JPS5949247A - タイヤトレッド用ゴム組成物の製造法 - Google Patents

タイヤトレッド用ゴム組成物の製造法

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JPS5949247A
JPS5949247A JP57158820A JP15882082A JPS5949247A JP S5949247 A JPS5949247 A JP S5949247A JP 57158820 A JP57158820 A JP 57158820A JP 15882082 A JP15882082 A JP 15882082A JP S5949247 A JPS5949247 A JP S5949247A
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丈夫 澤登
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はタイヤトレッド用ゴム組成物、特にレーシン
グタイヤ用のトレッドに好適なゴム組成物に係わる。一
層詳しくは本発明は湿式法カーボンブラックマスターバ
ッチを用いろことにより得られる耐久性の優オした、レ
ーシングタイヤ用のトレッドに好適なゴノ・組成物に係
わるものである。
ゴム組成物を得るに当っては、屡々カーホンブラック(
以下単にOBと略称する)が添加、混絆されるが、これ
は最終製品の硬度、引張り強度および引裂強度又は剥離
強度を増大させるためである。そしてゴム物質にCBを
添加するに当っては、OBの微細粒子がゴム物質に均一
に分散、混合されなければならない。か〜る混合を行な
うため、従来、CBはゴムおよびその他の配合成分と共
にバンバリーミキザーによって混合するか、又はロール
ミル上で混練されているゴムにOBをその他の配合成分
と共に加えて混練する。これらの混合法は通常ドライミ
ックス法と呼ばれ、現在、ゴム工業においてOBを配合
1分散させる方法として最も広く用(・られている。
このよう1ニドライミツクス法によって、普通のOBは
実用的な水準で良く分散され、一般的な用途のゴム組成
物とされて汎用されている。
ところか、添加するOBを、一般的に用も・られCいる
粒子径範囲のものから大幅に小粒子径側に変える場合、
特に超微粒子CBと(・われるもの、(即ち屋素吸着量
によって示される比表面積の値が増大したもの)、具体
的にはOBのグレードとしてN−1to(N−ti□と
はASTMで呼ばれて(・る名称であって、N −/1
0は比表面積/ J s m”/j? )付近又はそれ
以上の微細な粒子径のOBとなると、通常のドライミッ
クス法では実用的な水準のOB分散度には容易に到達し
なし・。即ち、一般的に、窒素吸着比表面積(8N2、
以下BN2という)の上昇に伴IKい、引張り強さくT
B、以下TBとし・う)は上昇するが、OBの分散度が
急激に低下し始めろ。そして5N2==/λθ付近から
TBの上昇は止まり、SN2がlコOを越えると逆にr
Bが低下する傾向を示す、そしてこの場合、通常考えら
れる混練エネルギ1を上程るエネルギ専の人力を必要と
し、これを回避するため混練工程乞多段化することによ
って若干の改善がはかれるが、根本的な解決とはならな
い。
−にレーシングタイヤトレッドの場合、その11イ殊な
性能要求のため、結合スチレン縫が3θチ以上のいわゆ
るノ・イスチレンのスチレン−ブタジェンゴム(SBR
)と小粒子径のOBとを組合わせたゴム組成物を用いる
ことが多い。通常、SBRは混練によって練りが進むに
つれ、温度上昇又は分子切断によって粘度が低下する。
ハイスチレンSDRは標助的8BR(結合スチレンJj
i、23. 、t ′り程度)に比べ、混練による粘度
低下が急激であイ)、、’jJEつてせんμfi応力の
存在下で分散がj1b行するCBを用いる場合、そのO
Bの分ハ(性は著しく減殺されることになる。
またレーシングタイヤトレッドでは上記のような問題点
に加え、その限界性能の向上のために、Jt 1〜のタ
イヤトレッドでは考えられないような小粒径のO、Bを
必要とし、OBの分散に関して更に悪条汀が車なること
になる。
11寺にある4市のレージ・/ゲタイヤにおいては、通
常のドライミックス法では分゛散困難な、即ちEIN2
が/ i−o m7.!7以上5.2o o nV9程
