JPH0632943A - Rubber composition - Google Patents

Rubber composition

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JPH0632943A
JPH0632943A JP4191935A JP19193592A JPH0632943A JP H0632943 A JPH0632943 A JP H0632943A JP 4191935 A JP4191935 A JP 4191935A JP 19193592 A JP19193592 A JP 19193592A JP H0632943 A JPH0632943 A JP H0632943A
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JP
Japan
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styrene
rubber
weight
butadiene copolymer
parts
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JP4191935A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinsuke Nakane
慎介 中根
Takatsugu Hashimoto
隆次 橋本
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Abstract

PURPOSE:To impart mechanical strengths to a rubber article. CONSTITUTION:This rubber composition comprises 100 pts.wt. rubber component comprising a natural rubber, a synthetic rubber or a mixture thereof, 30-100 pts.wt. carbon black and a masterbatch styrene/butadiene copolymer prepared by mixing a specified styrene/butadiene copolymer with carbon black.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ゴム組成物に関し、特
に、耐破壊性等の諸々の性能を損うことなく、高弾性化
を達成できるゴム組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition, and more particularly to a rubber composition capable of achieving high elasticity without impairing various properties such as fracture resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】タイヤ等のゴム製品は、熱、酸素及び光
等による環境劣化の他に、動的使用による機械的劣化を
生じ、最終的には破壊に至る。また、悪路にて使用され
るオフロードタイヤ等は、岩石等によってカットを受け
易く、比較的寿命が短い場合もある。これらのうち、機
械的劣化あるいはカットによる破壊を抑止するために
は、外力に対してゴム製品の変形量を小さくすること、
即ち、ゴム製品をなすゴム組成物を高弾性化することが
考えられる。そこで、ゴム組成物を高弾性化するため
に、従来より、カーボンブラックを増量したり、硫黄等
の加硫剤あるいは加硫促進剤を増量して網目構造の密度
を高くしたりしている。
2. Description of the Related Art Rubber products such as tires are not only environmentally deteriorated by heat, oxygen and light, but also mechanically deteriorated by dynamic use, which eventually leads to destruction. Further, off-road tires and the like used on bad roads are likely to be cut by rocks and the like, and may have a relatively short life. Of these, in order to prevent mechanical deterioration or breakage due to cutting, reduce the amount of deformation of the rubber product against external force,
That is, it is considered that the rubber composition forming the rubber product has high elasticity. Therefore, in order to make the rubber composition highly elastic, conventionally, the amount of carbon black has been increased, or a vulcanizing agent such as sulfur or a vulcanization accelerator has been increased to increase the density of the network structure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法では、高弾性化を図ることはできても、
破断伸びで代表される耐破壊性が悪化するのに加えて、
カーボンブラックの増量による方法にあっては、発熱性
が悪化し、また、未加硫時の粘度が上昇して作業性が悪
化するという不都合があり、また、網目構造の密度を高
くする方法にあっては、耐熱酸化劣化性が悪化するとい
う不都合があった。本発明は、このような従来の問題点
に鑑み、高弾性化と高耐破壊性とを両立させることがで
きると共に、作業性の良いゴム組成物を提供することを
目的とする。
However, in such a conventional method, although high elasticity can be achieved,
In addition to the deterioration of fracture resistance represented by elongation at break,
In the method by increasing the amount of carbon black, there is a disadvantage that exothermicity is deteriorated, and the viscosity during unvulcanization is increased to deteriorate workability, and a method for increasing the density of the network structure is used. In that case, there is a disadvantage that the thermal oxidation resistance deteriorates. In view of such conventional problems, it is an object of the present invention to provide a rubber composition that can achieve both high elasticity and high fracture resistance and has good workability.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、鋭意検討した結果、カーボンブラッ
クを混合してマスターバッチスチレンブタジエン共重合
体を配合することにより、硫黄増量等の手段よりもゴム
組成物の熱老化後においても破壊伸びが従来対比維持さ
れかつ室温および高温での高弾性化が達成されることを
見いだし本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the inventors of the present invention have made diligent studies, and as a result, by mixing carbon black and blending a masterbatch styrene-butadiene copolymer, the amount of sulfur increase, etc. The inventors have found that the elongation at break can be maintained even after heat aging of the rubber composition rather than the conventional method, and that high elasticity at room temperature and high temperature can be achieved, and the present invention has been completed.

