明 細 書 カーボンブラ ッ ク含有ゴム組成物 技術分野
本発明はカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成物に関し、 更に詳し く は 空気入り タイヤの ト レ ッ ド用と して好適なカーボンブラ ッ ク含有ゴ ム組成物に関する。 背景技術
自動車の低燃費化のためにタイヤ ト レ ツ ドゴムの t a n <5のバラ ンスを改良するこ とが提案されており、 具体的には配合成分組合せ や分割混合、 更には末端変性ゴムの使用等が提案されている。
例えば、 特開昭 5 9 — 1 5 9 8 3 9号公報には、 スチレ ン含有量 の異なる S B R及び B Rを乾式混合したゴム組成物が、 特開平 2 - 1 2 9 2 4 1 号公報には末端変性/力 ップリ ングゴ厶を溶液中で力 一ボンブラ ッ ク と混合し、 その後にジェン系ゴムを配合するゴム組 成物の製造方法が記載されている。 一方、 特開昭 5 8 - 1 5 2 0 3 1 号公報には、 S B R と B Rから成るマスターバッチを開示してお り、 また特開昭 5 7 - 0 0 4 3 0号公報には高分子量ゴムと低分子 量ゴムとを分割混合してゴム組成物を製造するこ とが提案されてい 更に、 特公平 5 - 1 2 9 8号公報には、 共役ジェン系重合体の末 端部分に芳香族第三級ァ ミ ノ基を有する共役ジェン系重合体を含む 加硫物の反発弾性及び引張り強度を改良したゴム組成物が記載され ている。 一方、 特開昭 5 5 - 1 0 4 3 4号公報には、 無定形の 1 , 2 —ポリ ブタジエンゴムと天然ゴム及びノも し く はポリ イ ソプレ ン
ゴム (更に一部共役ジェン系ゴムを含んでもよい) とからなる原料 ゴムにカーボンブラ ッ クを配合してタイヤ ト レ ッ ド用ゴ厶組成物を 製造するに際し、 先ず少な く とも 2 5重量%の 1 , 2 —ポリ ブ夕 ジ ェンを含む原料ゴム成分とカーボンブラ ッ クを特定の割合で混合し た後、 残りの原料ゴム成分を添加混合して自動車の低燃費性と安全 性を改善する こ とが記載されている。 更に特開平 2 — 1 2 9 2 4 1 号公報には末端変性共役ジェン系重合体を有機溶媒中でカーボンブ ラ ッ ク と配合して加硫物の引張り強度及び耐摩耗性を改良するこ と が提案されている。
又、 特開平 8 — 2 6 9 2 4 3号公報に、 高ガラス転移点 S B R と 予めカーボンブラ ッ クを含む低ガラス転移点 S B Rマスタ一バッチ とプレ ン ドする こ とが開示されている。
しかしながら、 前記した配合成分の分割混合法や末端変性ゴムの 使用などの技術は、 例えばオイル及び力一ボンブラ ッ クの高配合系 においては効果がうすいなどの問題があり、 依然としてその改善が 求められている。 また、 分割混合の場合、 最初に混合する際に力一 ボンブラ ッ クの濃度が上昇してしまい、 混合時のやけ (スコーチ) 等の加工性の悪化を引き起こすこ とが予想され、 分割混合可能な力 一ボンブラ ッ クの配合量が制限される という問題がある。 又、 通常 使用されているようなマスターバッチでの利用では、 所望の効果が 得られないので、 そのためにマスターバッチへの工夫が必須となる
発明の開示
従って、 本発明は、 耐摩耗性を維持しながら、 加硫ゴムの t a n (5バラ ンスに優れたタイヤ ト レ ッ ド用と して好適に用いるこ とので きるゴム組成物を提供する こ とを目的とする。
本発明の第一の態様に従えば、 平均ガラス転移温度 T g Aが - 1 2 0 °C〜一 1 5 °Cの少な く と も一種の原料ゴム Aのラテッ クス 5 0 〜 9 0重量部 (但し固形分換算) 、 力一ボンブラ ッ ク 4 0〜 1 0 0 重量部及び軟化剤 7 0重量部以下を含むゴムラテツ クス混合物を凝 固、 脱水及び乾燥して得られるカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成物と 、 合計ゴム量が 1 0 0重量部となる量の原料ゴム B及び合計軟化剤 量が 8 0重量部以下となる量の軟化剤とを密閉式ミ キサ—で混練し てなり、 ゴムラテツ クス混合物中のゴムポリ マーに対するカーボン ブラ ッ ク濃度 F A と、 密閉式ミ キサーで混練後のゴムポリマーに対 するカーボンブラ ッ ク濃度 F B との比 F A ZF B が 1 . 2〜 3. 0 であるゴム組成物が提供される。
本発明の第二の態様に従えば、 有機溶剤に溶解した原料ゴムを用 いて調製したゴム組成物において、 式 ( I ) :
: C = N< … ( I ) で表される官能基が重合体鎖に直接または他の原子団を介して結合 した重合体から成る原料ゴム A ' を、 先ず力一ボンブラ ッ ク と接触 させた後に、 ジェン系原料ゴムからなる原料ゴム B ' を配合してな るカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成物が提供される。
本発明の第三の態様に従えば、 有機溶剤に溶解した原料ゴム又は 水系ェマルジ ョ ンにした原料ゴムを用いて調整したゴム組成物にお いて、 平均ガラス転移温度 T g A ' が— 1 2 0〜― 1 5 °Cである原 料ゴム A ' を先ずカーボンブラ ッ ク と接触させた後に平均ガラス転 移温度 T g B ' が T g A ' より 1 0 °C以上高いジェン系原料ゴ厶か らなる原料ゴム B ' を配合してなるカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成 物が提供される。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の第一の態様の構成及び作用効果について詳し く 説 明する。
本発明者らはゴム組成物の t a n (5力 、 カーボンブラ ッ クなどの 充塡剤近辺のゴム吸着相とは殆ど無関係であり、 マ ト リ ッ クス相だ けによる ものであるこ とを見出し、 カーボンブラ ッ ク表面とマ ト リ ッ クス相を出来るだけ隔離するこ とにより t a n 5のバラ ンスを改 良するこ とに成功したものである。
また、 本発明者らは高 T gと低 T gの原料ゴムに均等にカーボン ブラ ッ クを分配するより低 T gの原料ゴムに偏在させた方が 0でに 対する 6 0での a n 5の温度勾配は良好となり、 これを利用 して t a n δのバラ ンスを改良するこ とができるこ とを見出したもので ある。
そのために、 本発明においては、 カーボンブラ ッ ク とゴムとの相 互作用の観点から、 コ ンパゥ ン ド内部の力一ボンから遠いゴムマ ト リ ッ クス相がカーボンから拘束を受けないようにするこ とで、 t a n ( の制御を行ったものである。 具体的には平均ガラス転移温度 T g Aがー 1 2 0て〜一 1 5て、 好ま しく は— 1 2 0 °C〜― 2 0 で ある A群の原料ゴムのラテツ クス及びカーボンブラ ッ クからなる所 定のマスターバッチと、 平均ガラス転移温度 T g Bが T g A + 1 0 で以上である原料ゴム B群及び軟化剤やその他ゴム添加剤を密閉式 ミ キサーで混合するこ とで所望のゴム組成物を得るこ とができる。 本発明において使用されるカーボンブラ ッ ク と しては、 タイヤ ト レ ツ ド用の場合は、 好ま し く は、 窒素吸着比表面積 (N2 S A) ( A S T M D 3 0 3 7に準拠して測定) が 5 0〜 2 0 0 m 2 / g 、 更に好ま しく は 8 0〜 1 6 0 m 2 / gで、 D B P吸油量 ( J I S
K 6 2 2 1 に準拠して測定) が好ま し く は 6 0〜 1 4 0 ml/ 1
0 0 g、 更に好ま し く は 1 0 0〜 1 3 0 m l Z l 0 0 gのものを用い る。 なお、 力一ボンブラ ッ クはゴムとの結合を増すための有機及び 無機表面処理も し く はシ リ カ等の少量の金属酸化物を表面に付着処 理したものを用いる こ と もできる。
本発明のゴム組成物、 即ちカーボン含有ゴム組成物中に配合され るカーボンブラ ッ クの配合量は最終ゴム重合体量 1 0 0重量部に対 し、 4 0〜 1 0 0重量部、 好ま し く は 5 0〜 1 0 0重量部である。 このカーボンブラ ッ クの配合量が少な過ぎる と補強性が低下し、 所 望の物性が得られず、 逆に多過ぎると、 力一ボンブラ ッ クマスター バッチが製造困難となるので好ま しく ない。
本発明に係る力一ボンブラ ッ クマスターバッチ、 即ちカーボンブ ラ ッ ク含有ゴム混合物に含まれるゴムポリ マーには前記ガラス転移 温度 T g Aを満足する ものであれば、 特に限定はないが、 特に好ま しいのは共役ジェン系重合体である。 そのような共役ジェン系重合 体と しては、 ブタジエン、 イ ソプレ ン、 ペン夕ジェン、 クロロプレ ン等の共役ジェンの 1 種又はそれ以上の重合体又は共重合体、 少な く と も 1 種の共役ジェン及びこれと共重合可能な少な く と も 1 種の 単量体、 例えばスチレ ン、 ビニル トルエン、 ひ ー メチルスチレ ン等 の芳香族ビニル化合物、 ア ク リ ロニ ト リ ル、 メ タ ク リ π二 ト リ ル等 の不飽和二 ト リ ル化合物、 ァク リ ル酸、 メ タ ク リ ル酸、 マレイ ン酸 、 無水マ レイ ン酸等の不飽和カルボン酸、 メチルア タ リ レー ト、 ェ チルァク リ レー ト、 ブチルァ ク リ レー ト、 メ トキシェチルァ ク リ レ 一ト等の不飽和カルボン酸のエステル等との共重合体が例示される