度の超微粒子OBが使用されることが多く、この場合の
混練は+jB分?1′lのために細心の注意と、多大の
混練を必甥とする。
以上のように困錐な間it!Mがあり、経済的に不利な
ドライミックス法においては、OB分散度を可能な限り
良好な状態にもって(・つたとしても通常のタイヤトレ
ッドゴム組成物で可能と考えられる値の数係からIO数
チ下廻る分散度しか達成されず、ゴム組成物の性能向上
[、OB分散が如何に制限要因になって(・るかがわか
る。
かつまた、レーシングタイヤに要求さhる基本的物性と
して、タイヤトレッドと接地路面との間でのエネルギ尋
ロス又はヒステリシスロスがあり、これが大ぎし・はど
、そのタイヤを備えた自動車の操縦性、安定性が向上す
イ〉。そして与えられたゴム種、カーボンブラック神、
カーボンブラック添加、計、およびオイル(芳香族プロ
セス油)の添加煽において、上記エネルギ少ロスを最大
にするには、OB−ゴム間の相互作用を最大にすればよ
いのであるが、従来のドライミックス法において、 S
N2: / J、 o −zg以上のOBを配合する場
合、(3Bの分散不良、即ち0’B同志の凝集が起り易
く、上記のような高し・SN2値のCBを有効に利用す
ることができない。
以上のしった背景下、本発明者等は上に挙げたよラフ、
(幾多σ)不都合な問題点をかかえ、かつiYt済的に
も不;IIIな・・イスチレンSDRと超微粒子CBの
ドライミックス法にかえて合理的なOB分散法を見出す
べべ種々研究を重ね、本発明なC“、−成した。即ち本
発明は、タイヤトレッド、特にレーシングタイヤトレッ
ドに対して要求さ、シする物+11を満足させろ超微粒
子OBを充填材とし、これをゴム物(t゛1に良好に分
散配合し、”強度、1tlP↓「耗4′1な良々rに保
持し、タイヤどして使用するとぎ]−サ(地1烙面との
間でのエネルギ木ロスを向上した、ll’Mにレーシン
グタイヤトレッドに用し・て有効なゴム組成物な提供す
ることを目的とし、その要旨とするところは、(a)7
0−バ■計係以−ヒのジエン系ゴノ・成分を含むゴムラ
テックスを固形分で700重帛車重 (b)窒素吸At比衣面積が1.20〜200りgのカ
ーボンブラックを水に分散させて得られるカーボンブラ
ックスラリーを固形分で♂O〜lり0重量部、 および(C)芳香族プロセス油および/又は高粘度油7
O−I10N惜部 を混合して得られる混合物に凝固剤を添加、贋ンブラッ
クj〜30重量部並びに芳香族プロセス油および/又は
高粘度油O〜30重也°部を配合してなるタイヤトレッ
ド用ゴム相我物に存する。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明方法におけろジエン糸ゴムラテックスは/、3 
=ブタンジエンSt体又は/、3−ブタジェン単量体と
スチレン単量体とを、乳化剤を用いて水性媒体中で乳化
分散させ、重合開始剤の添加により重合反応を生起させ
る従来知られている方法によって製造さ上しる。
使用さり、る乳化剤としては、脂肪重石けん、ロジン重
石けん、ナフタレンズシレホン酸ソーダホルマリン酪合
物、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダなどのアニオン
系界面活性剤が通常用いらり、る。
硫酸カリウムが用(・らft、0−20℃で重合するゴ
ールドラバー処方ではレドックス開始剤が用いらJlる
。レドックスI;ト1始剤としては、クメン・・イドロ
パーオキザイド、ジイソプロピ少ベンゼンノ・イドロバ
ーメキサイト、バラメタソノ1イド1,1バーオキタイ
ドなどの有轡過酸化物と硫酸’l’E−秩との組合わ・
功が一般的であり、jq主元剤どし2てスルホギラレー
トなどがv1用されろ。
また/、3−ブタジェンのみを用(・て乳化X(i合ポ
リブタジゴン(E B R)ラテックスを得ろ場合には
、it、;−:l犬骨を11(良ずイ)プこめニトロベ
ン−ビンを11jイ、r系W添加1イ・こともできイ)
、:l0常の乳化IIi:i &′(二よりポリブタジ
ェンコ゛ム又はスチレンーブタジエンゴノ、をイ↓トろ
場合、重合反応率がtSへ−1,A%I/i−なったと
ころで〔111合反応率を6S%以上にすると、ポリマ
ー主鎖に分校(’に:+分分子酸成分なる)が生じ、ロ
ーυ加工性(奉伺性)が著しく低下する〕ナトIJウム
ジメチルジチオカーバメイト又はジエチνヒドロキシル