【0005】詳しくは、天然ゴム、合成ゴム又はこれら
の混合ゴムからなるゴム 100重量部に対し、カーボンブ
ラック30〜100 重量部を配合すると共に、スチレンブタ
ジエン共重合体にカーボンブラックを混合してなるマス
ターバッチスチレンブタジエン共重合体を配合する。
More specifically, 30 to 100 parts by weight of carbon black is mixed with 100 parts by weight of rubber made of natural rubber, synthetic rubber or a mixed rubber thereof, and styrene-butadiene copolymer is mixed with carbon black. The masterbatch styrene butadiene copolymer is compounded.

【0006】また、ゴム 100重量部に対して、マスター
バッチスチレンブタジエン共重合体2〜30重量部を配合
すると好ましい。また、マスターバッチスチレンブタジ
エン共重合体が、スチレンブタジエン共重合体 100重量
部に対して、カーボンブラック30〜200 重量部を含有し
てなると好ましい。
Further, it is preferable to mix 2 to 30 parts by weight of the masterbatch styrene-butadiene copolymer with 100 parts by weight of the rubber. Further, it is preferable that the masterbatch styrene-butadiene copolymer contains 30 to 200 parts by weight of carbon black based on 100 parts by weight of the styrene-butadiene copolymer.

【0007】また、スチレンブタジエン共重合体が、結
合スチレン量の多いハイスチレンポリマーとこれより結
合スチレン量の少ないベースポリマーとよりなると好ま
しい。またスチレンブタジエン共重合体が、ハイスチレ
ンポリマーを少なくとも30重量%含有してなると好まし
い。また、ハイスチレンポリマーが、結合スチレン量65
〜98%であると好ましい。更に、ベースポリマーが、結
合スチレン量10〜35%であると好ましい。
It is also preferable that the styrene-butadiene copolymer comprises a high styrene polymer having a large amount of bound styrene and a base polymer having a smaller amount of bound styrene. Further, it is preferable that the styrene-butadiene copolymer contains at least 30% by weight of a high styrene polymer. In addition, the high styrene polymer has a bound styrene content of 65
It is preferably about 98%. Further, the base polymer preferably has a bound styrene content of 10 to 35%.

【0008】本発明に用いられるゴムとしては、天然ゴ
ム及び各種合成ゴムから任意に選択した単独又は混合ゴ
ムを使用することができ、合成ゴムとして具体的に合成
ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエン共
重合体(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ブチ
ルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム、等を挙げる
ことができるが、これらに限定されない。
As the rubber used in the present invention, a single rubber or a mixed rubber arbitrarily selected from natural rubber and various synthetic rubbers can be used. Specific examples of the synthetic rubber include synthetic polyisoprene rubber (IR) and styrene- Butadiene copolymer (SBR), polybutadiene rubber (BR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber, etc. can be mentioned, but not limited to these.

【0009】本発明に用いられるカーボンブラックとし
ては、SAF,ISAF,LS−ISAF,HS−IS
AF,FEF,GPF等が挙げられ、任意に選択した単
独又は2種類以上のブレンドにて使用することができる
が、これらに限定されない。
The carbon black used in the present invention includes SAF, ISAF, LS-ISAF, HS-IS.
AF, FEF, GPF and the like can be used, and they can be used alone or in a blend of two or more kinds, but are not limited thereto.

【0010】本発明のスチレンブタジエン共重合体のカ
ーボンマスターバッチに予め混合されるカーボンブラッ
クとしては、SAF,ISAF,LS−ISAF,HS
−ISAF,FEF,GPF等が挙げられ、任意に選択
した単独又は2種類以上のブレンドにて使用することが
できるが、これらに限定されない。
The carbon black premixed with the carbon masterbatch of the styrene-butadiene copolymer of the present invention includes SAF, ISAF, LS-ISAF, HS.
-ISAF, FEF, GPF and the like can be used, and they can be used alone or in a blend of two or more kinds, but are not limited thereto.

