JPS6160738A - 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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- JPS6160738A JPS6160738A JP59182560A JP18256084A JPS6160738A JP S6160738 A JPS6160738 A JP S6160738A JP 59182560 A JP59182560 A JP 59182560A JP 18256084 A JP18256084 A JP 18256084A JP S6160738 A JPS6160738 A JP S6160738A
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- rubber
- silica
- abrasion resistance
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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。
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
成物の捕強材としては、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（１９クフ年）５０ｊ１８５６〜８６８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―な−。
成物の捕強材としては、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（１９クフ年）５０ｊ１８５６〜８６８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―な−。
（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、まだ不充分であ
り、また加工時の作業性をも著しく悪化させるという問
題点があった。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
態であった。 。
ゴムに比し、耐摩耗性は改良されるが、まだ不充分であ
り、また加工時の作業性をも著しく悪化させるという問
題点があった。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
態であった。 。
（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
に至った。
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
に至った。
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一７０°Ｃ以上で
分子量分布（重量平均分子ｆｆｉ／＆平均分子ｆｆ１）
が１．５〜４．０の共重合体ゴム若しくは該ゴム６０重
社部以上と、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、窒素吸着比表面積が２００
〜２６０ ”／９ テ且ツ吸油ｆｆｉカ２００〜ｓ ｏ
Ｏ’／ｘｏｏ９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。
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一７０°Ｃ以上で
分子量分布（重量平均分子ｆｆｉ／＆平均分子ｆｆ１）
が１．５〜４．０の共重合体ゴム若しくは該ゴム６０重
社部以上と、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、窒素吸着比表面積が２００
〜２６０ ”／９ テ且ツ吸油ｆｆｉカ２００〜ｓ ｏ
Ｏ’／ｘｏｏ９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。
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
ばブタジェン、イソプレン、ペンタジェン等とビニル芳
香族化合物、例えばスチレン、バ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
・（Ｔ９）が−７０゛Ｃ以上で分子量分布（重量平均分
子量、ＭＷ／数平均分子量Ｋｎ）が１．５〜４．０の範
囲にあることを必要とする。Ｔ９が一７０″Ｃより低い
と、ゴム組成物に用いた場合曵破壊強度が低下し、また
タイヤでのブレーキ性能が低下し、使用できな１くなる
。また分子量分布が４．０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
ばブタジェン、イソプレン、ペンタジェン等とビニル芳
香族化合物、例えばスチレン、バ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
・（Ｔ９）が−７０゛Ｃ以上で分子量分布（重量平均分
子量、ＭＷ／数平均分子量Ｋｎ）が１．５〜４．０の範
囲にあることを必要とする。Ｔ９が一７０″Ｃより低い
と、ゴム組成物に用いた場合曵破壊強度が低下し、また
タイヤでのブレーキ性能が低下し、使用できな１くなる
。また分子量分布が４．０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
６０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
ばスチレンブタジェンゴム（ＳＢＲ）、ポリプ・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−ブタジェ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
６０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
ばスチレンブタジェンゴム（ＳＢＲ）、ポリプ・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−ブタジェ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２００〜２６０１に！／９で且つ吸油量がｚ
ｏ ｏ 〜ａ ｏ ｏ’／１ｏｏｐ の範囲にあるもの
で、窒素吸着比表面積が２６０ ｙｒｒ”／９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
２００％７９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ＢＥＴ法により測定されたもので、ＢＥＴ
法とは、プルナウアーーエメットーテーラー法の略で、
ＡＳＴＭＤ−８０３７−８１にその測定方法が規定され
ているものである。
表面積が２００〜２６０１に！／９で且つ吸油量がｚ
ｏ ｏ 〜ａ ｏ ｏ’／１ｏｏｐ の範囲にあるもの
で、窒素吸着比表面積が２６０ ｙｒｒ”／９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
２００％７９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ＢＥＴ法により測定されたもので、ＢＥＴ
法とは、プルナウアーーエメットーテーラー法の略で、
ＡＳＴＭＤ−８０３７−８１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ａｏｏ”／ｘｏｏ９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２００”／１０’０り未
満では耐摩耗性が低下して好ましくなψ。
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２００”／１０’０り未
満では耐摩耗性が低下して好ましくなψ。
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、１ｉ）ｌｉ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、１ｉ）ｌｉ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２０〜１１０ Ｐ
ＨＲとするが、この理由はシリカ量が２０方１１０ Ｐ
ＨＲ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。