アミンなどの重合停+E剤を加えて重合反応を停止させ
る。未反応の単量体はスチームなどによりストリッピン
グすることにより、ポリブタジェンゴムラテックスを1
1トろことができる。
本発明方法で用いられるゴムラテックスはジエン系ゴJ
1成分を70重−0%以上(固形分としての割合)含有
しているものであり、この量未満になるとCBの分散性
が悪く、かつil 1.’N耗性が低下する。ジエン系
ゴム成分以外には天然ゴム、エチレン−プロピレンゴム
1.cどが會まれていてもよ(・。またジエン系ゴム成
分を含むゴムラテックスとしては、SBR特に−・イス
チレンのEIBRラデツクスとポリブタジェンゴム(F
jilR)ラテックスを併用[SBR/BBR=tro
/、2o−2o/Io (固形分重邦比)〕することに
より、il摩耗性を向上させることができる。
以上のようにして得られるゴムラテツクに前記超倣粒子
OB、即ちSN2が/、20−200グーのCB〔前者
の固形分100M量部に対し後者♂O〜iro重量部(
固形分)の割合〕並びにゴムの加工性を改善するために
通常用いられる芳香族プロセス油および/又は高粘度油
(ゴムス ラテツン珈形分ioo重量部に対し、70〜llO重量
部)を混合してCBゴムラテックスマスターバッチを作
る。この場合、混合するOBは水性分散液(スラリー)
の形でゴムラテツクに加える。CBの水性分散液として
は、水にOBを加えて高速で捜拌してOBスラリーとす
る所謂超分散法によるものを用いるのが好ましく・。即
ち指押が弱(・と水がCBになじみにくし・憾みがある
。この超分散については例えば米山特許第2,71.’
17り!号明細4)゛に記載されて(・る方法に従って
行うのがよい。
以上のようにゴムラテックス、CBスラリー−バッチを
酸例えば硫酸で凝固し、次(・で水洗、濾過および乾燥
の処理に付し、湿式法えよるカーボンブラックマスター
バッチ(以下、W−OBMBと略称する)を得る。
このようにして得られたW−OBMBに対し、このもの
のゴム成分100重重部に対し、OBj〜30重量部(
この場合使用するCBは特に限定されないが窒素吸着比
表面積が7.20〜200 ?9のCBを用いると一層
良好である)並びに芳香族プロセス油および/又は高粘
度油θ〜30重鍛部の割合で配合し、更に必要に応じ、
この種分野で通常用いられる配合剤を加え、バンバリー
ミキサ−で混練し、通常の方法で加硫する。
本発明の組成物において、W−C!BMBの調製および
このものから最終組成物を調製する場合ノコム成分、O
B酸成分よびプロセス油等のオイル成分の配合割合を特
定したのは次の理由によるものである。即ち自動車のタ
イヤは走ると(・う性能、乗り心地、安定性等の機能の
バランスがとれていなければならず、そしてタイヤ用ゴ
ム組成物はその配合物の担う役割りがそれぞれあり、そ
れぞれの添加量を変えることにより、上記タイヤ性能の
バランスに微妙な差を生ずる。例えばCB縫を増すとタ
イヤは硬くなり、車の乗り心地が悪くなる。またオイυ
を増すとタイヤは軟らくなり乗り心地は良くなる。しか
しオイlしをふやし過ぎると耐摩耗性が極端に低下する
。また硫黄量を増すとタイヤは硬くなり乗り心地は低下
する。このような種々の要素を勘案し、本発明ではその
各配合成分の割合を、レーシング用として好適なタイヤ
トレッド用ゴム組成物を得るように定めたのである。
以上のようにして本発明によれば超微粒子、即ち比表面
積の大きいOBを用い、湿式法により、ゴム成分その他
の配合成分と混和してマスターバッチを作ることにより
、従来のドライミックス法に比べて少1.r、い工程数
、少ない所要混練エネルギーで、良好なOB分散度を達
成し、耐摩耗性、ブローアウト特性等におけろ優れた特
性をもたせ、タイヤとしたとき接地路…1との間でのエ
ネルギーロスが大きくて安定した操縦性が得られるレー
シング用タイヤトレッドに好適なゴム組成物を得ろこと
ができるものである。
次に本発明の実施例および比較例を示す。
実施例1 /、3−ブタジェン単量体とスチレン単量体を脂肪重石
けんとロジン重石けんの混合乳化剤を用(・て水性媒体
中に乳化分散させ、重合開始剤、−偲〕 はハフメタンハイドロパーオキサイドと硫酸第一鉄の組
合わせとし、還元剤としてソジウムホルムアルデヒドス
シポキシレートヲ用(・、l。
℃以下で重合を行なった。この、t ウにして結合スチ
レン量μO%のSBRを沓た。