。 特に好ま しい重合体は共役ジェンを主とする重合体ブロ ッ ク と芳 香族ビニル化合物を主とする重合体ブロ ッ クを有するブロ ッ ク共重 合体である。 ブロ ッ ク共重合体の各ブロ ッ ク間の境界は明確であつ ても、 不明確であってもよい。 また、 各ブロ ッ クの割合は共役ジェ
ン 0〜 1 0 0重量%、 芳香族ビニルジェン 0〜 1 0 0 重量%、 好ま しく は共役ジェン 2 0〜 8 0 重量%、 芳香族ビニルジェン 2 0〜 8 0重量%である。
これらのゴム重合体の配合量は、 追加する原料ゴムの種類、 重合 体中の各含有量、 重合体の分子量等によっても異なるが、 一般にゴ ム重合体含量 1 0 0重量部のう ちの 5 0〜 9 0重量部、 好ま し く は 5 0〜 7 0重量部である。 このゴム重合体の配合量が少な過ぎる と カーボンマスターバッチを製造するこ とが困難であり、 逆に多過ぎ る と所望の効果が得られないので好ま し く ない。
原料ゴム Aを含むカーボンブラ ッ ク含有ラテツ クスの配合方法と しては、 特に制限はな く 、 一般にはゴムラテツ クスにカーボンブラ ッ ク及び軟化剤を均一分散させたものを混合攪拌し、 次に常法に従 つて凝固、 脱水及び乾燥すればよい。 こ こで用いられる軟化剤と し ては芳香族プロセスオイル、 パラフ ィ ン系オイルなど、 一般にゴム 配合に用いられる ものを 7 0重量部以下、 好ま しく は 0〜 5 5重量 部配合する。
一方、 原料ゴム B と しては、 前記ガラス転移温度を満足すれば特 に問題はないが、 好ま し く は乳化重合も しく は溶液重合されたジェ ン系原料ゴム (ポリ ブタ ジエン、 スチレ ン—ブタ ジエン共重合体、 スチレ ン一イ ソプレ ン一ブタ ジエン共重合体、 ポリ イ ソプレ ンや天 然ゴム) などが挙げられる。
これらの原料ゴム Bの配合量は、 ゴム全体量と して 1 0 0重量部 になる量、 即ち 5 0〜 1 0重量部であり、 必要であれば追加軟化剤 やその他の汎用のゴム添加剤と共に、 バンバリ一ミ キサ一などの密 閉型 ミ キサ一中で前記カーボンブラ ッ ク含有ゴム組成物と混練する こ とにより 目的のゴム組成物を得るこ とができる。
本発明に従えば、 原料ゴム Aの平均の重量平均分子量 M w ( A )
が 1 0万〜 1 2 0万であり、 原料ゴム Bの平均の重量平均分子量 N w ( B ) 力 2 0万以上であり、 かつ 0. 1 Mw ( A) / w ( B ) ≤ 6. 0の関係にあるのが好ま しい。
本発明に従えば、 またゴ厶ラテツ クス混合物中のゴ厶ポリ マーに 対するカーボンブラ ッ ク濃度 F A と、 密閉式 ミ キサーで混練後のゴ ムボリ マーに対するカーボンブラ ッ ク濃度 F B との比 F A / F B が
1 . 2〜 3. 0であるのが好ま しい。
本発明に従えば、 キャ ップト レ ッ ドに使用するゴ厶組成物の t a η ό ( 0 °C ) が 0. 4以上で、 t a n 5 ( 6 0 °C ) が 0. 1 以上と するのが好ま しい。
次に、 本発明の第二及び第三の態様の構成及び作用効果について 詳しく説明する。
ポリマー A ' の平均ガラス転移温度 T g A ' とジェン系ポリ マ一 B ' の平均ガラス転移温度 T g B ' とは以下の関係 :
T g A ' + 2 0 °C > T g B ' > T g A ' - 1 0 °C … ( 1 )
2 0 °C〉 T g A ' >— 4 5 °C … ( 2 )
であるのが好ま しい。
即ち粘弾性的にポリマー A ' と非相溶で、 好ま し く は平均ガラス 転移温度 T g B ' が T g A ' よ り 2 0で以上高いジェン系原料ゴム からなる原料ゴム B ' を配合してなるカーボンブラ ッ ク含有ゴム組 成物、 も しく は有機溶剤に溶解した原料ゴムを用いて調製したこ と を特徴と し、 末端変性及び/又はカ ップリ ングした溶液重合ゴムか ら成る原料ゴム A ' を先ずカーボンブラ ッ ク と接触させた後に、 ジ ェン系原料ゴムからなる原料ゴム B ' を配合してなるカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成物であり、 ポリマー A ' の平均ガラス転移温度 T g A ' とジェン系ポリマー B ' の平均ガラス転移温度 T g B ' とが 以下の関係 :
T g A ' + 2 0 °C > T g B ' > T g A ' - 1 0 °C
2 0 °C > T g A ' > - 4 5 °C
である ものが好ま しい。
本発明の第二の態様に従ったカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成物は 、 分子量の範囲が 1 0万〜 1 2 0万のジェン系原料ゴ厶 A ' の重量 平均分子量 Mw ( A ' ) と、 分子量の範囲か 4 0万以上のジェン系 原料ゴム B ' の重量平均分子量 Mw ( B ' ) とが以下の関係にある のが好ま しい。
0. 0 8 ≤ M w ( A ' ) / w ( B ' ) ≤ 1 . 5
本発明の第三の態様に従ったカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成物は 、 分子量の範囲が 1 0万〜 1 2 0万のジェン系原料ゴム A ' の重量 平均分子量 Mw ( A ' ) と、 分子量の範囲が 4 0万以上のジェン系 原料ゴム B ' の重量平均分子量 Mw ( B ' ) とが以下の関係にある のが好ま しい。
0. 1 ≤ Mw (Α ' ) /Mw ( Β ' ) ≤ 6. 0
本発明者らはゴム組成物の t a n 力、、 カーボンブラ ッ クなどの 充填剤近辺のゴム吸着相とは殆ど無関係であり、 マ ト リ ッ クス相だ けによる ものであるこ とを見出し、 カーボンブラ ッ ク表面とマ ト リ ッ クス相を出来るだけ隔離するこ とにより t a n ( のバラ ンスを改 良する こ とに成功したものである。
また、 本発明者らは高 T g と低 T gの原料ゴムに均等に力一ボン ブラ ッ クを分配するよ り低 T gの原料ゴムに偏在させた方が 0 °Cに 対する 6 0 °Cの t a n Sの温度勾配は良好となり、 これを利用 して t a n 5のバラ ンスを改良するこ とに成功したものである。 更に好 ま しく は 2種の原料ゴムが粘弾性的に非相溶でかつ両者の T gが離 れているこ とに加えて高 T g成分の T gがー 2 0 °C付近に近づく 程 大き く なる と効果は大きい。
そのために、 前者においては、 カーボンブラ ッ クの表面との反応 性が高い、 前記式 ( I ) で表される官能基が重合体鎖に直接または 他の原子団を介して結合した重合体をカーボンブラ ッ ク と接触させ てカーボンブラ ッ クの表面を覆い、 続いて反応性の低い乳化重合ジ ェン系原料ゴムを追加するこ とで、 加硫ゴムの t a n ( バラ ンスに 優れたタイヤ ト レ ッ ド用ゴム組成物を得るために用いるカーボンブ ラ ッ ク含有ゴム組成物を提供する こ とができる。 一方、 後者では、 低 T gの原料ゴムとカーボンブラ ッ クを接触させてカーボンブラ ッ クの表面を覆い、 続いて高 T gの原料ゴムを追加する こ とで、 加硫 ゴムの t a n <5バラ ンスに優れたタイ ヤ ト レ ッ ド用ゴム組成物を得 るために用いるカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成物を提供するこ とが でき る。 '
本発明において使用されるカーボンブラ ッ ク と しては、 タイヤ ト レ ツ ド用の場合は、 好ま し く は、 窒素吸着比表面積 ( A S TM D
3 0 3 7 に準拠して測定) が 3 0〜 2 5 0 m 2 Z g、 更に好ま し く は 3 5〜 2 0 0 m 2 Z gで、 D B P吸油量 ( J I S K 6 2 2 1 に準拠して測定) が好ま しく は 9 0〜 1 8 0 ml/100g, 力一ボン ブラ ッ クはゴムとの結合を増すための有機及び無機表面処理も しく はシ リ カ等の少量の金属酸化物を表面に付着処理したものを用いる こ と もできるものが好適に用いられる。
本発明においては、 上記のカーボンブラ ッ クにポリ マ一 A ' と し て ( 1 ) 式 ( I ) で表わされる官能基が重合体鎖に直接または他の 原子団を介して結合した重合体又は ( 2 ) ジェン系ポリマ—を接触 させる。 式 ( I ) の官能基を有する重合体は、 アルカ リ 金属及び/ またはアルカ リ土類金属基材触媒 (いわゆるァニオン重合触媒) で 重合可能な単量体を重合して得られる末端に前記金属を有する リ ビ ングァ二オン重合体、 又は重合体鎖中にも し く は側鎖中に二重結合