【0011】本発明に用いられるカーボンブラックの配
合量は、ゴム 100重量部に対して、30〜100 重量部が好
ましく、より好ましくは30〜95重量部であり、30重量部
未満では十分な弾性率が得られず、100 重量部を越える
と破断伸びが著しく悪化するので、この発明のゴム組成
物の効果を発揮し得ない。
The amount of carbon black used in the present invention is preferably 30 to 100 parts by weight, more preferably 30 to 95 parts by weight, based on 100 parts by weight of rubber. %, And if the amount exceeds 100 parts by weight, the elongation at break becomes extremely poor, and the effect of the rubber composition of the present invention cannot be exhibited.

【0012】本発明のカーボンマスターバッチ化したス
チレンブタジエン共重合体は天然ゴム、合成ゴム又はこ
れらの混合ゴムからなるゴム 100重量部に対し、2〜30
重量部配合することが好ましく、より好ましくは3〜25
重量部、更に好ましくは5〜20重量部である。
The carbon masterbatch styrene-butadiene copolymer of the present invention is 2 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of rubber composed of natural rubber, synthetic rubber or a mixed rubber thereof.
It is preferable to blend by weight, more preferably 3 to 25.
Parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight.

【0013】本発明のスチレンブタジエン共重合体のカ
ーボンマスターバッチは、この共重体 100重量部に対
し、30〜200 重量部が好ましく、より好ましくは35〜15
0 重量部のカーボンブラックを予め混合する。カーボン
ブラック量が30重量部未満だと十分な弾性率が得られ
ず、200 重量部を越えると破壊特性が著しく悪くなると
同時に作業性が悪化する。予めカーボンマスターバッチ
化することにより作業性のみならず高温時においても弾
性率を確保できる。
The carbon masterbatch of the styrene-butadiene copolymer of the present invention is preferably 30 to 200 parts by weight, more preferably 35 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of this copolymer.
0 parts by weight of carbon black are premixed. If the amount of carbon black is less than 30 parts by weight, a sufficient elastic modulus cannot be obtained, and if it exceeds 200 parts by weight, the fracture characteristics are markedly deteriorated and workability is deteriorated. By preparing the carbon master batch in advance, not only the workability but also the elastic modulus can be secured at high temperature.

【0014】スチレンブタジエン共重合体を、結合スチ
レン量の多いハイスチレンポリマーとこれより結合スチ
レン量の少ないベースポリマーとより構成した場合、ハ
イスチレンポリマーを少なくとも30重量%含有させると
好ましく、より好ましくは40〜80重量%、更に好ましく
は50〜75重量%である。30重量%未満では充分な弾性率
が得られない。
When the styrene-butadiene copolymer is composed of a high styrene polymer having a large amount of bound styrene and a base polymer having a smaller amount of bound styrene, it is preferable that the high styrene polymer is contained in at least 30% by weight, more preferably. It is 40 to 80% by weight, more preferably 50 to 75% by weight. If it is less than 30% by weight, a sufficient elastic modulus cannot be obtained.

【0015】スチレンブタジエン共重合体のうちハイス
チレンポリマーの結合スチレン量は65〜98%が好まし
く、より好ましくは75〜95%、更に好ましくは80〜90%
である。65%未満では、十分な弾性率が得られず、98%
を越えると、ゴムとの共架橋性が著しく悪化するので、
耐破壊特性の低下が著しい。
In the styrene-butadiene copolymer, the amount of bound styrene of the high styrene polymer is preferably 65 to 98%, more preferably 75 to 95%, further preferably 80 to 90%.
Is. If it is less than 65%, sufficient elasticity cannot be obtained, and 98%
If it exceeds, the co-crosslinking property with rubber will be significantly deteriorated.
Degradation of fracture resistance is remarkable.