このスチレン・フリジエンゴムラテックスioo重量部
(固形分として)に対し芳香族プロセス油700重片部
およびカーボンブラック、’N / / 0 [SN2
は73月n1ジブチセフタレート(以下DBPと略称す
る)吸油量iiAml/loog〕ioo重量部を超分
散法(米国特許第シフ6z7りj号明細書記弊方法によ
る)によって71<に分散させてOBスラリー状態にし
たものを加えてSO〜70℃で充分混合し、硫酸で凝固
を行ない、次℃・で水洗、濾過した後、100〜/、2
θ℃で乾燥する。
このようにして得られたW −OB M B、[、この
W’−CBM:B中のゴム成分ioo重量部に対配合し
、00C型バンバリーミキサ−〔循環水湿70℃、ロー
ター回転数jμ、j(前)/lQ、t(後) rpm 
]で混絆し、混線された配合物を70インチ(,2t、
μcnt )ロールで冷却し、シート化し プこ。
このようにして得られたゴム7〜トに硫黄/、73重惜
部および加硫促進剤(三組化学社製サンセラーNOB、
有効成分N−オキシジエチレン−ノーペンゾチアジルス
lレフエンアミド)コ、O重都部を加え、上記と同じ(
OOC型パンバリミキサーで混練し、次〜・でその混練
物を70インチロールで冷却、シート化する。このゴム
シートを成形し、超プレスを用い、133℃、30分で
加硫した。このものの物性を後記第7表に示す。
実施例λ OBとしてSN2が/17qン、9.DBP吸油司が1
.22m1 / / 00 gの超微粒子CBを用いた
点を除き、その他は実施例1と同様にしてゴム組成物を
得た。このものの物性をに/表に示す。
比較1テリl これは従来のドライミックス法によるものである。
/、3−ブタジェンとスチレンとからハイスチレン8B
Rラテツクスを得るまでは実施例1と同様にし、このS
BRラテックスに、このものの固形分100重量部に対
し37.、tMrf1部の割合帳の芳香族プロセス油を
よ0〜70℃で混会し、これを硫酸で凝固し、次に水洗
、濾過した後、/ 00− / 、20℃で乾燥する。
このようにして得られたプロセス油陰有SBHに、この
もののゴム成分100M敏部を基準とし゛〔OB N 
J j 5’ (SN2はI I rtVj? 、  
DB”殴油電・/ j J me / / 00 、!
9 ) ’ / (7重華部および芳香族プロセス油A
2.jM昂:部を下記のように分割配合する。即ち最終
の全配合計はOB//Q、重14部、プロセス油/ ’
00重字部となるようにする。
先ずプロセス油官有8BHに、そのゴム成分y 00 
、j[j H=部に対する割イjで、043およびプロ
セス油の全配合iの/7.2 [it並びにステアリン
酸/、O重h1部およびrβ化亜鉛3.0中継部をOO
a型パンバリミギザーで?Rz棟し、このものを10イ
ンチロールで冷却、シート化する。
このニオ1tで(’?られたゴムシートに、残りのOB
I、Hよびプロセス油を同様にo o O型バンバリー
ミキ°す−で混j:4 L、このものをIOインチロー
lしで冷却、ソート化する。
このソートと、硫哉/、 73事情部および加硫促進剤
(サンセラーN0B))、、0取計部とを同様に000
 JrlIjバンバリーミキサ−で混練し、この混練物
を10インチロールで冷却、シート化する。
次にこのゴムシートを成形し、熱プレスな用い、izs
℃1.20分間で加硫した。このものの物性を第7表に
示す。
比較例コ この例は実施例1と同様、w−cBbtnを作るウェッ
トミックス法によるが、ただしOBとして比較(Fll
 /で用いたと同じSN 2がr g 、、、ygのO
B (N 3−?り)を用(・、その他は全〃て実hf
i例1ど同様に行なった。イ4子もれたゴム組成物の物
性を第1表に示す。
比較例3 この例は比較例1と同様、ドライミックス法によってO
Bを混和するが、ただしCB N、2.20(E’!N
2は10aylyyg、DBP吸油Mは/、 i sm
e// 00g)を用t・、その他は全臀で比較例/ど
同様に行なった。得られたゴム組成物の物ゼ■〕を第7
表に示1゜ 比較例1 この例は実施例1と同様、W −C、B M Bを作ろ
ウェットミックス法によるが、ただしOBとして比較例
3で用(・たと同じ、SN2がIO’1rrl/IのC
B112.20を用い、その他は全iて実施例/と同様
に行った。得られたゴム組成物の物性をシ’L/表に示
す。
比較例j この例目比較例/と同様、ドライミンク法によってCB
