JPS61250042A - 耐摩耗性に優れたゴム組成物 - Google Patents

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、タイヤのトレッドゴムとしテ有用す耐摩耗性
の優れたゴム組成物に関するものである。

（従来の技術） 従来、タイヤトレッドゴムの耐摩耗性、特に高速、高荷
重（高入力）時の耐摩耗性を改良するために、ゴム組成
物として、（イ）粒子径を小さくした（比表面積を上げ
る）カーボンブラックを用いる、また（口）加硫促進剤
もしくは加硫剤（硫黄）の配合ゴムへの添加量を増加す
る（混練時添加する）方法がとられてきた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記（イ）の方法ではカーボンブラックの
粒子径を小さくすると、カーボンブラックの分散度が低
下し、混練り、および押出等の作業性が著しく低下し、
同時にコストアップになる。

また（口）の方法では配合ゴムのポリマ一層の網目密度
が優先的に加硫され、配合ゴムが硬化し、大変形下の弾
性率が大幅に上昇し、走行中の耐カット性等の外観性能
が低下する。カーボン周辺補強層には有効に使われない
。また混線時の添加では、配合ゴムの加硫速度が大幅に
短かくなり、加工中にいわゆる「ゴムやけ現象」を生じ
、加工できなくなり、使用に耐えなくなるという問題点
があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、配合ゴムの架橋反応を促進させ得る加硫促進
剤を表面処理剤として用い、カーボンブラックを加熱処
理してあらかじめ該表面処理剤を吸着させたものを補強
剤として用い、混練りすることにより、ゴム構造的に、
配合ゴムの加硫時カーボン周辺のみの網目密度が向上し
、微小変形下での弾性率（コ）が上昇するが、補強層以
外のポリマ一層への網目の寄与はほとんどなく、即ちポ
リマ一層の網目密度は変化せず補強剤の周辺のみが強化
され、高変形下での弾性率は上昇せず従って配合ゴムの
破壊伸びは低下しないことおよび加工時にもゴムやけ現
象の発生はないこ、とを知見し、上記問題点を解決した
ものである。

従って本発明の耐摩耗性の優れたゴム組成物は、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１００重Ｉｔ部に、配合ゴムの架橋反応
を促進させ得る加硫促進剤を表面処理剤として加熱処理
したカーボンブラックを１０〜１００重量部配合したこ
とを特徴とする。

本発明のゴム組成物のゴム分は、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種で、合
成ゴムとしては、スチレン−ブタジェンゴム（ＳＢＲ）
、ポリブタジェンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（
Ｉ　Ｒ）、、ブチルゴム（工ＩＲ）、ハロゲン化ブチル
ゴム、アクリロニトリル・ブタジェンゴム（ＮＢＲ）、
エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム（ＥＰＤ
Ｍ　）等が用いられるＯ 次に、カーボンブラックの加熱処理に用いられる表面処
理剤は、配合ゴムの架橋反応を促進させ得る加硫促進剤
で、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム糸等
のゴム用加硫促進剤、例えば２−メルカプトベンゾチア
ゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、テトラメチル
チウラムジスルフィド等があり、次式： （式中のＲ１１Ｒ，はアルキル基もしくはフェニル基を
示す）で表わされるメルカプトベンゾチアゾール基また
はチウラム基を有するものが好ましい。

さらにＳ−Ｎ結合を有する場合には加硫反応の遅効性が
効きすぎて混練り中および加硫中にカーボン表面からゴ
ム中へ処理剤が溶出し好ましくない〇カーボンブラック
を上記表面処理剤で処理する方法は、上記表面処理剤を
アルコール等の適当な有機溶媒に溶解させた調整液にこ
の調整液と約等量のカーボンブラックを添加し、攪拌し
た後、減圧乾燥し、しかる後加熱処理、例えば２００°
Ｃで１２０分間加熱処理を施す。この処理に用いる表面
処理剤の量は、カーボンブラック１００重量部に対して
０．１重量部未満であると補強層への架橋の付与が不足
し、ｇ′の向上が小さく、また５重量部を越えるとカー
ボンブラックに吸着されている加硫促進剤が加硫時に過
剰分としてゴム中へ溶出し、高変形時の弾性率を上げ破
断伸びの低下をきたすので、０．１〜５重量部とするの
が好ましい。

本発明においては、このように処理されたカーボンブラ
ックを前記ゴム１００重量部に対してｌＯ〜１００重量
部配合するが、この理由は、１０重量部未満では、耐摩
耗性の改良に対して性能不足であり、１００重量部を越
えると配合ゴムの未加硫粘度が上昇し過ぎて加工できな
くなるためである。