ＨＲとするが、この理由はシリカ量が２０方１１０ Ｐ
ＨＲ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剤、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
リカの使用で可能になり、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
リカの使用で可能になり、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
０００Ｂ型バンバリーミキサ−で混練りした後、１４５
°Ｃでプレス加硫し、加硫ゴムを得、耐摩耗性インデッ
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
０００Ｂ型バンバリーミキサ−で混練りした後、１４５
°Ｃでプレス加硫し、加硫ゴムを得、耐摩耗性インデッ
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。
配合成分 配合ｔｋ（重量部）原料ゴム（ｉ
ｔ表に示すもの） １００シ リ カ
変ｆｆ１（第１表に示す量）スピンド
ル油 ２゜ワックス
２ 老化防止剤 １ （スチレン化フェノール） ・ シランカップリング剤 ４ジエチレ
ングリコール（ＤＩＧ） ２．０硫
黄 １．０
間第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。
ｔ表に示すもの） １００シ リ カ
変ｆｆ１（第１表に示す量）スピンド
ル油 ２゜ワックス
２ 老化防止剤 １ （スチレン化フェノール） ・ シランカップリング剤 ４ジエチレ
ングリコール（ＤＩＧ） ２．０硫
黄 １．０
間第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。
２０１の反応器にシクロヘキサン１２ＪＣ９、スチレン
２３０９、ブタジェン１５４０９、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°
Ｃに加熱し、次いで触媒として５ｅＣ−ブチルリチウム
０．４５０りを添加し、６０〜６０°Ｃ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
溶し、８０′Ｃで２時間乾燥した。
２３０９、ブタジェン１５４０９、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°
Ｃに加熱し、次いで触媒として５ｅＣ−ブチルリチウム
０．４５０りを添加し、６０〜６０°Ｃ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
溶し、８０′Ｃ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％、ビニル７０．８％・であった。
結果、スチレン１２％、ビニル７０．８％・であった。
またガラス転移温度（Ｔり）は−６２°Ｃで、分子量分
布（ＭＷ／Ｍｎ ）は２．５であった。
布（ＭＷ／Ｍｎ ）は２．５であった。
・ 表中耐摩耗性インデックス（ランボーン摩耗指数）
はへ旧ＢＳ規格９０ ！Ｊ Ｐ＆ｒｔＡｌ）（英国）に
より、次式から算出した： 耐摩耗性インデッ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： 天然ゴム １００カーボンブラツ
ク（ＩＳＡＦ） ５０酸化防止剤（５ａｎｔｏ
ｆｌｅｘ１８ ） １亜鉛華 ６ ステアリン酸 ８ アロマチツクオイル １０加硫促進剤（
Ｎｏｂｓ ） ０．５硫 黄
５、次に未加硫粘度
ＭＩ、 （ムーニー粘度）は、ＪＩＳ 。
はへ旧ＢＳ規格９０ ！Ｊ Ｐ＆ｒｔＡｌ）（英国）に
より、次式から算出した： 耐摩耗性インデッ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： 天然ゴム １００カーボンブラツ
ク（ＩＳＡＦ） ５０酸化防止剤（５ａｎｔｏ
ｆｌｅｘ１８ ） １亜鉛華 ６ ステアリン酸 ８ アロマチツクオイル １０加硫促進剤（
Ｎｏｂｓ ） ０．５硫 黄
５、次に未加硫粘度
ＭＩ、 （ムーニー粘度）は、ＪＩＳ 。
１千４
に６３００に準拠して測定した。未加硫粘度は８５〜５
５で作業性が良好であることを示す。８５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。
５で作業性が良好であることを示す。８５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表に示す比表面積（”／９ ）および吸油量（”／
１ｏｏｐ）のシ、りかおよび実施例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（Ｔ
り）°Ｃ１分子量分布−（ＭＷ／ｘｎ比）を有する共重
合体ゴムを、シリカは７０ ＰＥＲ，共重合体ゴムは１
００ ＰＥＨ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、１８゜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
性インデックスおよび未加硫粘度ＭＬ１＋、を測定し、
結果を第２表に示す。
１ｏｏｐ）のシ、りかおよび実施例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（Ｔ
り）°Ｃ１分子量分布−（ＭＷ／ｘｎ比）を有する共重
合体ゴムを、シリカは７０ ＰＥＲ，共重合体ゴムは１
００ ＰＥＨ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、１８゜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
性インデックスおよび未加硫粘度ＭＬ１＋、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−では、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
５ｏｆｃｆｆｉ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１モＩＭＩ７）ゴムと
のブレンドゴムを使用したコトニより、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、従って本発明の
ゴム組成物は第１表およびｊｉｉＺ表からも明らかな如
く耐摩耗性１・・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
イヤのトレッド、サイド、ガムチェーフ１３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
５ｏｆｃｆｆｉ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１モＩＭＩ７）ゴムと
のブレンドゴムを使用したコトニより、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、従って本発明の
ゴム組成物は第１表およびｊｉｉＺ表からも明らかな如
く耐摩耗性１・・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
イヤのトレッド、サイド、ガムチェーフ１３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)
- １、炭素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１．５〜４．０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、窒素吸着比表面積が２００〜２６０ｍ＾２／ｇで且
つ吸油量が２００〜３００ｍｌ／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 true JPS6160738A (ja) | 1986-03-28 |
| JPH0629340B2 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) |
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1984
- 1984-09-03 JP JP59182560A patent/JPH0629340B2/ja not_active Expired - Lifetime
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