JPH09143313A - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 破壊特性、低発熱性、耐熱性、高硬度性を全
て満たすゴム組成物を提供する。 【解決手段】 ゴム成分１００重量部に対して、トルエ
ン不溶分が５％以下である共役ジエン系ゴム成分４０〜
６５重量％と、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００〜１６
０℃である樹脂成分６０〜３５重量％とからなるゴム強
化熱可塑性樹脂２〜５０重量部を配合する。
て満たすゴム組成物を提供する。 【解決手段】 ゴム成分１００重量部に対して、トルエ
ン不溶分が５％以下である共役ジエン系ゴム成分４０〜
６５重量％と、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００〜１６
０℃である樹脂成分６０〜３５重量％とからなるゴム強
化熱可塑性樹脂２〜５０重量部を配合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物に関
し、特に、タイヤ、防振ゴム等に適したゴム組成物に関
する。
し、特に、タイヤ、防振ゴム等に適したゴム組成物に関
する。
【０００２】
【従来の技術】タイヤのトレッドに対する要求特性の一
つとして耐カット性がある。この特性は、悪路や建設現
場等、外傷を受けやすい路面において使用される際に特
に重要である。かかるトレッドの耐カット性を改良する
ためには、ゴムの硬度を向上させ、かつ破断時の伸びを
大きくすることが挙げられる。また、ゴム硬度を向上さ
せるには、カーボンブラックの高充填あるいは硫黄の増
量による架橋密度の向上等の手法がある。しかし、これ
らの手法によると、破断時の伸びが低下し、ゴム片がタ
イヤから剥離する、いわゆるチッピングという現象が起
こる。これを改良するために、熱可塑性樹脂、熱硬化性
樹脂の使用等、種々の検討がなされてきたが、他の特
性、特に、耐熱性、発熱性に望ましい結果を得られない
ことが多く、必ずしも十分な効果が得られていないのが
実情であった。例えば、特開昭４８−３８３３８号公報
記載の発明では、耐カット性、低発熱性の両立は可能で
あったが、耐久性、耐熱性が十分ではなかった。
つとして耐カット性がある。この特性は、悪路や建設現
場等、外傷を受けやすい路面において使用される際に特
に重要である。かかるトレッドの耐カット性を改良する
ためには、ゴムの硬度を向上させ、かつ破断時の伸びを
大きくすることが挙げられる。また、ゴム硬度を向上さ
せるには、カーボンブラックの高充填あるいは硫黄の増
量による架橋密度の向上等の手法がある。しかし、これ
らの手法によると、破断時の伸びが低下し、ゴム片がタ
イヤから剥離する、いわゆるチッピングという現象が起
こる。これを改良するために、熱可塑性樹脂、熱硬化性
樹脂の使用等、種々の検討がなされてきたが、他の特
性、特に、耐熱性、発熱性に望ましい結果を得られない
ことが多く、必ずしも十分な効果が得られていないのが
実情であった。例えば、特開昭４８−３８３３８号公報
記載の発明では、耐カット性、低発熱性の両立は可能で
あったが、耐久性、耐熱性が十分ではなかった。
【０００３】トレッドに限らず、タイヤの他の部材にお
いても、高硬度および耐熱性と、低発熱性の両立は重要
であるが、極めて達成困難な課題となっている。また、
タイヤ以外のゴム製品においても、例えば、防振ゴム、
特にサスペンション用の防振ゴムへの要求特性として、
高硬度と低発熱性の両立が挙げられる。
いても、高硬度および耐熱性と、低発熱性の両立は重要
であるが、極めて達成困難な課題となっている。また、
タイヤ以外のゴム製品においても、例えば、防振ゴム、
特にサスペンション用の防振ゴムへの要求特性として、
高硬度と低発熱性の両立が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、破
壊特性を損なうことなく、低発熱性、耐熱性および高硬
度性を達成す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。
壊特性を損なうことなく、低発熱性、耐熱性および高硬
度性を達成す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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のゴム組成物は以下の構成とする。 （１）ゴム成分１００重量部に対して、トルエン不溶分
が５％以下である共役ジエン系ゴム成分４０〜６５重量
％と、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００〜１６０℃であ
る樹脂成分６０〜３５重量％とからなるゴム強化熱可塑