を711和するが、ただしOBとして実施例1で用(・
たと同じ、SN2が13JIHンIのCBIJ/10な
用い、その他は全妨て比較例1と同様に行った、イbら
れたゴムf!J成物の物性を第 7 茅ミに〕「:ず。
比較例t ごの例て31J:比較[6+1 /ど同様に行1fつだ
か、OBとし゛(&上、実施例2で用(・たと同じSN
2が/ f 77n″/gの超微粒子OBを用いた。得
られたゴム組成物の物性を第7表に示プ。
上t112の各ゴム組成物についての物性その他を筆1
表に示すが、この表における各中目の測定は次の方法に
よった。
OBの分散度はスレッジ型ミクロト−ム(TJeitz
社製)を用いて測定する。
粘弁性特性ks示す1; anδにつ(・ては粘弾性ス
ペクトロメーター(岩本製作所製)を用い、温度、23
℃、周波数1OH2、歪j%の力学的梢失正打!’、(
tanδ)を求めた。
反歌弾性はJ工5K−1,30/ で、リュプケ式(,
1ヤ子衝年式)を使用I−て測定すイ)。
耐摩耗性はアクロン摩耗(BS規格903PartA9
C)およびビj fiy耗(ASTM D 、72.2
1 )の両方を測定した。前者はアクロン摩耗試験(1
ユ(−L島製作所甜゛L)、後者はピコ)や耗F、A’
、?;j;機〔フエリイW シフ (Ferry Ma
chine )社製〕テ測定し ブこ。
ウェットスキッド抵抗値(インデックス)はポータプル
ウェットスキッドテスター(英国5tan、ley社j
lJ、路面:住友スリーエム社肥セーフディウオーク 
タイグB、水沢、20℃)をJ−rlいて測定した。
ブo−アウト特性は、グツドリッチフレキソメーター(
上品製作所製)を用い、Φ件は温度100℃、ストロー
クj、7.2闘・、荷重6.2ボンド(,2,1′、 
/ kg)、時間7分で行な(・、カット断面の評価を
次のように行なった。即ちj段階評価を行な(・、亀裂
発生をl、小孔発生を3、孔の発4F:なしをjとし、
λおよびlをそれ’e h、の中間的なものとして評価
する。
消5−4電力は、00C型バンバリーミキザー運転によ
る消費fi1i:力縦を示し、第7段階消費電力は加硫
剤を含まな(・配合系の練り消費電力、第7段階消費電
力は加硫剤を含む配合系の練り消費重力な爪ず。
上記の表にお(・て、混和方式の櫃I中、ドライとある
。の(」、ドライミックス法、ウェットとあるのは不発
明方法におけるようにOBを水性スラリーの形でゴノ、
ラテックスと混和する方法をし・5゜ 」−記、q)表から、本)■己明方法によるものは、得
られる組成物の各物性、製造時の消費■7ブハ全イての
面で%< 、11で(・ることが明らかである。
り土tti2ψ1し、実施例に挙げたところは本発明の
3,4i1mN+141Jけるための代表的例示に併わ
るものであり、不発[!11はこ1Lら例示によって制
限を受りるものでなく、発明の要旨内でその他の答゛更
例をとることができるものである。
337−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  (a) 70車酔%1す七のジエン系ゴム成
    分を含むゴムラテックスを固形分でioo重量部、(b
    )Iイ(素吸着比表向積が/ 20−.2007J9の
    カーボンブラックを水に分散させて得られるカーボンブ
    ラックスラリーを固形分でgO〜/10重邦部、 および(c)芳”香族プロセス油および/又は高粘度油
    70〜//Q重十1部 を混合して得られろ混合物に凝固剤を添加、カーボンブ
    ラック−t〜3o屯量部並置部芳香族プロセス油およゝ
    ′び/又は高粘度油0〜30重M一部を配合してなるタ
    イヤトレッド用ゴム組成物
  2. (2)  ゴムラテックスのジエン糸ゴム成分が結合ス
    チレン/ j N60重量係のスチレン−ブタジェンゴ
    ムである特許請求の範囲第1.LJi記載のタイヤトレ
    ッド用ゴム組成物
  3. (3)  ゴムラテックスは結合スチレン/j−30重
    量係のスチレン−ブタジェンゴムのラテックスと乳化重
    合法により得ら)Lろポリブタジェンゴムラテックスを
    含んでいるもので本)る11¥許請求の範囲第7項記載
    のタイヤトレッド用ゴム組成物
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