【0016】スチレンブタジエン共重合体のうちベース
ポリマーの結合スチレン量は10〜35%が好ましく、より
好ましくは15〜30%、更に好ましくは18〜25%である。
10%未満では十分な弾性率が得られず、35%を越えると
耐破壊性の悪化が著しい。
In the styrene-butadiene copolymer, the amount of bound styrene of the base polymer is preferably 10 to 35%, more preferably 15 to 30%, further preferably 18 to 25%.
If it is less than 10%, a sufficient elastic modulus cannot be obtained, and if it exceeds 35%, the fracture resistance is significantly deteriorated.

【0017】本発明のゴム組成物には、前記カーボンブ
ラックの他にシリカ等の補強剤、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム等の充填剤、軟化剤、老化防止剤、加硫
剤、加硫促進剤、加硫促進助剤又は加工助剤等、ゴム工
業で通常使用されている配合剤を全て使用することがで
きる。
In the rubber composition of the present invention, in addition to the above carbon black, reinforcing agents such as silica, fillers such as calcium carbonate and magnesium carbonate, softening agents, antioxidants, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, All compounding agents normally used in the rubber industry, such as vulcanization accelerators or processing aids, can be used.

【0018】[0018]

【実施例】以下に、本発明を実施例(1〜5)及び比較
例(1〜12)に基づいて説明する。尚、表中に、各例の
各配合種及び配合量、並びに物性値を示す。但し、マス
ターバッチ用カーボンブラック量はスチレンブタジエン
共重合体量を 100重量部としたときの数値で示す。
EXAMPLES The present invention will be described below based on Examples (1 to 5) and Comparative Examples (1 to 12). In addition, each compounding type and compounding amount of each example, and a physical-property value are shown in a table | surface. However, the amount of carbon black for masterbatch is shown as a value when the amount of styrene-butadiene copolymer is 100 parts by weight.

【0019】各物性値は、以下の方法により測定し、い
ずれも比較例1の数値を 100としたときの指数で表示し
た。 (a) 100 %モジュラス(M100 ) 室温(R.T.)及び 100℃のそれぞれにおいて、JIS
K 6301引張試験に準拠して測定した。この数値が大きい
程高弾性であることを表わす。 (b) 伸び(Eb) 室温における伸びを、JIS K 6301引張試験に準拠して、
引張試験におけるゴムサンプル破断時の伸びを測定し
た。また、老化後の伸びは、 100℃のギヤオーブン中の
脱気したガラス容器中で、24時間放置した後の伸びを測
定した。この数値が大きい程耐老化性が良好であること
を表わす。 (c) レジリエンス 室温におけるレジリエンスをダンロップトリプソメータ
ーにより測定した。この数値が大きい程高反発弾性であ
ることを表わす。
Each physical property value was measured by the following methods, and all were represented by an index when the numerical value of Comparative Example 1 was 100. (a) 100% modulus (M100) At room temperature (RT) and 100 ° C, JIS
It was measured according to the K 6301 tensile test. The larger this value is, the higher the elasticity is. (b) Elongation (Eb) Elongation at room temperature is measured according to JIS K 6301 tensile test.
The elongation at break of the rubber sample in the tensile test was measured. The elongation after aging was measured by allowing the glass container to stand for 24 hours in a degassed glass container in a gear oven at 100 ° C. The larger this value is, the better the aging resistance is. (c) Resilience Resilience at room temperature was measured by a Dunlop trypsometer. The larger this value is, the higher the impact resilience is.