性樹脂２〜５０重量部を配合したことを特徴とする。 （２）前記ゴム強化熱可塑性樹脂が、共役ジエン系ゴム
成分の存在下にビニル系単量体成分を重合して得られた
ものであることを特徴とする。 （３）前記共役ジエン系ゴム成分がポリブタジエンまた
はスチレン−ブタジエン共重合体であることを特徴とす
る。 （４）前記ビニル系単量体成分がアクリロニトリル、ス
チレン、α−メチルスチレンよりなる群から選択される
少なくとも１種の化合物であることを特徴とする。
め、本発明のゴム組成物は以下の構成とする。 （１）ゴム成分１００重量部に対して、トルエン不溶分
が５％以下である共役ジエン系ゴム成分４０〜６５重量
％と、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００〜１６０℃であ
る樹脂成分６０〜３５重量％とからなるゴム強化熱可塑
性樹脂２〜５０重量部を配合したことを特徴とする。 （２）前記ゴム強化熱可塑性樹脂が、共役ジエン系ゴム
成分の存在下にビニル系単量体成分を重合して得られた
ものであることを特徴とする。 （３）前記共役ジエン系ゴム成分がポリブタジエンまた
はスチレン−ブタジエン共重合体であることを特徴とす
る。 （４）前記ビニル系単量体成分がアクリロニトリル、ス
チレン、α−メチルスチレンよりなる群から選択される
少なくとも１種の化合物であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
ゴム組成物において、低発熱性、耐熱性および高硬度性
を達成させるには、マトリックスゴムへの配合物（本発
明の場合は、ゴム強化熱可塑性樹脂）に対する以下の３
つの必須条件がある。 （１）ゴムマトリックスに対する親和性が高いこと。こ
れは低発熱性であることに寄与する。 （２）ゴムに比べて弾性率が格段に高いこと。これは高
硬度であることに寄与する。 （３）通常の使用温度領域において、相転移、各種の化
学反応等を起こし難いこと。これは耐熱性であることに
寄与する。 そこで、本発明者らは上記必須条件に注目して各種熱可
塑性樹脂とゴムのブレンドについて鋭意検討を重ねた結
果、上記特性に適する組成物を見いだし、本発明を完成
するに至った。
ゴム組成物において、低発熱性、耐熱性および高硬度性
を達成させるには、マトリックスゴムへの配合物（本発
明の場合は、ゴム強化熱可塑性樹脂）に対する以下の３
つの必須条件がある。 （１）ゴムマトリックスに対する親和性が高いこと。こ
れは低発熱性であることに寄与する。 （２）ゴムに比べて弾性率が格段に高いこと。これは高
硬度であることに寄与する。 （３）通常の使用温度領域において、相転移、各種の化
学反応等を起こし難いこと。これは耐熱性であることに
寄与する。 そこで、本発明者らは上記必須条件に注目して各種熱可
塑性樹脂とゴムのブレンドについて鋭意検討を重ねた結
果、上記特性に適する組成物を見いだし、本発明を完成
するに至った。
【０００７】本発明によると、ゴム強化熱可塑性樹脂の
ゴムマトリックス中への分散性を向上させ、樹脂−ゴム
マトリックス界面での共加硫性を高めることによって、
破壊物性を低下させることなく、低発熱性、耐熱性およ
び高硬度性を全て備えたゴム組成物が得られる。
ゴムマトリックス中への分散性を向上させ、樹脂−ゴム
マトリックス界面での共加硫性を高めることによって、
破壊物性を低下させることなく、低発熱性、耐熱性およ
び高硬度性を全て備えたゴム組成物が得られる。
【０００８】以下に作用を説明する。共役ジエン系ゴム
成分が４０重量％未満では、樹脂−ゴムマトリックス界
面での補強性が低下し、繰り返し伸張に対する破壊寿命
等の疲労特性が低下し、また低発熱性も悪化し、好まし
くない。共役ジエン系ゴム成分が６５重量％よりも多い
場合は、樹脂としての機能が低く、十分に高い硬度が得
られず、ゴム組成物としての機能の向上が顕著ではな
い。
成分が４０重量％未満では、樹脂−ゴムマトリックス界
面での補強性が低下し、繰り返し伸張に対する破壊寿命
等の疲労特性が低下し、また低発熱性も悪化し、好まし
くない。共役ジエン系ゴム成分が６５重量％よりも多い
場合は、樹脂としての機能が低く、十分に高い硬度が得
られず、ゴム組成物としての機能の向上が顕著ではな
い。
【０００９】また、共役ジエン系ゴム成分のトルエン不
溶分が５％よりも多い架橋状態にある場合は、ゴムマト
リックスとの界面の補強が十分でなく、このために全体
の破壊特性の低下をもたらす。共役ジエン系ゴム成分の
平均粒子径は、６００〜３５００Åの範囲が望ましい。
６００Å未満では、通常のタイヤ使用条件において、樹
脂としての特性をゴムコンパウンドに伝えるのに十分な
大きさでなく、３５００Åを超える場合は、異物効果が
大きくなり、破壊特性が低下傾向となる。
溶分が５％よりも多い架橋状態にある場合は、ゴムマト
リックスとの界面の補強が十分でなく、このために全体
の破壊特性の低下をもたらす。共役ジエン系ゴム成分の