を有する不飽和重合体に前記金属を後反応により付加させた重合体 、 と以下の有機化合物を反応させ、 ついで加水分解する こ とによ つ て得る こ とができる。 (特開昭 5 8 — 1 6 2 6 0 4 号公報, 特開昭 6 0 - 1 3 7 9 1 3号公報, 特開平 7 — 3 1 6 4 6 1 号公報等参照
) o
前記の金属を基材とする重合触媒は従来からァニオ ン重合に使用 されている触媒を使用でき、 特にその種類には制限は無い。 好ま し いアルカ リ 金属基材触媒と しては、 n —ブチルリ チウム, s e c — ブチルリ チウムなどの炭素数 2〜 2 0個の有機リ チウム化合物が代 表例と して挙げられる。 アルカ リ土類金属基材触媒と しては、 例え ば特開昭 5 1 - 1 1 5 5 9 0号公報, 特開昭 5 2 — 9 0 9 0, 1 7 5 9 1 , 3 0 5 4 3 , 4 8 9 1 0 , 9 8 0 7 7号公報, 特開昭 5 6 一 1 1 2 9 1 6 , 1 1 8 4 0 3号公報, 特開昭 5 7 — 1 0 0 1 4 6 号公報, 特開平 7 — 3 1 6 4 6 1 号公報等に開示されているバリ ウ ム, ス ト ロ ンチウム, カルシュゥ厶等の化合物を主成分とする触媒 系が挙げられるが、 これらに限定されるわけではない。
前記重合反応およびアル力 リ金属及びノ又はアル力 リ土類金属付 加反応は従来からァニオン重合で使用されている、 例えば炭化水素 溶剤 (例えば石油留分の水素添加物, スピン ドル油等の機械油) ま たはテ ト ラ ヒ ドロ フ ラ ン, テ ト ラ ヒ ドロ ピラ ン, ジォキサ ンな どの 該金厲基材触媒を破壊しない溶剤中で行う こ とができる。
上記反応で使用される有機化合物としては、 例えば N— メチルー 一 プロ ビオラ ク タ厶、 N— t —ブチルー yS —プロ ピオラ タ タ ム、
N— フ エ二ルー 3 — プロ ピオラ ク タム、 N— メ ト キシフ エ二ルー 3 —プロ ピオラ ク タ ム、 N— ナフチル一 — プロ ピオラ ク タ ム、 N— メ チル一 2 — ピロ リ ドン、 N— t 一 ブチル一 2 — ピロ リ ド ン、 N— フ エ二ルー ピロ リ ド ン、 N— メ トキシフ エ二ルー 2 — ピロ リ ド ン、
N— ビニルー 2 — ピロ リ ド ン、 N —ベン ジルー 2 — ピロ リ ドン、 N —ナフチルー 2 — ピロ リ ド ン、 N — メ チルー 5 — チル一 2 — ピロ リ ドン、 N — t — ブチルー 5 — メ チルー 2 — ピロ リ ドン、 N — フ エ ニル一 5 — メ チル一 2 — ピロ リ ドン、 N — メ チルー 3 , 3 ' ー ジ メ チル _ 2 — ピロ リ ドン、 N— t —ブチル一 3 , 3 ' ー ジ ズ チル, 一 2 — ピロ リ ドン、 N — フ エ二ルー 3 , 3 ' — ジ メ チル, 一 2 — ピロ リ ドン、 N — メ チルー ピペ リ ド ン、 N — t —ブチル一 2 — ピペ リ ド ン、 N — フ エ二ルー 2 — ピぺ リ ドン、 N — メ ト キシフ エ二ル一 2— ピペ リ ドン、 N — ビニルー 2 — ピペ リ ドン、 N —ベン ジル— 2 — ピ ペ リ ドン、 N —ナフチルー 2 — ピペ リ ドン、 N — メ チル一 3, 3 ' - ジメ チルー 2 — ピぺ リ ドン、 N — フ エ二ルー 3 , 3 ' ー ジ メ チル 一 2 — ピロ リ ドン、 N — メ チルー £ 一 力プロ ラ ク 夕厶、 N — フ エ二 ルー ε — 力プロ ラ ク タム、 Ν— メ トキシフ エ二ルー ε — 力プロ ラ ク タム、 Ν— ビニルー ε — 力プロ ラ ク タム、 Ν —べン ジルー £ 一 カブ ロ ラ ク タム、 Ν —ナフチル一 s — 力プロ ラ ク タム、 N — メ チルー ω 一 ラ ウ リ ロ ラ ク タ 厶、 Ν — フ エ二ルー ω — ラ ウ リ ロ ラ ク タム、 Ν— t 一プチルー ω — ラ ウ リ ロ ラ ク 夕厶、 Ν — ビニルー ω — ラ ウ リ ロ ラ ク タム、 Ν —べン ジルー ω — ラ ウ リ ロ ラ ク タム等の Ν —置換ラ ク 夕 厶類及びこれらの対応のチオラ ク 夕ム類 ; 1 , 3 — ジ メ チルェチ レ ン尿素、 1 , 3 — ジフ エニルエチ レ ン尿素、 1 , 3 — ジー t —プチ ルエチ レ ン尿素、 1 , 3 — ジビニルエチ レ ン尿素等の N —置換ェチ レ ン尿素類及び対応の N —置換チォエチ レ ン尿素類などの分子中に 一般式 ( H ) :
一 C 一 N 結合 (式中、 Xは〇, S原子を表す) … ( I I )
II
X
を有する化合物、 例えば 4 — ジ メ チルァ ミ ノ べンゾフ エ ノ ル ン、 4 ー ジェチルァ ミ ノ べンゾフ エ ノ ン、 4 ー ジ一 t ーブチルァ ミ ノ ベン
ゾフ エ ノ ン、 4 — ジフ エ二ルペン ゾフ エ ノ ン、 4 , 4 ' — ビス ( ジ メ チルァ ミ ノ ) ベン ゾフ エ ノ ン、 4 , 4 ' 一 ビス ( ジェチルァ ミ ノ ) べン ゾフ エ ノ ン、 4 , 4 ' — ビス (ジ一 t — ブチルァ ミ ノ ) ベン ゾフ エ ノ ン、 4 , 4 ' 一 ビス (ジフ エニルァ ミ ノ ) ベン ゾフ エ ノ ン 、 4, 4 ' — ビス (ジ ビニルァ ミ ノ ) ベン ゾフ エ ノ ン、 4 一 ジ メ チ ルア ミ ノ アセ ト フ エ ノ ン、 4 ー ジェチルア ミ ノ アセ ト フ エ ノ ン、 1 , 3 — ビス (ジフ エニルァ ミ ノ ) 一 2 — プロパノ ン、 し 7 — ビス ( メ チルェチルァ ミ ノ ) 一 4 —ヘプ夕 ノ ン等の N —置換ア ミ ノ ケ ト ン類及び対応の N —置換ァ ミ ノ チオケ ト ン類 ; 4 ー ジメチルァ ミ ノ ベンズアルデヒ ド、 4 — ジフ エニルァ ミ ノ べンズアルデヒ ド、 4 一 ジビニルァ ミ ノベンズアルデヒ ド等の N —置換ァ ミ ニアルデヒ ド類 及び対応の N —置換ア ミ ノチオアルデヒ ド類が好ま しい例と して挙 げられる。 これらの化合物の使用量はァニオン重合体及び後反応に より前記金属を重合に付加させる際に使用するアルカ リ金属及び/ またはアルカ リ土類金属基材触媒 1 モル当たり 0 . 0 5 モル〜 1 0 モルの範囲が好ま しい。 こ の値が 0 . 0 5 モル未満では充分な力一 ボンへの接触/反応が起こ りにく いおそれがあり、 逆に 1 0 モルを 越える と副反応により生成重合体が後で配合するポリ マーに混合し に く く なるおそれがある。 更に好ま しく は 0 . 2 モル〜 2 モルの範 囲である。 反応は、 通常室温〜 1 0 0での範囲で数秒〜数時間で進 行する。 生成重合体は、 反応終了後、 反応溶液からスチームス ト リ ッ ビングで回収するこ とができる。 また、 反応溶液から反応溶剤を 蒸留除去し、 重合体濃度を挙げてスチームス ト リ ツ ビン グしてもよ い。
本発明に係るカーボンブラ ッ クマスタ ーバッ チ、 即ち力一ボンブ ラ ッ ク含有ゴム組成物と して特に好ま しいのは前記の官能基が重合 体鎖の一端又は両端に結合した、 又は重合鎖の側鎖に 1 つ以上結合
した共演ジェ ン系重合体である。 そのような共役ジェ ン系重合体と しては、 ブタ ジエン、 イ ソプレ ン、 ペン夕 ジェン、 ク ロ口プレ ン等 の共役ジェンの 1 種又はそれ以上の重合体又は共重合体、 少な く と も 1 種の共役ジェン及びこれと共重合可能な少な く と も 1 種の単量 体、 例えばスチレ ン、 ビニル トルエン、 ひ ー メチルスチレ ン等の芳 香族ビニル化合物、 アク リ ロニ ト リ ル、 メ タ ク リ ロニ ト リ ル等の不 飽和二 ト リ ル化合物、 アク リ ル酸、 メ タ ク リ ル酸、 マレイ ン酸、 無 水マレイ ン酸等の不飽和カルボン酸、 メチルァ ク リ レー ト、 ェチル ァ ク リ レー ト、 ブチルァク リ レー ト、 メ トキシェチルアタ リ レー ト 等の不飽和カルボン酸のエステル等との共重合体が例示されるが、 これらの例示に限定される ものではな く 、 前記カーボンブラ ッ ク と 接触させて、 そののち加えるポリマーの種類によつて最適の重合体 を選択すればよ く 、 重合体の種類には特に限定されない。 同様に分 子量についても特に制限はな く 、 オリ ゴマー (重量平均分子量で 5 0 0以上) から高.分子量 (重量平均分子量で数 1 0万程度) の重合 体までが含まれる。 更に同様に式 ( I I ) の結合を有する有機化合物 は共役ジェン由来のカルバニオン又は、 芳香族ビニル化合物由来の カルバニオンのどちらか一方、 あるいは両方と反応させても良い。 特に好ま しい重合体は共役ジェンを主とする重合体ブロ ッ ク と芳香 族ビニル化合物を主とする重合体ブロ ッ クを有するブロ ッ ク共重合 体である。 ブロ ッ ク共重合体の各ブロ ッ ク間の境界は明確であって も、 不明確であってもよい。 また、 各ブロ ッ クの割合は共役ジェ ン 0〜 1 0 0重量%、 芳香族ビニルジェン 0〜 1 0 0重量%、 好ま し く は共役ジェン 2 0〜 8 0重量%、 芳香族ビニルジェン 2 0〜 8 0 重量%である。
