JPH07102120A - 炭素フィブリル含有ゴム組成物および空気入りタイヤ - Google Patents

炭素フィブリル含有ゴム組成物および空気入りタイヤ

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JPH07102120A
JPH07102120A JP5226044A JP22604493A JPH07102120A JP H07102120 A JPH07102120 A JP H07102120A JP 5226044 A JP5226044 A JP 5226044A JP 22604493 A JP22604493 A JP 22604493A JP H07102120 A JPH07102120 A JP H07102120A
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rubber
rubber composition
fibrils
fibril
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Hiroharu Ikeda
弘治 池田
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Hyperion Catalysis International Inc
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    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/24Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 硬度、強度に優れた炭素フィブリル含有ゴム
組成物とこれを用いたタイヤの提供。 【構成】 直径3.5〜75nmの微細糸状の炭素フィ
ブリルが、互いに絡み合った、平均粒径0.05〜50
μmの凝集体から主としてなる炭素フィブリル材料0.
5〜60重量部、および合成ゴムおよび/または天然ゴ
ム99.5〜40重量部とを混合してなる炭素フィブリ
ル含有ゴム組成物およびこのゴム組成物を表層部に備え
た空気入りタイヤ。 【効果】 加工性を維持しながら、高硬度、高強度、高
耐摩耗性さらに導電性がある加硫ゴムが得られる。ま
た、タイヤの軽量化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硬度、強度に優れた新
規なゴム組成物、更に詳しくは特定の炭素フィブリル材
料を合成ゴムおよび/または天然ゴムに配合した炭素フ
ィブリル含有ゴム組成物と、これを用いたタイヤに関す
る。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、石
油資源の先行不安から、自動車の燃費の大幅な改善を目
的として、燃費規制値も一段と厳しくなることが予告さ
れており、将来の厳しい規制値をクリアーするために
は、従来の材料、技術を超えたものが必要となる。自動
車の燃費を大幅に改善するためには、タイヤの重量その
ものを軽くすることが、有力な考え方の一つである。
【0003】タイヤを構成するゴム部材に関しては、ゴ
ム部材の比重を下げることが考えられる。ゴムに比べて
比重が約2倍と大きいカーボンブラックの使用量を大幅
に減らすことは、この意味で好ましい。しかしながら、
カーボン量を減らすと、硬度、引張り強度、低伸長時の
モジュラスが小さく、また耐摩耗性も不十分となる。
【0004】タイヤの重量を軽くするもう一つの考え方
として、タイヤのサイズを小さくすることが考えられ
る。しかしながら、タイヤを小さくすると、タイヤその
ものの強度が保持できなくなる。カーボンブラックの使
用量を増やすと、硬度は大きくなるが、強度の増加は不
十分で、カーボンブラックがさらに多くなると強度はむ