平均粒子径は、６００〜３５００Åの範囲が望ましい。
６００Å未満では、通常のタイヤ使用条件において、樹
脂としての特性をゴムコンパウンドに伝えるのに十分な
大きさでなく、３５００Åを超える場合は、異物効果が
大きくなり、破壊特性が低下傾向となる。
【００１０】ビニル系単量体成分が高分子化した樹脂成
分のガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃未満では、タイ
ヤ、防振ゴム等にした際の使用温度で、ガラス転移に伴
う弾性率の急激な変化と、ロス成分の大幅な増大を招
き、耐熱性の低下を引き起こす。また、逆に、ガラス転
移温度（Ｔｇ）が１６０℃を超えた場合、通常のゴムの
混練手法では、熱可塑性樹脂の分散性が低下し、このた
めに繰り返し伸張に対する破壊寿命等の疲労特性が特に
低下し、好ましくない。
分のガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃未満では、タイ
ヤ、防振ゴム等にした際の使用温度で、ガラス転移に伴
う弾性率の急激な変化と、ロス成分の大幅な増大を招
き、耐熱性の低下を引き起こす。また、逆に、ガラス転
移温度（Ｔｇ）が１６０℃を超えた場合、通常のゴムの
混練手法では、熱可塑性樹脂の分散性が低下し、このた
めに繰り返し伸張に対する破壊寿命等の疲労特性が特に
低下し、好ましくない。
【００１１】ゴム強化熱可塑性樹脂の配合量がゴム成分
１００重量部に対して２重量部未満では、配合による明
確な差が認められず、本発明の効果を達成できない。ま
た、５０重量部を超えると、繰り返し伸張に対する破壊
寿命等の疲労特性が特に低下し、好ましくない。
１００重量部に対して２重量部未満では、配合による明
確な差が認められず、本発明の効果を達成できない。ま
た、５０重量部を超えると、繰り返し伸張に対する破壊
寿命等の疲労特性が特に低下し、好ましくない。
【００１２】本発明のゴム組成物のマトリックスゴム成
分としては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタ
ジエンゴムまたはスチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢ
Ｒ）等のジエン系ゴム単独またはこれらの混合ゴムが挙
げられる。尚、本発明に係るゴム組成物には、カーボン
ブラック、シリカ等の充填剤、アロマ油、スピンドル油
等の軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促
進剤助剤等、通常配合される適当量の配合剤を適宜配合
することができる。
分としては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタ
ジエンゴムまたはスチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢ
Ｒ）等のジエン系ゴム単独またはこれらの混合ゴムが挙
げられる。尚、本発明に係るゴム組成物には、カーボン
ブラック、シリカ等の充填剤、アロマ油、スピンドル油
等の軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促
進剤助剤等、通常配合される適当量の配合剤を適宜配合
することができる。
【００１３】
【実施例】以下に実施例及び比較例に基づいて本発明を
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。 （Ａ）ゴム強化熱可塑性樹脂の製法 還流冷却器、温度計および攪拌機を備えた反応容器に、
あらかじめ乳化重合で合成した表１掲載の共役ジエン系
ゴム成分、不均化ロジン酸石鹸３部、ｔ−ドデシルメル
カプタン０．２部、および表１記載のビニル系単量体成
分を仕込み、ピロリン酸ナトリウム０．２５部、ぶどう
糖０．３５部、硫酸第一鉄０．００５部、およびキュメ
ンハイドロパーオキサイド０．６部を加えて重合を開始
し、４時間反応を行った。得られた共重合体ラテックス
に硫酸を加えて凝固し、水洗、乾燥して表１記載のゴム
強化熱可塑性樹脂を得た。
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。 （Ａ）ゴム強化熱可塑性樹脂の製法 還流冷却器、温度計および攪拌機を備えた反応容器に、
あらかじめ乳化重合で合成した表１掲載の共役ジエン系
ゴム成分、不均化ロジン酸石鹸３部、ｔ−ドデシルメル
カプタン０．２部、および表１記載のビニル系単量体成
分を仕込み、ピロリン酸ナトリウム０．２５部、ぶどう
糖０．３５部、硫酸第一鉄０．００５部、およびキュメ
ンハイドロパーオキサイド０．６部を加えて重合を開始
し、４時間反応を行った。得られた共重合体ラテックス
に硫酸を加えて凝固し、水洗、乾燥して表１記載のゴム
強化熱可塑性樹脂を得た。
【００１４】
【表１】