これらの重合体の配合量は、 追加する原料ゴムの種類、 重合体中 の各含有量、 重合体の分子量等によっても異なるか、 好ま し く は力
一ボンブラ ッ ク 1 0 0重量部に対して 3 0〜 2 0 0重量部、 更に好 ま し く は 5 0〜 1 5 0重量部程度である。
配合方法と しては、 予め重合体を溶剤に溶かした状態のも と、 力 一ボンブラ ッ クを溶剤中に均一分散させたものを混合攪拌して接触 がなされる。 その後、 配合する B群の原料ゴムを溶剤に溶かした後 に前記のカーボンブラ ッ ク Z重合体混合物に添加し、 再沈澱、 ろ過 及び乾燥により 目的の力一ボンブラ ッ ク含有ゴム組成物を得る こ と ができる。 また、 予め重合体とカーボンブラ ッ クを接触させて、 乾 燥したカーボンブラ ッ ク 重合体混合物を密閉式混合機にて B群の 原料ゴムを添加、 混合しても目的のカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成 物を行う こ とができる。
一方、 ジェン系原料ゴムをカ ーボンブラ ッ ク と接触させる場合に 用いられるジェン系原料ゴムは、 溶液重合により合成され且つ末端 変性された、 そ して 又はカ ップリ ングされたジェン系原料ゴム ( ポリブタ ジエン、 スチ レ ン一ブタ ジエン共重合体、 スチ レ ン一 イ ソ プレ ン一ブタジエン共重合体) も しく は末端変性されてない乳化重 合も しく は溶液重合されたジェン系原料ゴム (ボリ ブタ ジエン、 ス チ レ ン 一 ブタ ジエン共重合体、 スチ レ ン一 ィ ソプレ ン 一ブタ ジエン 共重合体、 ボリ イ ソプレ ン、 天然ゴム) が挙げられる。 用いる原料 ゴムは後添加するゴム種によっては、 ラテツ クス段階のものでもよ い。 使用される末端変性ジェン系原料ゴムは、 特開昭 6 4 - 6 0 6 0 4号公報に記載のように、 常法に従って、 溶液重合スチ レ ン -ブ 夕 ジェン共重合体、 ブタ ジエ ン重合体などの原料ゴムの合成末端の アル力 リ 金属 (例えば L i ) やアル力 リ土類金属 (例えば M g ) を 分子中に前記式 ( Π ) の結合を有する化合物 (N, N ' - ジェチ儿 ホルムア ミ ド、 N , N ' ー ジ メ チルァセ ト了 ミ ド、 N , N ' — メ チ ルベンズア ミ ドな どのア ミ ド類、 N , N ' — ジ メ チルエチ レ ン尿素
な どの尿素類、 S —力プロラ ク夕厶、 N — メ チルー £ 一 力 プロ ラ ク タ ム、 N — メ チルー £ 一 2 — ピロ リ ド ン、 N— ビニルー f — 2 — ピ ロ リ ドンなどのラ ク タ厶類など特開昭 6 1 一 1 0 3 9 0 4 公報に記 載の化合物、 1 , 3 — ジメチルー 2 —イ ミ ダゾリ ジノ ン、 1 , 3 — ジメチルエチレ ンチォゥ レアなどの特開昭 6 1 - 2 6 8 7 0 2公報 に記載の化合物などが挙げられる) と反応させて得るこ とができる 。 この時合成末端の変性率が高いほど効果があり、 通常 2 0 %以上 の変性率のものを使用するのが好ま しい。
本発明に使用されるカ ップリ ングされたジェン系原料ゴムは、 常 法に従って、 溶液重合スチ レ ン—ブタ ジエン共重合体、 ブタ ジエン 重合体などのゴムの分子末端のアル力 リ金属や了ルカ リ土類金属又 は上記方法で末端変性されたジェン系原料ゴムの残存末端アルカ リ 金属やアルカ リ土類金属の好ま しく は 2 0 %以上、 更に好ま し く は 3 0〜 5 0 %を、 例えばハロゲン化スズも し く はハロゲン化珪素と 常法に従って反応させるこ とができる。
これらの原料ゴムの配合量は、 後で配合する原料ゴムの種類、 原 料ゴム中の各含有量、 原料ゴムの分子量等によっても異なるが、 力 —ボンブラ ッ ク 1 0 0重量部に対して、 好ま し く は 3 0〜 2 0 0重 量部、 更に好ま し く は 5 0〜 1 5 0重量部程度である。
カーボンブラ ッ クの配合方法と しては、 予め原料ゴムを溶剤に溶 かした状態のもと、 カーボンブラ ッ クを溶剤中に均一分散させたも のを混合攪拌して接触させる。 その後配合する原料ゴム B ' を溶剤 に溶かした後に前述の力一ボン/原料ゴム混合物に添加し、 再沈澱 、 ろ過及び乾燥して目的の力一ボンブラ ッ ク含有ゴム組成物を得る こ とができる。 また、 ラテッ クスを使用する場合には、 特開昭 5 9 - 4 9 2 4 7公報、 特開昭 6 3 — 4 3 9 3 7公報にあるように、 ま ずカーボンの水性分散液 (スラ リ ー) を作成し、 ラテ ッ ク ス とスラ
リ 一を混合攪拌して接触/反応させる。 その後配合する原料ゴム B ' のラテッ クスを前述の混合物に添加して酸で凝固させ、 ろ過及び 乾燥して目的の力一ボンブラ ッ ク含有ゴ厶組成物を得るこ とができ る。 また、 予めカーボンブラ ッ ク と原料ゴムも しく はラテッ クスを 接触させて、 乾燥、 凝固させたカーボンブラ ッ ク /原料ゴム (ラテ ッ タ ス) 混合物を、 密閉式混合機にて、 原料ゴム B ' を添加、 混合 しても目的のカーボンブラ ッ ク含有ゴ厶組成物を得るこ とができる o
後工程で追加配合する原料ゴム B ' については溶液重合により合 成され且つ末端変性された、 そして Z又はカ ップリ ングされたジェ ン系原料ゴム (ポ リ ブタ ジエ ン、 スチ レ ン—ブタ ジエ ン共重合体、 スチ レ ン 一イ ソプレ ン 一ブタジエン共重合体) も し く は末端変性さ れてない乳化重合も し く は溶液重合されたジェン系原料ゴム (ボリ ブタ ジエン、 スチ レ ン 一ブタ ジエン共重合体、 スチ レ ン 一イ ソプレ ンーブタ ジエン共重合体、 ポリ イ ソプレン、 天然ゴム) が举げられ る。 用いる原料ゴムは予め配合する原料ゴム種によっては、 ラテ ツ クス段階のものでもよい。
本発明において、 カーボンブラ ッ ク /原料ゴム混合液の粘度調整 のために添加剤と して芳香系プロセスオイ ル、 ナフテ ン系プロセス オイル等を加えてもよい。 その添加量は使用目的その他により変え るこ とができる。
前述のごと く、 本発明に従えば、 原料ゴム A ' の平均ガラス転移 温度 T g A ' とジェ ン系原料ゴム B ' の平均ガラス転移温度 T g B ' とが以下の関係 :
T g A ' + 2 0 °C > T g B ' > T g A ' - 1 0 °C ,
2 0 °C > T g A ' > - 4 5 °C
にある場合、 力一ボンブラ ッ ク表面が原料ゴム A ' によって充分
にポリマー吸着相を設けているこ とで、 マ ト リ ッ クス相となるジェ ン系原料ゴム B ' を出来るだけ隔離するこ とができ、 所望の効果が 得られる。 また、 原料ゴム A ' の平均ガラス転移温度 T g A ' が— 1 2 0〜一 1 5 °Cであり、 ジェン系原料ゴム B ' が平均ガラス転移 温度 T g B ' が T gA' よ り 1 0 °C以上である場合、 原料ゴム A ' に充分にカーボンが取り込まれるこ とで、 追加するジェン系原料ゴ ム B ' が力一ボンによる拘束を受けない状態となっているか、 粘弾 性的にポリ マー A ' と B ' が非相溶であり、 T g B ' が T g A ' よ り 2 0 °C以上である場合には、 ポリマー B ' は粘弾性的に力一ボン ブラ ッ クによる影響を受けず、 所望の効果を得るこ とができる。 産業上の利用可能性
以上説明した通り、 本発明に従えば、 マスターバッチを使用する こ とにより混合時のやけを改良し更に t a n 5のバラ ンスを改良す るこ とができる。 従来の分割混合でのカーボン濃度上昇による混合 時のやけを考慮するこ とな く、 どの様なカーボン濃度に対しても分 割混合に同等も しく はそれ以上の改良効果を現わすこ とができ、 ど の様な配合系に対しても利用可能である。 実施例
以下、 実施例によつて本発明の内容及び効果を更に具体的に説明 するが、 本発明の範囲をこれらの実施例に限定する ものでないこ と はいう までもない。
実施例 I 一 1〜 I 一 8、 標準例 I 一 〗 〜 I — 8及び比較例 I -一 1〜 I 一 8
表 I - 1〜 I - 4に示す各種配合のゴム組成物を調製し、 その物 性を評価した。
標準例、 実施例及び比較例の各例の配合に用いた配合成分は以下 の通りである。
マスタ一 ツ チ I — 1 I 一 3
原料ゴムラテ ッ ク ス : スチ レ ン含有量 2 5 %、 ビニル含有量 1 6 %、 ガラ ス転移温度一 5 1 °C、 重量平均分子量 6 2万のスチ レ ンブ タ ジェン/ /共重合ゴムラテ ツ ク ス
力一ボンブラ ッ ク : N 2 S A (m 2 / g ) 力く 1 1 2 D B P吸油 量 (mlZ l 0 0 g ) 力く 1 1 2 の I S A F級力一ボンブラ ッ ク
軟化剤 : 芳香族プロセスオイル 原料ゴム 力一ボン 软化剤 ラ テ ッ ク ス ブラ ッ ク
(重量部) (重量部) (重量部) マスターバ ッ チ I — 1 5 0 7 5 5 0 マスタ一バッ チ I — 2 5 0 6 0 3 5 マスタ一バ ッ チ I — 3 5 0 5 0 2 5
マスタ一 ツ チ I — 4 1 — 5