しろ低下し、ゴム組成物の加工性も悪くなり、加硫ゴム
の発熱性を高めることになる。また、ゴム組成物の比重
が大きくなりタイヤの重量が増えるなどの問題がある。
【0005】従って、従来のカーボンブラックに比較し
て、補強性が大きく、また少量の使用で硬度や耐摩耗性
が大きくなる補強材が望まれていた。最近、微細糸状の
炭素フィブリルが開発され、少量の添加により、高い硬
度と良好な引張強度と耐摩耗性を有するゴム組成が得ら
れることが見出された。しかし、このゴム組成物は、高
温時の物性、特に引張り強度の低下が大きいという問題
があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】特開平2−235945
号公報には、上記の課題の解決のための1つの手段とし
て、一定の炭素フィブリルを含有するゴム組成物が開示
されている。当該公開特許公報においては、炭素フィブ
リルの凝集体の径は、0.10〜0.25mmであり、
それ以下では得られたゴムシートの破壊強度TB が低下
することが示されている。
【0007】しかし、本発明の発明者らは、さらに鋭意
研究を重ねた結果、炭素フィブリル凝集体の平均粒径が
さらに小さい場合でも、TB ならびにHS を悪化させる
ことなく、むしろ炭素フィブリル材料の分散性や成形物
表面の外観を改善できることを見出した。さらには、ゴ
ム組成物の導電特性をも向上させることができ、より少
量の炭素フィブリル材料によって同等の抵抗値が得られ
ることが判明した。
【0008】この検討結果を工業的に応用すべく研究を
行った結果、あらゆる市販の合成ゴムおよび/または天
然ゴムに対して特定の炭素フィブリル材料を適量配合し
たゴム組成物は、加工性にすぐれ、加硫により高硬度で
引張強さおよび耐摩耗性にすぐれた加硫ゴムとなること
を見出したものである。
【0009】すなわち、本発明の要旨は、直径3.5〜
75nmの微細糸状の炭素フィブリルが互いに絡み合っ
た、平均粒径0.05〜50μmの凝集体から主として
なる炭素フィブリル材料0.5〜60重量部、および合
成ゴムおよび/または天然ゴム99.5〜40重量部と
を混合してなる炭素フィブリル含有ゴム組成物、および
このゴム組成物をタイヤ表層部に備えた空気入りタイヤ
にある。
【0010】ここでタイヤ表層部とはトレッド、サイド
ウォールまたは各種カバーゴムをいい、またトレッドと
は複数層より成るトレッドにおいては、トレッド外層部
のみならず、走行後にタイヤ表面部に露出するトレッド
内層部をも含める。本発明においては、好ましくは上記
ゴム組成物をトレッドに備える。
【0011】本発明の説明において「90%径」の語句
を用いる。これは、次のように定義されるものである。
粒径をdとし、その粒径における体積分率Vdを確率変
数とする分布を粒度分布Dとよぶ。この粒度分布Dにお
いて最小の粒径をdmin,最大の粒径をdmaxとす
るとき、平均粒径dmは次式を満足するものである。
【数1】
【0012】さらに、「90%径」d90は、次の式を満
足するものである。
【数2】 本発明で使用する炭素フィブリル材料は、直径3.5〜
75nmの微細糸状の炭素フィブリルが互いに絡み合っ
た平均粒径が0.05〜50μmの凝集体からなる。凝
集体の平均粒径は、好ましくは0.2〜30μmであ
り、さらに好ましくは0.5〜20μmである。
【0013】本発明における凝集体の粒径分布は、次の
通りである。すなわち、先に定義した90%径は、通常
100μm以下、好ましくは80μm以下、さらに好ま
しくは50μm以下である。また、この90%径が、平
均粒径の7.5倍以下でもある。凝集体の平均粒径が5
0μmを超えると、ゴム組成物中における炭素フィブリ
ル材料が分散不良となり、加硫物の引張強度が低下した
り、成形物表面の外観が損なわれたりする。平均粒径が
0.05μm未満のものは、製造が難しい。
【0014】炭素フィブリル材料中の凝集体の割合は、