【００１５】上記表１記載の各種ゴム強化熱可塑性樹脂
を使用して、下記表２及び表３に示す配合処方にてゴム
組成物を調製し、２５０ｍｌのラボプラストミル及び３
インチロールにより混練配合を行った。
を使用して、下記表２及び表３に示す配合処方にてゴム
組成物を調製し、２５０ｍｌのラボプラストミル及び３
インチロールにより混練配合を行った。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】次いで、１４５℃、３０分の加硫条件で、
各配合物を加硫した。各測定方法は以下の通りである。
各配合物を加硫した。各測定方法は以下の通りである。
【００１９】（１）共役ジエン系ゴム成分含量の測定 （ア）樹脂Ｂ 試料のゴム強化熱可塑性樹脂を下記の熱分解装置で分解
して後、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）にて各イオン
を分離し、水素炎イオン化検出器（Flame lonization D
etector:FDI)を用いて、予めブタジエンゴムを用いて用
意した検量線にてブタジエンの量を定量した（従って、
ゴムがＳＢＲの場合は、予めゴム成分中のスチレン量が
分かっていることを要する。） 熱分解装置 日本分析工業社製ＪＨＰ−３型 分解条件 ５９０℃、３秒 ＧＣ ＨＰ５８９０Ａ カラム ＤＢ１（Ｊ＆Ｗ Scientific社製 長さ
３０ｍ） 測定温度範囲 ７０℃〜３００℃ 昇温速度 １５℃／分 （イ）樹脂Ａ、Ｃ〜Ｇ 樹脂成分の単量体とゴム成分との仕込み比、および重合
度より計算した。
して後、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）にて各イオン
を分離し、水素炎イオン化検出器（Flame lonization D
etector:FDI)を用いて、予めブタジエンゴムを用いて用
意した検量線にてブタジエンの量を定量した（従って、
ゴムがＳＢＲの場合は、予めゴム成分中のスチレン量が
分かっていることを要する。） 熱分解装置 日本分析工業社製ＪＨＰ−３型 分解条件 ５９０℃、３秒 ＧＣ ＨＰ５８９０Ａ カラム ＤＢ１（Ｊ＆Ｗ Scientific社製 長さ
３０ｍ） 測定温度範囲 ７０℃〜３００℃ 昇温速度 １５℃／分 （イ）樹脂Ａ、Ｃ〜Ｇ 樹脂成分の単量体とゴム成分との仕込み比、および重合
度より計算した。
【００２０】（２）ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定 ガラス転移温度（Ｔｇ）はセイコー電子工業（株）製の
示差熱分析装置（ＤＳＣ２００）を用いて、窒素流量２
０ｍｌ／ｍｉｎ、昇温速度１０℃／ｍｉｎにて１２０か
ら１８０℃について測定した。この測定値を耐熱性の指
標とした。
示差熱分析装置（ＤＳＣ２００）を用いて、窒素流量２
０ｍｌ／ｍｉｎ、昇温速度１０℃／ｍｉｎにて１２０か
ら１８０℃について測定した。この測定値を耐熱性の指
標とした。
【００２１】（３）トルエン不溶分の測定 共役ジエン系ゴム成分１ｇをトルエン１００ｍｌ中に加
え、４８時間室温にて放置する。不溶分を１００メッシ
ュ金網にて濾過分別した後、ろ液をとり、トルエンを除
去、乾燥し、トルエン可溶分（Ｘｇ）を得て、下記式か
らトルエン不溶分を算出した。 トルエン不溶分（％）＝｛（１−Ｘ）（ｇ）／１
（ｇ）｝×１００
え、４８時間室温にて放置する。不溶分を１００メッシ
ュ金網にて濾過分別した後、ろ液をとり、トルエンを除
去、乾燥し、トルエン可溶分（Ｘｇ）を得て、下記式か
らトルエン不溶分を算出した。 トルエン不溶分（％）＝｛（１−Ｘ）（ｇ）／１
（ｇ）｝×１００
【００２２】（４）各種物性 （ア）ヒステリシスロス特性 米国レオメトリックス社製の動的スペクトロメーターを
使用し、５０℃にて、動的剪断歪み（振幅１．０％、周
波数１５Ｈｚ）を与えてＴanδを測定し、これの逆数を
比較例１における値を１００として指数表示した。従っ
て、数値が大きい程ヒステリシスロスが小さく低発熱で
あることを示す。 （イ）引張特性 ＪＩＳ Ｋ−６３０１に準拠し、ＪＩＳ ３号のサンプ
ルを用いて、室温にて測定した。 （ウ）硬度測定 ＪＩＳ規格Ａに準拠して、２５℃における硬度を測定し
た。
使用し、５０℃にて、動的剪断歪み（振幅１．０％、周
波数１５Ｈｚ）を与えてＴanδを測定し、これの逆数を
比較例１における値を１００として指数表示した。従っ
て、数値が大きい程ヒステリシスロスが小さく低発熱で
あることを示す。 （イ）引張特性 ＪＩＳ Ｋ−６３０１に準拠し、ＪＩＳ ３号のサンプ
ルを用いて、室温にて測定した。 （ウ）硬度測定 ＪＩＳ規格Ａに準拠して、２５℃における硬度を測定し
た。
【００２３】
【表４】
【００２４】上記表４の結果からも明らかなように、実
施例１〜４は、破壊特性を損なうことなく低発熱性、耐
熱性、高硬度性を両立し得るゴム組成物であることがわ