原料ゴムラテ ッ ク ス : スチ レ ン含有量 2 5 %、 ビニル含有量 1 6 %、 ガラ ス転移温度一 5 1 °C、 重量平均分子量 6 2万のスチ レ ンブ 夕 ジェンノ共重合ゴムラテ ツ ク ス
力一ボンブラ ッ ク : N 2 S A (m 2 / g ) が 9 2 D B P吸油量 (ml/ 1 0 0 g ) 力く 1 1 7 の H A F級力一ボンブラ ッ ク
軟化剤 : 芳香族プロセスオイ ル
原料ゴム カーボン 軟化剤
ラテ ッ ク ス ブラ ッ ク
(重量部) (重量部) (重量部) マスター く'ツ チ I 一 4 7 0 8 5 5 0 マスタ一ノく ツ チ I 一 5 7 0 6 5 3 0 マスターパ ッチ I I 一 7
原料ゴムラテ ッ ク ス : ガラス転移温度— 6 3 °C、 重量平均分子量 1 2 0万のポ リ イ ソプレ ンゴムラテ ッ ク ス及びガラ ス転移温度一 1 0 6 °C、 重量平均分子量 6 5万の c i s—ポ リ ブタ ジエンゴムラテ ッ ク ス
カーボンブラ ッ ク : N2 S A (m 2 / g ) 力く 8 4 , D B P吸油量 (ml/ 1 0 0 g ) 力く 1 3 0の HA F級カーボンブラ ッ ク
軟化剤 : 芳香族プロセスオイル 原料ゴム 力一ボン 軟化剤 ファ ッ ク ス フ ラ ッ ク
(重量部) (重量部) (重量部) マスター ツ チ 1 — 6 5 0 5 0 1 0 マスター ツ チ I — 7 イ ソプレ ン : 5 0 5 0 1 0
ブタ ジエン : 2 0 マスタ ッチ I
原料ゴムラテ ッ ク ス : スチ レ ン含有量 3 6 %、 ビニル含有量 1 6 %、 ガラス転移温度— 3 6 °C、 重量平均分子量 8 2万のスチ レ ンブ タ ジェン /共重合ゴムラテ ッ ク ス
力一ボンブラ ッ ク : N2 S A (m 2 / g ) 力く 1 5 3 D B P吸油 量 (mlZ l 0 0 g ) 力く 1 2 7の HA F級カーボンブラ ッ ク
51 軟化剤 : 芳香族プロセスオイ ル 原料ゴム カーボン 軟化剤 ラテ ッ ク ス ブラ ッ ク
(重量部) (重量部) (重量部) マスター ツ チ I 一 8 6 0 9 5 5 2 マスタ 一パ ッ チ I 9
原料ゴムラテク ッ ス : スチ レ ン含有量 2 5 % ビニル含有量 1 6 %、 ガラス転移温度一 5 1 °C、 重量平均分子量 6 2万のスチ レ ンブ タ ジェン共重合ゴムラテ ツ ク ス
力一ボンブラ ッ ク : N2 S A (m 2 / g ) 力く 1 1 2, D B P吸油 量 (mlZ 1 0 0 g ) 力く 1 1 2の I S A F級カーボンブラ ッ ク
軟化剤 : 芳香族プロセスオイル 原料ゴム カーボン 軟化剤 フ ァ ッ ク ス ブラ ッ ク
(重量部) (重量部) (重量部) マスタ一 ツ チ I 一 9 1 0 0 6 0 3 4
(注 : 原料ゴムラテッ ク ス量は固形分換算での量である)
その他の配合成分
S B R I - 1 : スチ レ ン含有量 3 6 %、 ビニル含有量 1 6 %、 ガ ラ ス転移温度— 3 6 °Cs 重量平均分子量 7 2万の 5 0 . 0 phr 油展 乳化重合スチ レ ンブタ ジェン共重合ゴム
S B R I — 2 : スチ レ ン含有量 2 5 %、 ビニル含有量 1 6 %、 ガ ラス転移温度— 5 1 °C、 重量平均分子量 6 2万の 3 7. 5 phr 油展 乳化重合スチレンブタ ジェン共重合ゴム
S B R I — 3 : スチ レ ン含有量 3 5 %、 ビニル含有量 1 4 %、 ガ
ラ ス転移温度一 3 6 °C、 重量平均分子量 8 2万の 5 0. 0 phr 油展 乳化重合スチ レンブタ ジエン共重合ゴム
S B R I — 4 : スチ レ ン含有量 4 8 %、 ビニル含有量 1 3 %、 ガ ラ ス転移温度一 2 1 °C、 重量平均分子量 1 2 8万の 2 0. 0 phr 油 展乳化重合スチ レ ンブタ ジエン共重合ゴム
I R I - 1 : ガラ ス転移温度一 6 3 °C、 重量平均分子量 8 7万の イ ソプレ ン共重合ゴム
c i s - B R I - 1 : ガラ ス転移温度一 1 0 6 °C、 重量平均分子 量 6 5万の c i s型ブタ ジエン共重合ゴム
カーボンブラ ッ ク 1 — 1 : N2 S A (m2 / g ) 力く 1 1 2 , D Β Ρ吸油量 (mlノ 1 0 0 g ) 力く 1 1 2の I S A F級カーボンブラ ッ ク カーボンブラ ッ ク 1 — 2 : N 2 S A (m 2 / g ) が 9 2, D B P 吸油量 (mlZ 1 0 0 g) 力く 1 1 7の H A F級カーボンブラ ッ ク 力一ボンブラ ッ ク 1 — 3 : N2 S A (m 2 / g ) が 8 4 , D B P 吸油量 (mlZ 1 0 0 g ) 力く 1 3 0の H A F級カーボンブラ ッ ク カーボンブラ ッ ク 1 — 4 : N 2 S A (m 2 / g ) 力く 1 5 3 , D B P吸油量 (mlノ 1 0 0 g ) 力く 1 2 7の S A F級力一ボンブラ ッ ク 酸化亜鉛 : 亜鉛華 3号
ステア リ ン酸 : 工業用ステア リ ン酸
老化防止剤 6 C : N—フ エニル _ N ' ― ( 1 , 3 — ジメ チルブチ ル) 一 p—フ エ二 レ ン ジァ ミ ン
软化剤 : 芳香族プロセスオイル
ワ ッ ク ス : 工業用パラ フ ィ ンワ ッ ク ス
粉末硫黄 : 5 %油処理の粉末硫黄
加硫促進剤 N S : N— t e r t —ブチルー 2 —べンゾチアゾ リ ル スルフ ェ ンア ミ ド
加硫促進剤 C Z : N— シク ロへキシルー 2 —ベンゾチア ジルスル
フ ェ ンア ミ ド
加硫促進剤 D P G : ジフ ヱ二ルグァ二ジ ン
サンプルの調製
第 1 工程と して、 表 I 一 1 に示す各成分を 1 . 8 リ ッ トルの密閉 型ミ キサーで 3〜 5分間混練し、 1 6 5 ± 5 °Cに達した時に放出し た。 次に最終工程と して加硫促進剤と硫黄を 8 イ ンチのオープン口 ール混練し、 ゴム組成物を得た。 比較例と しての 2 ステップ混合の 場合、 第 1工程は 1 . 8 リ ッ トルの密閉型ミキサーで 3〜 4分間混 練し、 1 5 0 ± 5 °Cに達した時に放出し、 次に第 2工程で残りの成 分と共に 1 . 8 リ ッ トルの密閉型ミキサーで 3 〜 5分間混練し、 1 6 5 ± 5 °Cに達した時に放出し、 次に最終工程と して、 加硫促進剤 と硫黄を 8 イ ンチのオープンロール混練し、 ゴム組成物を得た。 1 ステツプ混合の場合には、 加硫促進剤と硫黄を除く成分を 1 . 8 リ ッ トルの密閉型ミキサーで 3 〜 4分間混練し、 1 6 5 ± 5 °Cに達し た時に放出し、 これに加硫促進剤と硫黄を 8 イ ンチのオープンロー ル混練し、 ゴム組成物を得た。
サンプル組成物を 1 5 X 1 5 X 0 . 2 cmの金型中で 1 6 0 °Cで 2 0分プレス加硫して目的とする試験片を調整し、 加硫物性を評価し た。
各例において得られた組成物の加硫物性の試験方法は以下のとお りである。
1 ) 3 0 0 %変形応力、 破断強度 : J I S K 6 2 5 1 (ダンべ ル状 3号形) に準拠して測定
2 ) t a n 5 : 東洋精機製作所製粘弾性装置レオ口グラ フ ソ リ ッ ド にて 2 0 Hz, 初期伸長 1 0 %動歪み 2 %で測定 (試料幅 5 I, 温度 0 °C及び 6 0てで測定)
3 ) 耐摩耗性 : ラ ンボー ン型摩耗試験機で測定し、 摩耗減量を以下
の方法で指数表示
耐摩耗性 (指数) = 〔 (参照試験片での減量) / (各試験片での 減量) 〕 X 1 0 0
但し、 参照試験片は表 I — 1 〜表 I — 2 において、 それぞれ、 標 準例 I 一 1 、 表 I — 3 においては標準例 I — 6、 そして表 I 一 4で は標準例 I 一 8 と して算出した。
表 I 一 1
* 1 : ゴムポリマーを第 2工程で配合する it!交例における FMASの値は
第 1工程で配合したゴムポリマ一に対するカーボンブラックの比を示す。
表 I一 2
* 1 : ゴムポリマ一を第 2工程で配合する J±U例における FMASの値は第 1工程で配合した ゴムポリマ一に対するカーボンブラックの比を示す。
表 I 一 3
* 1 : ゴムポリマーを第 2工程で配合する比較例における FMA S の値 は第 1工程で配合したゴムポリマーに対するカーボンブラック の比を示す。
表 I 一 4
* 1 : ゴムポリマーを第 2工程で配合する比較例 における FMA S の値は第 1工程で配合した ゴムポリマ一に対するカーボンブラ ッ クの 比を示す。
〔マスタ一バッチ製造方法〕
実施例 Π - 1
原料ゴム A ' の製造方法