好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上で
ある。炭素フィブリル凝集体を構成する炭素フィブリル
は、その直径のばらつきが、好ましくはサンプル数10
の平均直径の15%以内であり、アスペクト比が通常5
以上、好ましくは100以上、さらに好ましくは100
0以上の糸状であり、かつ、通常、その芯部が中空であ
るチューブ状ものである。
【0015】さらに、この炭素フィブリルは、フィブリ
ル軸に平行な複数の黒鉛質層を有し、好ましくは連続的
な熱炭素被覆を持たないものである。この熱炭素被覆で
覆われた表面積の割合は、通常50%以下、好ましくは
25%以下、さらに好ましくは5%以下である。
【0016】炭素フィブリルはその表面を変性したもの
も使用できる。例えば、酸化などの化学反応や、エポキ
シ樹脂などのポリマーによるコーティングなどの手段に
より変性することができる。
【0017】本発明で用いる炭素フィブリルは、X線光
電子分光法によるCISとOISの相対比(CIS/OIS)が
92/8〜98/2の範囲内にある部分酸化炭素フィブ
リルが好ましい。92/8より小さいとゴムへの分散が
不十分のため、加硫ゴムの引張り強度が低下し、一方9
8/2より大では高温維持後の引張り強度が低下する。
このようなゴム組成物は、自動車用、特に乗用車用タイ
ヤに好適である。
【0018】本発明の組成物中における炭素フィブリル
材料の割合は、0.5〜60重量%、好ましくは1〜5
0重量%、特に好ましくは5〜40重量%である。タイ
ヤに用いる場合は、炭素フィブリル材料の割合は、15
〜60重量%、好ましくは20〜50重量%である。
0.5重量%未満では炭素フィブリル材料による効果が
表われない。60重量%を越えると、組成物の加工性が
著しく悪くなり、組成物の加硫物の硬度が大きくなりす
ぎる欠点が生じる。
【0019】本発明で使用する炭素フィブリルは、特許
出願公表平2−503334号公報にその製造方法が記
載されているが、具体例を次に記す。垂直式管状反応器
において、自重または不活性ガスなどのガス噴射によっ
て金属含有触媒粒子を炭素含有ガス流に導入することに
よって炭素フィブリルを製造する。反応温度は550〜
1200℃である。触媒粒子は、前駆的化合物、例えば
フェロセンの分解によって反応器中で形成されてよい。
反応器には、触媒粒子を受けとめる石英ウールの内部プ
ラグと反応器の温度をモニターする熱電対とを備えた石
英管を備える。さらに、触媒、反応ガス、及びアルゴン
といったパージガスを夫々導入する入口ポート及び反応
器のガス抜き用出口ポートを備える。
【0020】適当な炭素含有ガスは、飽和炭化水素類、
例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ヘキサン及
びシクロヘキサン、不飽和炭化水素類、例えばエチレ
ン、プロピレン、ベンゼン及びトルエン、酸素含有炭化
水素類、例えばアセトン、メタノール及びテトラヒドロ
フラン、並びに一酸化炭素である。好ましいガスは、エ
チレン及びプロパンである。好ましくは水素ガスを添加
する。典型的には、炭素含有ガス対水素ガスの比は、
1:20〜20:1の範囲である。好ましい触媒は、蒸
着アルミナに付着させた鉄、モリブデン−鉄、クロム−
鉄、セリウム−鉄及びマンガン−鉄粒子である。
【0021】フィブリルを成長させるために、反応管を
550〜1200℃に加熱し、同時に例えばアルゴンで
パージする。反応管が所定温度に達すると、水素流及び
炭素含有ガス流の導入を開始する。1インチの長さの反
応管について、約100ミリリットル/分の水素流量及
び約200ミリリットル/分の炭素含有ガス流量が適当
である。反応管を上記流量の反応ガスで5分間以上パー
ジした後、触媒を石英ウールプラグに落とす。次に反応
ガスを反応器内全体において、触媒と(典型的には0.