かる。これに対して、本発明の要件を満たしていない比
較例１〜７は、破壊特性、低発熱性、耐熱性、高硬度性
の中の少なくとも一つの特性を低下させていることがわ
かる。
施例１〜４は、破壊特性を損なうことなく低発熱性、耐
熱性、高硬度性を両立し得るゴム組成物であることがわ
かる。これに対して、本発明の要件を満たしていない比
較例１〜７は、破壊特性、低発熱性、耐熱性、高硬度性
の中の少なくとも一つの特性を低下させていることがわ
かる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によると、破壊特性、低発熱性、
耐熱性、高硬度性を全て満たすゴム組成物を提供するこ
とができる。
耐熱性、高硬度性を全て満たすゴム組成物を提供するこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 9:06 101:00）
Claims (4)
- 【請求項１】 ゴム成分１００重量部に対して、トルエ
ン不溶分が５％以下である共役ジエン系ゴム成分４０〜
６５重量％と、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００〜１６
０℃である樹脂成分６０〜３５重量％とからなるゴム強
化熱可塑性樹脂２〜５０重量部を配合したことを特徴と
するゴム組成物。 - 【請求項２】 前記ゴム強化熱可塑性樹脂が、共役ジエ
ン系ゴム成分の存在下にビニル系単量体成分を重合して
得られたものであることを特徴とする請求項１記載のゴ
ム組成物。 - 【請求項３】 前記共役ジエン系ゴム成分がポリブタジ
エンまたはスチレン−ブタジエン共重合体であることを
特徴とする請求項１または２記載のゴム組成物。 - 【請求項４】 前記ビニル系単量体成分がアクリロニト
リル、スチレン、α−メチルスチレンよりなる群から選
択される少なくとも１種の化合物であることを特徴とす
る請求項１、２または３記載のゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7307920A JPH09143313A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7307920A JPH09143313A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | ゴム組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09143313A true JPH09143313A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=17974764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7307920A Pending JPH09143313A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09143313A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002077097A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Thermoplastic elastomer composition and process for producing the same |
-
1995
- 1995-11-27 JP JP7307920A patent/JPH09143313A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002077097A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Thermoplastic elastomer composition and process for producing the same |
| US7041739B2 (en) | 2001-03-26 | 2006-05-09 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Thermoplastic elastomer composition and process for producing the same |
| KR100847720B1 (ko) * | 2001-03-26 | 2008-07-23 | 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 | 열가소성 엘라스토머 조성물 및 이의 제조 방법 |
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