内容積 3 リ ッ トルのステ ン レス製重合反応器を洗浄、 乾燥し、 乾 燥窒素で置換した。 これに、 トルエン 8 0 0 g, テ ト ラ メ チルェチ レ ン ジア ミ ン 1 ミ リ モル及び n —ブチル リ チウム 1 2 5 ミ リ モル ( n—へキサ ン溶液) を添加し 7 0 °Cで攪拌した。 系内を 7 0 °Cに保 ちながら、 1 , 3 —ブタ ジエン 1 5 0 gを 4時間かけて系内に攪拌 下連続的に添加した。 実質上ブタ ジエンの重合が終了 したこ とを確 認したあと、 反応系内にスチ レ ン 2 7 gを 3 0分かけて連続的に攪 拌下に添加した。 実質上スチレ ンの重合が完了したこ とを確認し、 直ちに N— メチルー 2 — ピロ リ ドン 1 5 0 ミ リ モルを添加し、 4 5 分間攪拌下反応させた。 次いで、 イ ソプロ ピルアルコール 1 2 5 ミ リ モルを添加し、 反応を停止させた。 得られた重合反応物を窒素雰 囲気下で容器に取り出す。
上記重合体を 2 , 6 — ジ— t —ブチル— ρ— ク レーゾール 2. 0 重量%メ タノ ール溶液中に移し凝固せしめた後、 6 0 °Cで 2 4時間 減圧下にて乾燥した。 ガラス転移点温度を、 示差走査熱量計 ( D S C ) を用いて測定した。 結合スチ レ ン量及びビニル結合量は赤外分 光光度計 (H a m p t o n , A n a l . C h e m . , 2 1 , 9 2 3 ( 1 9 4 9 ) ) を用いて求めた。 ガラス転移点温度は _ 3 0で、 結 合スチ レ ン量は 2 0 %、 ビニル結合量は 6 5 %であり、 G P Cで測 定した標準ポリ スチレ ン換算の重量平均分子量は 3 1 0. 0 0 0で あった。 また、 式 ( I ) の官能基の存在は 2 9 O n mの紫外線吸収 スぺク トルにて確認した。
原料ゴム B ' の製造方法
1 , 3 —ブタジエン単量体とスチ レ ン単量体を脂肪酸石鹼とロ ジ
ン酸石鹼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 始剤パラ メ タ ンハイ ドロパーォキシサイ ドと硝酸銀一鉄の組合わせ と し、 還元剤と してソ ジゥ厶ホルムアルデヒ ドスルホキシレー トを 用い、 1 0 °C以下で重合を行い、 ガラス転移点温度一 2 1 °C, 結合 スチ レ ン量 4 5 %の乳化重合スチ レ ン —ブタ ジエン重仓体を得た。
混合方法
1 0 0 0 c c ビーカへカーボンブラ ッ ク (窒素吸着比表面積 1 5 0 m 2 / g、 D B P吸油量 1 2 7 ml/100g) 1 5 gを入れ、 ト ルェ ン等の溶剤を 3 0 O ml配合した。 超音波洗浄器等を用いて溶剤中の カーボンブラ ッ クを均一な状態にしておく 。 得られた重合体を 1 0 g予め溶剤 3 0 O ml中に溶かしておいて、 カーボンブラ ッ クを分散 させておいたものとを室温、 窒素雰囲気下で攪拌装置等を用いて約 2 0分間混合攪拌する。 その後、 B群原料ゴムと して乳化重合スチ レ ン—ブタ ジエン重合体 5 gを溶剤 3 0 0 ml中に溶かし、 それを室 温、 窒素雰囲気下で先程混合攪拌したカーボンブラ ッ ク 重合体混 合物に加えて、 約 5分間混合攪拌した後、 2, 6 — ジ— t —ブチル 一 p — ク レーゾ一ル 2. 0 %メ タ ノ ール溶液中に移し凝固せしめた 後、 6 0 °C, 2 4時間減圧下にて乾燥した (これをマスターバッ チ II- 1 とする) 。
実施例【1— 2
原料ゴム A '
ト ルエン中に、 テ ト ラ メ チルエチ レ ン ジァ ミ ン及び, n —ブチル リ チウム ( n -へキサ ン溶液) を添加し 7 0 °Cで攪拌した系内を 7 0 °Cに保ちながら、 1 , 3 —ブタ ジエン 1 0 0 gを系内に攪拌下連 続的に添加した。 実質上ブタジエンの重合が終了 したこ とを確認し たあと、 反応系にスチ レ ン 1 8 gを 3 0分かけ連続的に系内に攪拌 下添加し、 実質上スチ レ ンの重合が完了 したこ とを確認し、 直ちに
四塩化スズ、 続いて N— メ チル— 2 — ピロ リ ドンを添加し、 攪拌下 反応させた。 次いで、 イ ソプロ ピルアルコールを添加し、 反応を停 止させて、 2 , 6 — ジー t 一ブチル— p — ク レーゾール 2. 0 % 夕 ノ ール溶液中に移し凝固せしめた後、 6 0 °C, 2 4時間減 E下に て乾燥して、 ガラ ス転移点温度 - 3 0 °C , 結合スチ レ ン量 2 0 %, ビニル結合量 6 5 % , の末端変性/カ ツ プ リ ン グ処理溶液重合スチ レ ン—ブタ ジエン共重合体を得た。
原料ゴム B ' の製造方法
1 , 3 —ブタ ジエン単量体とスチ レ ン単量体を脂肪酸石鹼とロジ ン酸石鹼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 始剤パラ メ タ ンハイ ドロパーォキシサイ ドと硝酸銀一鉄の組合わせ と し、 還元剤と してソ ジゥムホルムアルデヒ ドスルホキンレー トを 用い、 1 0 °C以下で重合を行い、 ガラス転移点温度— 3 6 °C, 結合 スチレ ン量 3 5 %の乳化重合スチレ ン一ブタジエン重合体を得た。
混合方法
1 0 0 0 c c ビーカへ力一ボンブラ ッ ク (窒素吸着比表面積 1 5 0 m 2 / g , D B P吸油量 1 2 7 ml/lOOg) 1 5 gを入れ、 トルェ ン等の溶剤を 3 0 O ml配合した。 超音波洗浄器等を用いて溶剤中の カーボンブラ ッ クを均一な状態にしてお く。 得られた原料ゴム A ' を 1 0 g予め溶剤 3 0 O ml中に溶かしておいて、 カーボンブラ ッ ク を分散させておいたものとを室温、 窒素雰囲気下で攪拌装置等を用 いて約 2 0分間混合攪拌する。 その後、 原料ゴム B ' と して乳化重 合スチレ ン—ブタ ジエン重合体 5 gを溶剤 3 0 0 ml中に溶かし、 そ れを室温、 窒素雰囲気下で先程混合攪拌した力一ボンブラ ッ ク /重 合体混合物に加えて、 約 5分間混合攪拌した後、 2 , 6 - ジ— t 一 ブチルー p — ク レ一ゾール 2. 0 % メ タ ノ ール溶液中に移し凝固せ しめた後、 6 0 °C, 2 4時間減圧下にて乾燥した (これをマスター
バッ チ Π— 2 とする) 。
実施例 II一 3
原料ゴ厶 A '
1 , 3 - ブタ ジエ ン単量体を脂肪酸石鹼と ロ ジ ン酸石鹼の混合乳 化剤を用いて水性媒体中に乳化分散させ、 重合開始剤パラ メ タ ンハ イ ド口パーォキシサイ ドと硝酸銀—鉄の組合わせと し、 還元剤と し て フ ジゥムホル厶アルデ ヒ ドスルホキシ レ ー ト を用い、 1 0 °c以下 で重合を行い、 ガラ ス転移点温度— 1 0 2 °Cの c i s型ブタ ジエ ン 重合体を得た。
原料ゴム B ' の製造方法
ト ルエン中に、 天然ラ メ チルエチ レ ン ジァ ミ ン及び, n —ブチ儿 リ チウム ( n —へキサン溶液) を添加し 7 0 °Cで攪拌した系内を 7 0 °Cに保ちながら、 1 , 3 —ブタ ジエン 1 0 0 g連続的に系内に攪 拌下添加し、 実質上ブタ ジエンの重合が終了 したこ とを確認したあ と、 反応系にスチ レ ン 1 8 gを 3 0分かけ連続的に系内に攪拌下添 加し、 実質上スチ レ ンの重合が完了 したこ とを確認し、 直ちに N— メ チル— 2 — ピロ リ ドンを添加し、 攪拌下反応させた後、 イ ソプロ ピルアルコールを添加し、 反応を停止させて、 2, 6 — ジー t — ブ チルー p — ク レ ー ゾ一ル 2. 0 % メ タ ノ ール溶液中に移 し凝固せ し めた後、 6 0 °C, 2 4 時間減圧下にて乾燥して、 ガラ ス転移点温度 一 3 0 °C, 結合スチ レ ン量 2 0 %, ビニル結合量 6 5 %, の末端変 性/力 ップ リ ング処理溶液重合スチ レ ン ー ブ夕 ジェン共重合体が得 られた。
混合方法
1 O O O c c ビーカへカーボンブラ ッ ク (窒素吸着比表面積 9 2 m 2 Z g、 D B P吸油量 1 1 Ί ml/100g) 8 gを入れ、 ト ルエン等 の溶剤を 1 0 0 ml配合した。 超音波洗浄器等を用いて溶剤中のカー
ボンブラ ッ クを均一な状態に してお く 。 得られた原料ゴム A ' 6 g を予め溶剤 2 0 0 ml中に溶かしておいて、 カーボンブラ ッ クを分散 させておいたものとを室温、 窒素雰囲気下で攪拌装置等を用いて約 2 0分間混合攪拌する。 その後、 原料ゴム B ' と して乳化重合スチ レ ン 一ブタ ジエン重合体 1 0 gを溶剤 3 0 0 ml中に溶かし、 それを 室温、 窒素雰囲気下で先程混合攪拌したカーボンブラ ッ ク /重合体 混合物に加えて、 約 5分間混合攪拌した後、 2, 6 - ジ ー t 一 プチ ルー ρ — ク レーゾ一ル 2. 0 % メ タ ノ ール溶液中に移し凝固せしめ た後、 6 0 °C, 2 4時間減圧下にて乾燥した (これをマスタ一バッ チ H— 3 とする) 。
実施例 II一 4
原料ゴム A '
原料ゴム A ' と してガラス転移点温度一 5 1 °C、 結合スチ レ ン量
2 5 %、 ビニル結合量 1 5 %の乳化重合スチ レ ンブタ ジエン共重合 体ラテツ クスを使用。
原料ゴム B '
原料ゴム B ' と してガラス転移点温度— 3 6で、 結合スチ レ ン量
3 8 %、 ビニル結合量 1 5 %、 の乳化重合スチ レ ンブタ ジエ ン共重 合体ラテ ツ ク スを使用。
混合方法