5〜1時間)反応させる。反応時間が終了すると、反応
ガス流を停止し、炭素非含有ガス、例えばアルゴンをパ
ージして反応器を室温まで冷却し、反応管からフィブリ
ルを回収する。フィブリルの収率は触媒の鉄含量の30
倍以上である。
【0022】本発明で用いる炭素フィブリル材料は、前
記のようにして製造した炭素フィブリルをそのまま、あ
るいは多くの場合、粉砕して、所定のサイズに調製して
得る。粉砕の手段としては、例えば、気流式粉砕機(ジ
ェットミル)または、衝撃式粉砕機がある。これらの粉
砕機は、連続運転が可能であり、ボールミル、振動ミ
ル、などと比較して単位時間あたりの処理量も大きいた
め、粉砕コストを低く抑えることができる。さらに、分
級機構を粉砕機内に設けたり、サイクロンなどの分級機
をライン中に設けると、粒度分布の狭い均一な炭素フィ
ブリル凝集体を得ることができるので好ましい。
【0023】本発明において使用される部分酸化炭素フ
ィブリルは、炭素フィブリルを原料にして、その表面を
酸化することによって製造することができる。酸化方法
としては、空気、酸素、オゾン、水蒸気、プラズマなど
の酸化性ガスを常温または高温で気相酸化することによ
り、また濃硝酸、過マンガン酸カリ、重クロム酸カリ、
次亜塩素酸ナトリウムなどで液相酸化することにより製
造することができる。環境汚染防止の観点から、工業的
には酸化性ガスによる気相酸化が好ましく、炭素フィブ
リル製造プロセスに酸化処理ブロセスを組合せて製造す
ることができる。これらの酸化処理は、原料の炭素フィ
ブリルを先に粉砕してから行なうこともできる。
【0024】図1に、本発明で用いる炭素フィブリル材
料の一例を示す。黒い影となっている部分が上述のよう
にして得た炭素フィブリル凝集体であり、線状に見える
のが炭素フィブリル自体である。
【0025】本発明で用いる合成ゴムには、ポリイソプ
レンゴム、ポリブタジエンゴム、ブタジエン−スチレン
共重合ゴム、ブタジエン−アクリロニトリル共重合ゴ
ム、ポリクロロプレンゴム、エチレン・α−オレフィン
系共重合ゴム、エチレン・アクリル共重合ゴム、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体、アクリルゴム、エピクロルヒ
ドリンゴム、ハロゲン化ポリエチレン、クロルスルホン
化ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ホスフ
ァゼンゴムが挙げられる。
【0026】また、上記ゴムに無水マレイン酸、α,β
−不飽和カルボン酸およびそのエステル類、各種ビニル
化合物、アセナフチレン誘導体などを付加した変性物、
上記ゴム中で重合体主鎖中に不飽和基を有するゴムを水
素添加した変性物も挙げられる。
【0027】タイヤに用いる場合、ジエン系重合体、す
なわちポリブタジエンゴム、ブタジエン−スチレン共重
合ゴム、ポリイソプレンゴムが好適に使用できる。かか
るブタジエンゴム系化合物の(共)重合体中のブタジエ
ン部のビニル含有量は15%以上、好ましくは20%以
上、さらに好ましくは30%以上である。また製造上お
よび効果の面から90%以下が好ましい。15%未満で
あるとウェットスキッド特性、転がり摩擦抵抗特性を同
時に改良することが困難となる。即ち、ウェットスキッ
ド特性を改良しようとすると転がり摩擦抵抗特性が劣
り、また転がり摩擦抵抗特性を改良しようとするとウェ
ットスキッド特性が劣る。上記のブタジエン系(共)重
合体は、好ましくはガラス転移温度(Tg )が−70℃
以上、更に好ましくは−60℃以上である。また、効果
の面から−30℃以下が好ましい。ガラス転移温度が該
温度より低いとウェットスキッド特性が劣り、好ましく
ない。なおガラス転移温度(Tg )はDSCで測定した
値を示し、ちなみにビニル結合含有量12%のLi系ブ
タジエンゴムが−180℃、天然ゴムが−76℃、乳化
重合スチレンブタジエン共重合体ゴム(SBR#150
0:商品名)が−64℃である。
【0028】タイヤ用に好ましい共役ジエン系(共)重
合体は、共役ジエン単独あるいは共役ジエンと他の共役
ジエン、芳香族ビニル化合物のうちの1種以上とを、炭
化水素溶媒中でリチウム系開始剤を用いて溶液重合を行
った後、イソシアナート化合物等の反応性化合物を反応
させることによって得られる。特に、スチレン含有量5
重量%以上のスチレン−ブタジエン共重合体が、ウェッ
トスキッド特性、転がり摩擦抵抗特性に優れ、かつ高い
引張り強度、加工性に優れるので好ましい。上記スチレ
ンの含有量は特に限定されていないが、50重量%以
下、好ましくは45重量%以下である。
【0029】本発明のゴム組成物においては、ゴム工業
で常用される加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化
防止剤、軟化剤および充填剤が適宜配合される。また、
必要に応じてカーボンブラック、シリカ、ケイ藻土、粉
砕石英、タルク、クレー、マイカ、ケイ酸カルシウム、
ケイ酸マグネシウム、ガラス粉末、炭酸カルシウム、硫
酸バリウム、炭酸亜鉛、酸化チタン、アルミナ、ガラス
繊維、他のカーボン繊維、有機繊維などの充填剤、軟化
剤、可塑剤、加工助剤、滑剤、老化防止剤、紫外線吸収
剤など公知の添加剤を添加することもできる。
【0030】これらの配合物は、ロール機、バンバリー