本発明のゴム組成物には、この他通常使用されている配
合剤、例えば加硫剤、加硫促進剤、プロセスオイル、老
化防止剤、酸化防止剤、充填剤等が、通常使用される分
量で適宜添加される。

（実施例） 本発明を次の実施例により説明する。

実施例 先、ず、本例において使用する表面処理剤で加熱処理し
たカーボンブラックの製造方法を説明する。

参考例１ カーボンブラックＮ−２２０（旭カーボン株式会社製（
旭φ８０））１１９に、カーボンブラック１００重量部
に対して２重量部となる様に加硫促進剤ＤＩ（ジベンゾ
チアジルジスルフィド）を溶解せしめたエチルアルコー
ル（純度９９％以上）１２！を添加し、プロペラ型攪拌
機にて回転数１００　Ｏｒｐｍで６０分間攪拌混合して
カーボンプ。ラック含有スラリーを得た。

上記スラリーを、８０℃の加熱下で１０　ｍｍＨｇの減
圧蒸留により脱溶媒し、促進剤ＤＭを吸着したカーボン
ブラックを回収した。

この回収カーボンブラックを軽く粉砕し、内径２００　
ｍｍ、長さａ　ｏ　ｏ　ｍｍのビン型造粒機に投入し、
カーボンブラックの１．２倍量の水を加えた後、回転数
４０　Ｏｒｐｍで６０秒間造粒を行ない、湿潤ペレット
を得、このペレットを１２０　’Ｃの熱風乾燥器で水分
が０．５％以下になるまで乾燥し、更に２００°Ｃで６
０分間の加熱処理によって供試Ａ２および１２の改質カ
ーボンブラックを得た。

参考例２ 出発原料のカーボンブラックＮ−２２０１００重量部に
対する加硫促進剤ＤＭの分量を０．０４重量部、４重量
部および６重量部に変えた以外は参考例１と同様にして
供試＆８，９および１０の改質カーボンブラックを得た
。

参考例８ 加硫促進剤としてｌ（ｏ、ｂｓ　（Ｈ−オキシジエチレ
ン−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）をカーボ
ンブラックＮ−２２０１００重量部に対して２重量部使
用した以外は参考例１と同様にして供試扁４および１４
の改質カーボンブラックを得た。

参考例４ 加硫促進剤としてＴＳ（テトラメチルチウラムモノスル
フィド）をカーボンブラックＮ−２２０に対して２重量
部使用した以外は参考例１と同様にして供試Ａ６の改質
カーボンブラックを得た。

実施例 次に第１表に示す成分を表示する配合割合（重量部）で
配合して１１種のゴム組成物をつくった。

これらのゴム組成物について動的弾性率、破断時伸びお
よび耐摩耗性を次に示す測定方法で評価し、第１表に併
記する。

測定方法 （７）微小変形時の弾性率（Ｅ　’　ａｙｎ／ｃｍ２）
若木製作所製のスペクトロメーターを使用し、チャック
間距離２０　ｍｍ　、厚さｚｍｍＳ幅５　ｍｍのスラブ
シートを装着し、室温にて５０　Ｈ２ｓｉ、ｏ％の動歪
で動的弾性率を測定した。初期荷重は１２０Ａ９である
。

（イ）　破断時の伸び（％） ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３に準拠して実施した。

（つ）耐摩耗性 第１表の各ゴム組成物からつくったトレッドを具えたＴ
ＢＲ，１０００−Ｒ−２０１４ＰＲＲ−２２０をつくり
実施した。同一の装置位置、使用条件下で約４万一走行
させ、トレッドパターンの浅溝量から以下の式で耐摩耗
性指数を算出し、耐摩耗性のメジャーとした。

大きい程耐摩耗性は良好。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明のゴム組成物は、配合
ゴムの架橋反応を促進させ得る加硫促進剤を表面処理剤
として用い、カーボンブラックをあらかじめ加熱処理し
たカーボンブラックを特定量ゴムに配合して構成されて
いるため、上記加熱処理により表面処理剤がカーボンブ
ラックの表面に吸着され配合ゴムの混線中ポリマー（ゴ
ム分）とカーボンブラックとの反応生成物を主体とする
ゲルの生成が促進され、加硫中ポリマー自体の網・・目
密度は変化せずカーボンブラック周辺のみの網目密度が
向上して強化され、全入力域で耐摩耗性が改善され、タ
イヤのトレッドゴムとして、特に高入力での耐摩耗性が
必要な大型タイヤ用トレッドゴムとして用いるのに好適
であるという効果が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、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１００重量部に、配合ゴムの
   架橋反応を促進させ得る加硫促進剤を表面処理剤として
   加熱処理したカーボンブラックを１０〜１００重量部配
   合したことを特徴とする耐摩耗性に優れたゴム組成物。