1 0 0 0 ccビーカへ水 1 0 0 ml中カーボンブラ ッ ク (窒素吸着比 表面積 1 1 7 m2 / g、 D B P吸油量 1 1 2 ml/ l 0 0 g ) 9 gを 入れ、 水性分散液 (スラ リ ー) 作製した。 得られた原料ゴ厶 A ' で あるラテッ クス 5 g と水性分散液 (スラ リ ー) を室温、 窒素雰囲気 下で攪拌装置等を用いて約 2 0分間混合攪拌し、 そのなかに酸を加 えて一端凝固させる。 その後、 原料ゴム B ' であるラテッ クス 5 g を室温、 窒素雰囲気下で先程混合攪拌した混合物に加えて、 約 5分
間混合攪拌した後、 酸を加えて凝固させる。 凝固せしめた後、 8 0 て、 2 4 時間減圧下にて乾燥して所望のマスタ一バッチを得る。 凝 固剤と して用いる酸は硫酸であり、 混合溶液の P Hを 1 0から 3〜 4 に調整できる濃度のものを使用する。 (これをマスターバッチ Π 一 4 とする)
実施例 11一 5
原料ゴム A '
原料ゴム A ' と してガラス転移点温度一 7 0 °Cの天然ゴ厶ラテツ クスを使用。
原料ゴム B '
原料ゴム B ' と してガラス転移点温度一 3 1 て、 結合スチ レ ン量 3 8 %, ビニル結合量 1 5 %、 の乳化重合スチ レ ンブタ ジエン共重 合体ラテ ツ タ スを使用。
混合方法
1 0 0 O ccビーカへ水 1 0 O ml中カーボンブラ ッ ク (窒素吸着比 表面積 9 2 m 2 Z g、 D B P吸油量 1 1 7 mlZ l 0 0 g ) 5 gを入 れ、 水性分散液 (スラ リ ー) 作製した。 得られた原料ゴ厶 A ' であ るラテ ッ ク ス 6 g と水性分散液 (スラ リ ー) を室温、 窒素雰囲気下 で攪拌装置等を用いて約 2 0分間混合攪拌し、 そのなかに酸を加え て一端凝固させる。 その後、 原料ゴム B ' であるラテッ クス 4 gを 室温、 窒素雰囲気下で先程混合攪拌した混合物に加えて、 約 5分間 混合攪拌した後、 酸を加えて凝固させる。 凝固せしめた後、 8 0 °C 、 2 4時間減圧下にて乾燥して所望のマスターバッチを得る。 凝固 剤と して用いる酸は硫酸であり、 混合溶液の p Hを 1 0 から 3〜 4 に調整できる濃度のものを使用する。 (これをマスターバッチ Π— 5 とする)
ガラス転移点温度, ポリ マー ミ クロ構造, 分子量及び式 ( I ) の
官能基の存在の検出に用いた装置。
D S C : デュ ポン製 1 0 9 0 B サーマルアナラ イザ一
I R : パーキ ンエルマ一製 9 8 3 G 赤外分光分析計
H L C : 東ソ製 「 H L C — 8 0 2 0 」
カ ラ ム : 東ソ製 「 G— 6 0 0 0 H X L ] 「 G - 5 0 0 0 H X L J 「 G - 4 0 0 0 H X L」 「 G - 3 0 0 0 H X L J 「 G - 2 0 0 0 H X L」 (溶媒 : T H F使用) U V : 日立製作所製 U - 3 3 0 0 スぺク ト ロ フ ォ ト メ 一 夕 実施例 I【一 6
原料ゴム A '
原料ゴム A ' と して、 ガラス転移点温度— 5 1 °C, 結合スチ レ ン 量 2 5 %、 ビニル結合量 1 5 %の乳化重合スチ レ ンブタ ジエン共重 合体ラテ ツ クスを使用。
原料ゴム B '
原料ゴム B ' と して、 ガラ ス転移点温度— 3 1 °C、 結合スチ レ ン 量 3 8 %、 ビュル結合量 1 5 %の 3 3 . 3 %油展乳化重合スチ レ ン ブタ ジエ ン共重合体ゴムを使用。
混合方法
1 0 0 0 ccビーカへ水 〗 0 0 mi中カーボンブラ ッ ク (窒素吸着比 表面積 9 2 m 2 Z g、 D B P吸油量 1 1 7 ml/ l 0 0 g ) 7 gを入 れ、 水性分散液 (スラ リ 一) を作製した。 得られたポリ マ一 A ' 7 gを室温、 窒素雰囲気下で攪拌装置等を用いて約 2 0分間混合攪拌 した後、 酸を加えて凝固せしめた後、 8 0て、 2 4時間減圧下にて 乾燥した。 凝固剤と して用いる酸は硫酸であり、 混合溶液の pHを 1 0力、ら 3〜 4 に調整できる ものを使用する。 このとき得られた力一 ボンブラ ッ ク含有ゴム組成物をマスターバッチ ί ί— 6 とする。 上記 方法を 6 0回程繰り返して得られたカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成
物 8 4 0 g と B群原料ゴム 2 7 0 gを 1 . 8 1 の密閉型 ミ キサーで 3 〜 5分間混練し、 1 5 0 ± 5てに達した時に放出 した。 このとき 得られたカーボンブラ ッ ク含有ゴム組成物をマス夕一バッ チ Π— 7 と o。
配合評価例
標準例及び実施例の各例の配合に用いた他の配合成分は以下の通 りである。
天然ゴム Π— 1 : R S S # 1
S B R II - 1 : ガラ ス転移点温度— 3 0 、 分子量 3 6万、 結合ス チ レ ン量 2 0 %、 ビニル結合量 6 5 %の末端変性 カ ッ プ リ ング処 理溶液重合スチ レ ン ーブタ ジエン共重合体
S B R 11 - 2 : ガラ ス転移点温度一 2 C、 分子量 1 3 0万、 結合 スチ レ ン量 4 5 %の 3 3. 3 %油展乳化重合スチ レ ン 一 ブタ ジエ ン 重合体
S B R 11 - 3 : ガラ ス転移点温度一 3 6 で、 分子量 8 2万、 結合ス チ レ ン量 3 5 %の 3 3. 3 %油展乳化重合スチ レ ン — ブタ ジエン重 合体
S B R II - 4 : ガラス転移点温度一 3 6て、 分子量 7 2万、 結合ス チ レ ン量 3 8 %、 ビニル結合量 1 5 %、 の 3 3. 3 %油展乳化重合 スチ レ ンブ夕 ジェン共重合体
S B R II - 5 : ガラス転移点温度一 5 C、 分子量 6 2万、 結合ス チ レ ン量 2 5 %、 ビニル結合量 1 5 %の 1 6 . 6 %油展乳化重合ス チ レ ンブタ ジエ ン共重合体
B R II- 1 : ガラス転移点温度一 1 0 2で、 分子量 6 2万の c i s 型ブタ ジエ ン重合体
力一ボンブラ ッ ク Π— 1 : 窒素吸着比表面積 1 5 0 m 2 / g、 D B P吸油量 1 2 7 ml/ 1 0 0 g
力一ボンブラ ッ ク I I— 2 : 窒素吸着比表面積 9 2 m 2 Z g、 D B P 吸油量 1 1 7 m l X 1 0 0 g
力一ボンブラ ッ ク Π— 3 : 窒素吸着比表面積 1 1 7 m 2 Z g、 D B P吸油量 1 1 2 m l / 1 0 0 g
粉末硫黄 : 5 %油処理の粉末硫黄
老化防止剂 6 C : N — フ エ二ルー N ' — ( 1 , 3 — ジ メ チ儿ブチル
) 一 p — フ エ二 レ ン ジァ ミ ン
ァ ロマオイ ル : 芳香族プロセスオイ ル
加硫促進剤 C Z : N — シク ロへキシルー 2 —ベン ゾチア ジルスフ エ ン了 ミ ド
酸化亜鉛 : 亜鉛華 3号
ステア リ ン酸 : 工業用ステア リ ン酸
サ ンプルの調製
マスタ一バッチに関しては原料ゴ厶、 力一ボン、 加硫促進剤と硫 黄を除く 成分を 1 . 8 リ ッ ト ルの密閉型ミ キサーで 3〜 5分間混練 し、 1 6 5 ± 5でに達した時に放出 したマス夕一バッチに加硫促進 剤と硫黄を 8 ィ ンチのオープンロール混練し、 ゴム組成物を得た。 比較例と しての 2 ステップ混合の場合、 1 ステップ目は 1 . 8 リ ツ トルの密閉型ミ キサーで 3〜 4分間混練し、 1 5 0 ± 5てに達した 時に放出したマスターバッ チを 2 ステップ目に残りの成分と共に 1 . 8 リ ッ ト ルの密閉型 ミ キサーで 3 〜 5分間混練し、 1 6 5 ± 5 °C に達した時に放出した 2 ステップ目のマスターバッチに加硫促進剤 と硫黄を 8 イ ンチのオープン ロ ール混練し、 ゴ厶組成物を得た。 1 ステッ プ混合の場合、 加硫促進剤と硫黄を除く 成分を 1 . 8 リ ッ ト ルの密閉型 ミ キサーで 3〜 4 分間混練し、 1 6 5 ± 5 °Cに達した時 に放出したマス夕一バッチをに加硫促進剤と硫黄を 8 ィ ンチのォー プンロール混練し、 ゴム組成物を得た。 得られたゴム組成物の未加
硫物性を測定した。
次に、 この組成物を 1 5 x 1 5 x 0. 2 cmの金型中で 1 6 0 ° Cで
2 0分プレス加硫して目的とする試験片を調整し、 加硫物性を評価 した。
各例において得られた組成物の未加硫物性及び加硫物性の試験方 法は以下のとおりである。
未加硫物性
1 ) 1 ステップ目混合時の混合やけ時間 : ミ キサー混合時のやけ時 間をミ キサー内温度 6 0 °C, 混合回転数 8 0 r p mで行った。 測定 は混合 トルクがカーボン等が取り込まれる際に トルクが一端上昇し 、 その後低下してから再度上昇する時間をス ト ップゥ ォ ツチで確認 した。 但し、 1 0 分で立ち上がらない場合は 「焼けナシ」 と した。
加硫物性
1 ) 3 0 0 %変形応力、 破断強度 : J I S K 6 2 5 1 (ダンべ ル状 3号形) に準拠して測定
2 ) t a n (5 : 東洋精機製作所製粘弾性装置レオ口グラ フ ソ リ ッ ド にて 2 0 Hz, 初期伸長 1 0 %動歪み 2 %で測定 (試料幅 5 mm, 温度 0 °C及び 6 0 °Cで測定)