ミキサーなど常用される混練り機によって混練り後、通
常の加硫ゴムの製造条件で成形、加硫される。なお、本
発明の炭素フィブリル材料とゴムの混合は、ウェットマ
スターバッチ法によっても可能である。
【0031】
【実施例】本発明を実施例によって、さらに具体的に説
明するが、いかなる意味においても、実施例によって、
特許請求の範囲に記載された発明の範囲が限定されるも
のではない。
【0032】なお、炭素フィブリル凝集体の粒径の測定
に際しては、まず炭素フィブリルを、界面活性剤を添加
した水に加えて、超音波ホモジナイザーを用いて分散さ
せた。その後、その炭素フィブリル分散液をレーザー回
折散乱式粒度分布形を用いて分析し、凝集体の粒径を測
定した。
【0033】実施例と比較例における加硫試験のための
配合は、表1ないし表3のとおりである。配合における
単位は、すべて重量部である。表1の配合1または配合
2による配合物に、表2および表3の配合により炭素フ
ィブリルまたはHAFカーボン(高補強性カーボンブラ
ック)を加えた。また、ゴムの種類は表2および表3に
特定する通り、SBRゴムまたはEPゴムである。
【0034】表2および表3には、その他に、炭素フィ
ブリル材料の性質ならびに実施例と比較例の試験結果を
示す。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】
【0038】実施例1 炭素フィブリル材料として、平均直径が13nmの微細
糸状、チューブ形態の、黒鉛質の炭素フィブリルが絡み
合ってなる、平均粒径が3.5μm、前述の90%径が
8.2μmの凝集体を使用した。これを表1の配合1お
よび表2に記載の配合条件に従って配合した。ここでS
BRゴムとして、日本合成ゴム製SBR1502を使用
した。配合物をラボプラストミルおよびロールを用いて
混練りした後、145℃で30分加硫し、厚さ約2mm
のゴムシートを得た。
【0039】JIS K6301で規定される加硫ゴム
の引張り試験法に従って試験を行い、表2に示す硬度
(HS )および破壊強度(TB )のデーターを得た。ま
たASTM D−2228に規定されるピコ摩耗試験を
行い、耐摩耗性を実施例1を100とした指数にて示し
た。
【0040】比較例1 炭素フィブリル30部の代わりにHAFカーボン(AS
TM No.N−330)70部を用いたほかは、実施
例1と同様に実験した。実施例1と、比較例1とを比べ
ると、炭素フィブリルの場合にはHAFカーボンの約半
分の配合量にて同等の硬度および引張り強度を有するの
が分かる。また耐摩耗性にも優れている。
【0041】実施例2、比較例2 表1の配合2にて、ゴムとしてEPゴム(日本合成ゴム
製EP21)を用い、炭素フィブリルとHAFカーボン
は、それぞれ実施例1、比較例1と同じものを用いたほ
かは、実施例1と同様に実験した。結果を表2に示し
た。EPゴムにおいても、HAFカーボンよりも炭素フ
ィブリルの方が硬度を高めるのにより有効なことを示し
ている。また、体積固有抵抗値は、実施例2の方が約1
0,000分の1になっており、炭素フィブリルが導電
製を高めるのにきわめて優れていることを示している。
【0042】実施例3 炭素フィブリルを3部としたほかは、実施例1と同様に
実験した。
【0043】比較例3 HAFカーボンを3部としたほかは、比較例1と同様に
実験した。実施例3と比較例3との対比により、炭素フ
ィブリルは、少量でも加硫ゴムの体積固有抵抗値を著し
く低下させる効果があることが分かる。
【0044】実施例4 炭素フィブリル材料として、平均直径が13nmの微細
糸状、チューブ形態の、黒鉛質の炭素フィブリルが絡み
合ってなる、平均粒径が7.4μm、先に定義した90
%径が34μmの凝集体を使用した。これを表1の配合
1、表2の配合条件により、実施例1と同様に実験し
た。実施例1と比較して、炭素フィブリル量が5部増加
したため硬度、引張り強さが大となり、導電性も大とな
った。摩耗は小となった。
【0045】比較例4 HAFカーボンを100部としたほかは、比較例2と同
様に実験した。ロール加工性が悪く、引張り強さも小で
あった。
【0046】比較例5 炭素フィブリル材料として、平均直径13nmの微細糸
状、チューブ形態の、黒鉛質の炭素フィブリルが絡み合
ってなる、平均粒径が80μm、先に定義した90%径
が240μmの凝集体を使用した。これを表1の配合1
および表2の配合により、実施例1と同様に実験した。
同量の炭素フィブリルを配合した実施例1に比較してロ
ール加工性が劣り、引張り強さが小であった。また、導
電特性についても、実施例1に劣った。
【0047】実施例5〜7 実施例1の炭素フィブリルに濃硝酸を加えて加熱し、還
流下で反応させ、酸化度の異なる炭素フィブリル材料を
調製した。これらの形状、性質は表3に示した。これを
表1の配合1および表3の配合の欄の記載に従って配合
した。実施例1に記載の条件に従って加硫し、物性試験
をした。なお、硬度と引張り強さとは、常温(25℃)
での試験のほかに、試験片を100℃で48時間保った
のち、常温にて試験した。
【0048】比較例6 炭素フィブリル材料としてCIS/OISが99/1のもの
を使用し、その他の条件は表3に記載のものであるほか
は、実施例5と同様に実験した。
【0049】比較例7 炭素フィブリルの代わりにHAFカーボンを75部使っ