【表1】 *1 RSS♯3(液状ポリイソプレン) *2 シースト6(東海カーボン社製) 尚、比較例10についてはマスターバッチ不能であっ
た。ここで、本実施例において使用したマスターバッチ
用のスチレンブタジエン共重合体は、ハイスチレンポリ
マー70重量%含有のもの(実施例1,2)にあっては、
JSR HSR−0061を用いた。以上の結果から明らか
なように、各実施例は各比較例に比べて、室温における
伸び及び老化後の伸びを大きく下げることなく、つま
り、耐破壊性を損なうことなく、モジュラスを上げる、
つまり、高弾性化を図ることができる。
[Table 1] * 1 RSS # 3 (liquid polyisoprene) * 2 Seast 6 (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) In Comparative Example 10, the masterbatch was not possible. Here, the styrene-butadiene copolymer for the masterbatch used in this example contained 70 wt% of high styrene polymer (Examples 1 and 2),
JSR HSR-0061 was used. As is clear from the above results, each example has a significantly higher elongation at room temperature and elongation after aging than that of each comparative example, that is, without increasing the fracture resistance, increasing the modulus.
That is, high elasticity can be achieved.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によると、予めスチレンブタジエ
ン共重合体にカーボンブラックをマスターバッチして、
配合時、加硫時の粘度を低下させることにより、作業
性、省エネルギー化を向上させると共に、高弾性化と耐
破壊性を両立させて、加硫ゴムの機械的強度を高めるこ
とができる。また、このゴム組成物はタイヤのトレッド
ゴム等として極めて有用である。
According to the present invention, carbon black is masterbatched in advance with a styrene-butadiene copolymer,
By lowering the viscosity during compounding and vulcanization, it is possible to improve workability and energy saving, and at the same time, achieve both high elasticity and fracture resistance, and increase the mechanical strength of the vulcanized rubber. Further, this rubber composition is extremely useful as a tread rubber for tires.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 天然ゴム、合成ゴム又はこれらの混合ゴ
ムからなるゴム 100重量部に対し、カーボンブラック30
〜100 重量部を配合すると共に、スチレンブタジエン共
重合体にカーボンブラックを混合してなるマスターバッ
チスチレンブタジエン共重合体を配合したことを特徴と
するゴム組成物。
1. Carbon black 30 parts per 100 parts by weight of a rubber composed of natural rubber, synthetic rubber or a mixed rubber thereof.
A rubber composition, characterized in that a masterbatch styrene-butadiene copolymer obtained by mixing styrene-butadiene copolymer with carbon black is compounded in an amount of up to 100 parts by weight.
【請求項2】 ゴム 100重量部に対して、マスターバッ
チスチレンブタジエン共重合体2〜30重量部を配合した
ことを特徴とする請求項1記載のゴム組成物。
2. The rubber composition according to claim 1, wherein 2 to 30 parts by weight of the masterbatch styrene-butadiene copolymer is mixed with 100 parts by weight of the rubber.
【請求項3】 マスターバッチスチレンブタジエン共重
合体が、スチレンブタジエン共重合体 100重量部に対し
て、カーボンブラック30〜200 重量部を含有してなるこ
とを特徴とする請求項1または2記載のゴム組成物。
3. The masterbatch styrene-butadiene copolymer according to claim 1, wherein 30 to 200 parts by weight of carbon black is contained with respect to 100 parts by weight of the styrene-butadiene copolymer. Rubber composition.
【請求項4】 スチレンブタジエン共重合体が、結合ス
チレン量の多いハイスチレンポリマーとこれより結合ス
チレン量の少ないベースポリマーとよりなることを特徴
とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載のゴム組
成物。
4. The styrene-butadiene copolymer comprises a high styrene polymer having a large amount of bound styrene and a base polymer having a smaller amount of bound styrene than that of the high styrene polymer. The rubber composition described.
【請求項5】 スチレンブタジエン共重合体が、ハイス
チレンポリマーを少なくとも30重量%含有してなること
を特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の
ゴム組成物。
5. The rubber composition according to claim 1, wherein the styrene-butadiene copolymer contains at least 30% by weight of a high styrene polymer.
【請求項6】 ハイスチレンポリマーが、結合スチレン
量65〜98%であることを特徴とする請求項4または5記
載のゴム組成物。
6. The rubber composition according to claim 4, wherein the high styrene polymer has a bound styrene content of 65 to 98%.
【請求項7】 ベースポリマーが、結合スチレン量10〜
35%であることを特徴とする請求項4記載のゴム組成
物。
7. The base polymer has an amount of bound styrene of 10 to 10.
35%, The rubber composition of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016500739A (en) * 2012-10-24 2016-01-14 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン High styrene content SBR in rubber composition

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