3 ) 耐摩耗性 : ラ ンボー ン型摩耗試験機で測定し、 摩耗減量を指数 表示
耐摩耗性 (指数) 二 〔 (参照試験片での減量) / (各試験片での 減量) 〕 X 1 0 0
但し、 参照試験片は表 I I一 1 〜 Π - 3 において、 それぞれ、 標準 例 1 , 5, 7, 1 1 , 1 4 , 1 8, 2 2及び 2 6 と して算出した。 例 11— 】 〜 Π - 6
マスターバッチ Π— 1 における実施例 (例 Π— 3 , [ I - 4 , I I -
6 ) 及びマスターバッチ II一 1 に近い配合系での標準例 (例 11一 1
一 2 , 一 5 )
マスタ一ノくツチ 1 の使用例について示す。 但し、 標準例に用 いたポリ マーはマス夕一バッチ 11一 1 に含まれているポリ マーの内 容に近いも ので対応した。 結果を表 I【 - I に示す。
表 Π— 1 例 11一 例 Π— 例 π— 例 11一 例 11一 例 Π—
1 *' 2 *' 4 " 5 *'
( 1ステップ)
S B R 11-1 40.0 40.0 40.0 40.0
S BR 11-2 90.0 30.0 60.0 30.0 30.0
S BR !1-3 60.0 60.0 マスタ-バッチ 11-1 120.0 ― 120.0
、,ィ二
力—ホノ 7フ */ク 11一 1 60.0 60.0 60.0 60.0
酸化 Φ ό.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 二 ,
ス丁ァリノ ^ ί.0 ん 0 2.0 2.0 2.0
ル し女 「 「
5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
) uマ才ィノレ 30, 0 30.0 40.0 30.0 30.0 40.0 粉末硫黄 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 加硫促進剤 c z 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
(2ステップ)
S BR 11-2 60.0
S BR II-3 60.0
-未加硫物性 - 混合やけ時間 (min) 焼けナシ 7.0 焼けナジ 焼けナン 7.5 焼けナジ
-加硫物性 -
300¾変形応力 (MPa) 7.1 7.3 7.0 7.2 8.2 10.5 破断強度 (MPa) 16.7 16.9 16.5 16.9 18.1 17.9 tan δ ( O V) 1.041 1.102 1.161 0.9 1 1.162 1.018 tan δ (6 0°C) 0.353 0.318 0.306 0.332 0.310 0.301 tan c5勾配 2.95 3.47 3.79 2.83 3.75 3.38
( 0°C/60 °C)
耐摩耗性指数 100 106 103 100 102 103
は標準例、 は実施例を示す)
例 一 1 3
マスターバッチ II一 1 及び II一 2 における実施例 (例 11一 9 , 一 1 0 - 1 2 , 1 3 ) 及びマスターノくツ チ Π— 1 及び H—
2に近い配合系での標準例 (例 H - 7 , 8 , II一 1 1 )
マスターバッチ Π— 1 及び II— 2の使用例について示す。 但し、 標準例に用いたポリ マ 一はマス夕一バッチ Π— 1 に含まれているポ リマーの内容に近いもので対応した。 結果を表 H - 2に示す。
表 1ト 2
(*' は標準例、 " は実施例を示す)
例 Π— 1 4 I- 1 7
マスターバッチ 3 における実施例 (例 1 7 ) 及びマス夕 一バッチ Π - 3 に近い配合系での標準例 (例 1 1 6 ) マス夕 - ヽッナ 3 の使用例について示す。 但し、 標準例に用 マーはマスターノくツチ π - - 1 に含まれているポリ 7—の内 ので対応した。 結果を表 Π - W示す
表 π一 3 例
( 1ステツプ)
S BR 11-1 0 . 32.5
BR 11-1 37.5 37.5 37.5
マス夕-バ'ノチ 11-3 ― ― 一 150.0 力-ボンブラック II -2 ϋυ. U DU. U 50.0
酸化亜鉛 0
0. U ϋ. U 3.0 3.0
ス亍アリン酸 0 U 0 L 0 υ 2.0 2.0
¾化防止剤 6 C . U D. U 5.0 5.0 才ィノレ U. U u. u 10.0 10.0
粉末硫黄 9 L π U u 2.0 2.0 加硫促進剤 C Z 2.0 2.0 2.0 2.0
( 2ステップ)
S B R (I - 1 62.5 30.0
-未加硫物性 - 混合やけ時間 (mi n) 焼けナシ 4.0 焼けナシ 焼けナジ
-加硫物性 -
300%変形応力(MPa) 11.9 不可 11.1 10.8 破断強度 (MPa) 15.1 不可 15.2 15.8 tan δ (0°C) 0.284 不可 0.298 0.310 tan δ (60°C) 0.126 不可 0. Ill 0.101 tan 5勾配 2.25 不可 2.68 3.07
( 0°C/60 C)
耐摩耗性指数 100 不可 102 101」
(*■ は標準例、 は実施例を示す)
一 4 例 Π - 例 11一 例 1! - '
18*' 19* 1 20* 1
( 1ステツプ)
SBR 11-4 75.0 ― 30.0
S BR 11-5 60.0 60.0 60.0 一
マス夕一バッチ Π-4 一 ― ― 190.0 力-ボンブラック II-2 90.0 90.0 90.0
酸化亜鉛 3.0 3.0 3.0 3.0 ステアリン酸 2.0 2.0 2.0 2.0 老化防止剤 6 C 3.0 3.0 3.0 3.0 ァ π UJフ■ ォJ イ 1 it; π 丄 tj, u JVJ. U
末硫 2.0 2.0 2.0 2.0 加硫促進剤 CZ 2.0 2.0 2.0 2.0
("? ステップ)
SBR (Π - 4) 75.0 45.0 ―
-未加硫物性 - 混合やけ時間 (mi n) 焼け' 4.3 焼けナシ 焼けナシ
—加硫物性一
300%変形応力 (MPa) 11.1 不可 12.9 12.5 破断強度 (MPa) 19.6 不可 20.1 20.4 tan δ (0°C) 0.687 不可 0.681 0.721 tan o (60°C) 0.421 不可 0.373 0.365 tan <5勾配 1.63 不可 1.83 1.98
( 0°C/60 °C)
耐摩耗性指数 I 100 不可 111 115
' は標準例、 は実施例を示す)
マスタ一バッチ 11一 4における実施例 (例 Π— 21)及びマスタ一バッチ 11-4に近い配合系での標準例 (例 11 _ 18 Π— 20 )
マスタ一バッチ II一 3の使用例について示す。 但し、 標準例に用いたポリ マ一はマスタ一バッチ II一 1に含まれているポリマーの内容に近いもので対 応した。
例 1 例 11― 例 11 - 例! 1―
22* 1 23*' 25* 2
( Iスアップ)
NR I I-l 60.0 60.0 60.0
S BR II-4 60.0 30.0
「 マスタ一Mフ千 U— 5 i50.0 力-ボンブラ'ノク 11-3 50.0 50.0 50.0
酸化亜鉛 3.0 3.0 3.0 3.0 ステアリン 酸 2.0 2.0 2.0 2.0
¾化防止^ 6 C 3.0 3.0 3.0 3.0 ァロマオイル 5.0 5.0 5.0 25.0 粉末硫黄 2.0 2.0 2.0 2.0 加硫促進剤 C Z 2.0 2.0 2.0 2.0
( 2ステップ)
S BR Π-4 ― 60.0 30.0 一
-未加硫物性一
混合やけ時間 (min) 焼けナシ 3.5 焼けナシ 焼けナジ 一加硫物性一
300!¾変形応力 (MPa) 12.1 不可 12.9 12.8 破断強度 (MPa) 23.7 不可 22.9 23.5 tan 6 (0°C) 0.523 不可 0.533 0.541 tan ό (6 0°C) 0.191 不可 0.183 0.178 tan δ勾配 2.74 不可 2.91 3.04
( 0°C/60 °C)
耐摩耗性指数 100 不可 109 111
(*' は標準例、 は実施例を示す)
マス夕一バッチ 11— 5における実施例 (例 11一 2 5) 及びマスターバッチ 11一 5に近い配合系での標準例 (例 Π - 2 2〜11一 2 4)
マスターバッチ 11一 5の使用例について示す。 但し、 標準例に用いたポリ マーはマスタ' -バッチ に含まれているポリマ一の内容に近いもので対 応した。
標準例 (例 I I一 2 6, II- 2 7, 11- 2 8 ) 及び実施例 (例 II一 2 9, 11- 3 0 )
表 Ιί— 6 は S B R I1— 4 (ガラ ス転移点温度一 3 6 °C、 結合スチ レ ン量 3 8 %、 ビニル結合量 1 5 %、 重量平均分子量 7 2万の乳化 重合スチ レ ンブタ ジエン共重合体) 及び S B R 5 (ガラ ス転移点温 度一 5 1 °C、 結合スチ レ ン量 2 5 %、 ビニル結合量 1 5 %、 重量平 均分子量 6 2万の乳化重合スチ レ ンブタ ジエン共重合体) での例で ある。 結果を表 II一 6 に示す。
表 Π— 6
(·' は標準例、 は実施例を示す)