たほかは、実施例5と同様に実験した。実施例5、6と
比較例7とを比べると、本発明の炭素フィブリルを使用
した場合、高温維持後の硬度と引張り強さの変化(劣
化)が少ないことが判る。実施例5と比較例7とを比較
すると、炭素フィブリルはHAFカーボンの2/5の配
合量で同等の硬度と引張り強さを加硫ゴムに与えること
が判る。
【0050】
【発明の効果】上述のように、本発明のゴム組成物は、
ロール加工性が良い。さらに、SBRゴム組成物につい
て本発明の炭素フィブリルとカーボンブラックの効果を
比較すると、炭素フィブリルは、カーボンブラックの半
分弱の配合で、硬度、引張り強さ、摩耗においてほぼ同
等の物性を示すことができる。また、体積固有抵抗値
は、約70分の1となり、導電性の高い加硫ゴムが得ら
れる。
【0051】また、このような本発明のゴム組成物によ
れば、加工性やゴム弾性をそこなうことなしに硬度の高
いゴムを得ることができる。従って、長時間にわたる性
能の安定性が確保できる。これは、硬度を高めるための
充填剤やイオウの配合量を低減しつつ硬度を維持するこ
とが、本発明のゴム組成物により可能となるからであ
る。
【0052】さらに、補強のために配合されていた高補
強性カーボンブラックによりゴムの発熱性が高まること
をさけつつ、大型車両用のラジアルタイヤのトレッドに
も使用できる充分な硬度を有するゴム組成物が得られ
る。
【0053】特に、部分酸化炭素フィブリルを使用する
と、通常のカーボンブラックを使用した場合に比較し
て、カーボン量が約2/5の配合でありながら、硬度、
引張り強さ、耐摩耗性が同程度であるほかに、加硫ゴム
の熱劣化が少ないという特徴がある。
【0054】このように、本発明のゴム組成物は、近年
ますます高まる性能要求を満たし、製品としての性能が
長時間にわたり安定しているものであり、きわめて広い
工業部品分野において有効に利用できるものである。例
えば、自動車部品、タイヤ部品、ゴムロール、ローリン
グ、パッド、オイルシールなどに応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】繊維の形状であり、本発明のゴム組成物の製造
に用いられる炭素フィブリル材料のTEM(Trans
mission Electron Microsco
pe)像の一例である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直径3.5〜75nmの微細糸状の炭素
    フィブリルが互いに絡み合った、平均粒径0.05〜5
    0μmの凝集体から主としてなる炭素フィブリル材料
    0.5〜60重量部、および合成ゴムおよび/または天
    然ゴム99.5〜40重量部とを混合してなる炭素フィ
    ブリル含有ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のゴム組成物をタイヤ表層
    部に備えた空気入りタイヤ。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6520229B1 (en) 1994-12-22 2003-02-18 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Pneumatic tire having improved static discharge characteristics
JP2004249888A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
JP2005068386A (ja) * 2003-08-28 2005-03-17 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、並びに炭素繊維複合成形品及びその製造方法
JP2005082640A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、並びに炭素繊維複合成形品
JP2005097534A (ja) * 2003-07-23 2005-04-14 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、炭素繊維複合成形品及びその製造方法、炭素繊維複合金属材料及びその製造方法、炭素繊維複合金属成形品及びその製造方法
JP2005097525A (ja) * 2003-04-09 2005-04-14 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料およびその製造方法
JP2005179519A (ja) * 2003-12-19 2005-07-07 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、炭素繊維複合成形品及びその製造方法、炭素繊維複合金属材料及びその製造方法、炭素繊維複合金属成形品及びその製造方法
JP2005194346A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、炭素繊維複合成形品及びその製造方法、炭素繊維複合金属材料及びその製造方法、炭素繊維複合金属成形品及びその製造方法
