９０３PartAD（英国）により、次式から算出し
た。
旧BS規格９０３PartAD（英国）により、次式から算出し
た。
耐摩耗性インデツクスは数値が大である程良好であるこ
とを示す。尚式中の標準配合の摩耗量は次の配合組成の
ゴム組成物を前記と同様にして加硫した加硫ゴムにつき
測定した摩耗量を標準配合の摩耗量とした： ・次に未加硫粘度ML1+4（ムーニー粘度）は、JISＫ6300
に準拠して測定した。未加硫粘度は３５〜５５で作業性
が良好であることを示す。３５未満では軟らかすぎて押
出成型にて形状が維持できず、５５を越えると硬すぎて
（ゴム流れが悪い）ロール作業ができず、押出時の負荷
も大きくなり、ゴムヤケ等を発生して好ましくない。
とを示す。尚式中の標準配合の摩耗量は次の配合組成の
ゴム組成物を前記と同様にして加硫した加硫ゴムにつき
測定した摩耗量を標準配合の摩耗量とした： ・次に未加硫粘度ML1+4（ムーニー粘度）は、JISＫ6300
に準拠して測定した。未加硫粘度は３５〜５５で作業性
が良好であることを示す。３５未満では軟らかすぎて押
出成型にて形状が維持できず、５５を越えると硬すぎて
（ゴム流れが悪い）ロール作業ができず、押出時の負荷
も大きくなり、ゴムヤケ等を発生して好ましくない。
実施例２ 第２表に示す比面積(m2/g）および吸油量（ｍ／１０
０ｇ）のシリカおよび実施例１に記載した方法と同様の
方法で製造し、第２表に示すガラス転移温度（Tg）℃、
分子量分布（Mw/Mn比）を有する共重合体ゴムを、シリ
カは７０PHR、共重合体ゴムは１００PHRの分量で使用
し、他の配合成分は実施例１における配合成分と同じに
し、13種のゴム組成物をつくり、同様の練り条件で混練
りし加硫し、加硫ゴムを得、試料とした。これ等の試料
につき同様にして耐摩耗性インデツクスおよび未加硫粘
度ML1+4を測定し、結果を第２表に示す。
０ｇ）のシリカおよび実施例１に記載した方法と同様の
方法で製造し、第２表に示すガラス転移温度（Tg）℃、
分子量分布（Mw/Mn比）を有する共重合体ゴムを、シリ
カは７０PHR、共重合体ゴムは１００PHRの分量で使用
し、他の配合成分は実施例１における配合成分と同じに
し、13種のゴム組成物をつくり、同様の練り条件で混練
りし加硫し、加硫ゴムを得、試料とした。これ等の試料
につき同様にして耐摩耗性インデツクスおよび未加硫粘
度ML1+4を測定し、結果を第２表に示す。
（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明においては、ゴム成分
として溶液重合による特定の共重合体ゴムまたは該ゴム
５０重量部以上と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くとも１種のゴムとのブレンドゴ
ムを使用したことにより、高比表面積、高吸油量の高性
能シリカの配合を可能としたことにより、未加硫粘度を
低くおさえることができ、従つて本発明のゴム組成物は
第１表および第２表からも明らかな如く耐摩耗性および
加工性が優れるという効果が得られる。かかる本発明の
ゴム組成物は、カーボンブラックの使用できない有色製
品に使用できることは勿論のこと、従来の色ゴム対比耐
久性が著しく向上したので、タイヤのトレツド、サイ
ド、ガムチエーフアー等の外表部材として或いはまた各
種工業製品、例えばベルト、ホース等に応用できるとい
う効果が得られる。
として溶液重合による特定の共重合体ゴムまたは該ゴム
５０重量部以上と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くとも１種のゴムとのブレンドゴ
ムを使用したことにより、高比表面積、高吸油量の高性
能シリカの配合を可能としたことにより、未加硫粘度を
低くおさえることができ、従つて本発明のゴム組成物は
第１表および第２表からも明らかな如く耐摩耗性および
加工性が優れるという効果が得られる。かかる本発明の
ゴム組成物は、カーボンブラックの使用できない有色製
品に使用できることは勿論のこと、従来の色ゴム対比耐
久性が著しく向上したので、タイヤのトレツド、サイ
ド、ガムチエーフアー等の外表部材として或いはまた各
種工業製品、例えばベルト、ホース等に応用できるとい
う効果が得られる。
Claims (1)
- 【請求項１】炭化水素溶媒中で触媒として有機リチウム
を用いて共役ジエン化合物とビニル芳香族化合物を共重
合させて得られるガラス転移温度が−70℃以上で分子量
分布（重量平均分子量／数平均分子量）が1.5〜3.0の共
重合体ダム若しくは該ゴム50重量部以上と、天然ゴムお
よびジエン系合成ゴムから成る群から選ばれた少なくと
も１種のゴムを混合したブレンドゴム100重量部に対
し、窒素吸着比表面積200〜260m2/gで且つ吸油量が200
〜300ｍ／100gの範囲にあるシリカを20〜110重量部の
範囲で配合添加したことを特徴とする優れた耐摩耗性お
よび加工性を有するゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182560A JPH0629340B2 (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 優れた耐摩耗性および加工性を有するゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182560A JPH0629340B2 (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 優れた耐摩耗性および加工性を有するゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6160738A JPS6160738A (ja) | 1986-03-28 |
| JPH0629340B2 true JPH0629340B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=16120404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59182560A Expired - Lifetime JPH0629340B2 (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 優れた耐摩耗性および加工性を有するゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629340B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0778151B2 (ja) * | 1987-07-17 | 1995-08-23 | 日本合成ゴム株式会社 | ゴム組成物 |
| ES2085959T5 (es) † | 1990-03-02 | 2001-02-01 | Bridgestone Corp | Neumaticos. |
| JP3325683B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2002-09-17 | 株式会社ブリヂストン | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
| JP4813845B2 (ja) * | 2005-08-09 | 2011-11-09 | 東洋ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
| JP5659721B2 (ja) | 2010-03-31 | 2015-01-28 | 住友化学株式会社 | 共役ジエン系重合体組成物の製造方法 |
| JP6439497B2 (ja) * | 2015-02-26 | 2018-12-19 | 横浜ゴム株式会社 | 重荷重および／または建設車両用タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52151695A (en) * | 1976-06-04 | 1977-12-16 | Rhone Poulenc Ind | Novel synthetic amorphus silica method of obtaining same and application of said silica in vulcanization material |
| JPS5488986A (en) * | 1975-07-07 | 1979-07-14 | Gen Tire & Rubber Co | Solution polymer |
| JPS5770136A (en) * | 1980-10-17 | 1982-04-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Rubber composition |
| JPS5770137A (en) * | 1980-10-17 | 1982-04-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Improved rubber composition |
| JPS5787442A (en) * | 1980-11-20 | 1982-05-31 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Rubber composition |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP59182560A patent/JPH0629340B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5488986A (en) * | 1975-07-07 | 1979-07-14 | Gen Tire & Rubber Co | Solution polymer |
| JPS52151695A (en) * | 1976-06-04 | 1977-12-16 | Rhone Poulenc Ind | Novel synthetic amorphus silica method of obtaining same and application of said silica in vulcanization material |
| JPS5770136A (en) * | 1980-10-17 | 1982-04-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Rubber composition |
| JPS5770137A (en) * | 1980-10-17 | 1982-04-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Improved rubber composition |
| JPS5787442A (en) * | 1980-11-20 | 1982-05-31 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Rubber composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6160738A (ja) | 1986-03-28 |
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