JP2005200594A (ja) * 2004-01-19 2005-07-28 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、炭素繊維複合成形品及びその製造方法、炭素繊維複合金属材料及びその製造方法、炭素繊維複合金属成形品及びその製造方法
JP2007332358A (ja) * 2006-05-17 2007-12-27 Sumitomo Rubber Ind Ltd サイドウォール用ゴム組成物およびそれを用いたサイドウォールを有するタイヤ
WO2010004633A1 (ja) * 2008-07-10 2010-01-14 日信工業株式会社 カーボンナノファイバーの製造方法及びカーボンナノファイバー並びにカーボンナノファイバーを用いた炭素繊維複合材料の製造方法及び炭素繊維複合材料
US7759410B2 (en) 2006-05-17 2010-07-20 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition for sidewall and tire having a sidewall using same
US8377547B2 (en) 2004-07-16 2013-02-19 Nissin Kogyo Co., Ltd. Carbon fiber-metal composite material and method of producing the same

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6203814B1 (en) 1994-12-08 2001-03-20 Hyperion Catalysis International, Inc. Method of making functionalized nanotubes
US6514897B1 (en) 1999-01-12 2003-02-04 Hyperion Catalysis International, Inc. Carbide and oxycarbide based compositions, rigid porous structures including the same, methods of making and using the same
US6809229B2 (en) 1999-01-12 2004-10-26 Hyperion Catalysis International, Inc. Method of using carbide and/or oxycarbide containing compositions
US6936565B2 (en) 1999-01-12 2005-08-30 Hyperion Catalysis International, Inc. Modified carbide and oxycarbide containing catalysts and methods of making and using thereof
AU6078700A (en) 1999-07-21 2001-02-13 Hyperion Catalysis International, Inc. Methods of oxidizing multiwalled carbon nanotubes
CN1316507C (zh) 2001-10-29 2007-05-16 海珀里昂催化国际有限公司 含官能化碳纳米管的聚合物
EP1514280B1 (en) 2002-06-14 2007-05-30 Hyperion Catalysis International, Inc. Electroconductive carbon fibril-based inks and coatings
JP2008511741A (ja) 2004-08-31 2008-04-17 ハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッド 押出しによる導電性熱硬化性樹脂
WO2006055670A2 (en) 2004-11-16 2006-05-26 Hyperion Catalysis International, Inc. Methods for preparing catalysts supported on carbon nanotube networks
US7923403B2 (en) 2004-11-16 2011-04-12 Hyperion Catalysis International, Inc. Method for preparing catalysts supported on carbon nanotubes networks
JP2006167710A (ja) 2004-11-22 2006-06-29 Nissin Kogyo Co Ltd 薄膜の製造方法及び薄膜が形成された基材、電子放出材料及びその製造方法並びに電子放出装置
EP1752489B1 (en) * 2005-08-10 2008-10-01 Bridgestone Corporation Rubber composition
DE102006035773A1 (de) 2006-08-01 2008-02-07 Bayer Technology Services Gmbh Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffnanorörchen-Polymer-Mischungen mittels Gasphasenpolymerisation
EP2240277A1 (en) 2008-01-25 2010-10-20 Hyperion Catalysis International, Inc. Processes for the recovery of catalytic metal and carbon nanotubes
US20140300204A1 (en) * 2011-10-31 2014-10-09 Showa Denko K.K. Composite material, transmission sheet, transmission unit, and non-contact power transmission system including the same
US20220169835A1 (en) * 2020-12-02 2022-06-02 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire and rubber composition including carbon dioxide-generated carbon reinforcing filler

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1321863C (en) * 1986-06-06 1993-09-07 Howard G. Tennent Carbon fibrils, method for producing the same, and compositions containing same
WO1990010296A1 (en) * 1989-03-03 1990-09-07 Japan Synthetic Rubber Company, Ltd. Applications for graphite fibrils
JP2863192B2 (ja) * 1989-04-19 1999-03-03 ハイピリオン・カタリシス・インターナシヨナル・インコーポレイテツド 熱可塑性エラストマー組成物
JP3029115B2 (ja) * 1989-07-21 2000-04-04 ハイピリオン・カタリシス・インターナショナル・インコーポレイテッド 導電性シート
JP2862578B2 (ja) * 1989-08-14 1999-03-03 ハイピリオン・カタリシス・インターナシヨナル・インコーポレイテツド 樹脂組成物

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6520229B1 (en) 1994-12-22 2003-02-18 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Pneumatic tire having improved static discharge characteristics
JP2004249888A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
JP2005097525A (ja) * 2003-04-09 2005-04-14 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料およびその製造方法
US8053506B2 (en) 2003-07-23 2011-11-08 Nissin Kogyo Co., Ltd. Carbon fiber composite material and method of producing the same, formed product of carbon fiber composite and method of producing the same, carbon fiber-metal composite material and method of producing the same, and formed product of carbon fiber-metal composite and method of producing the same
JP2005097534A (ja) * 2003-07-23 2005-04-14 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、炭素繊維複合成形品及びその製造方法、炭素繊維複合金属材料及びその製造方法、炭素繊維複合金属成形品及びその製造方法
JP2005068386A (ja) * 2003-08-28 2005-03-17 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、並びに炭素繊維複合成形品及びその製造方法
JP2005082640A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、並びに炭素繊維複合成形品
JP2005179519A (ja) * 2003-12-19 2005-07-07 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、炭素繊維複合成形品及びその製造方法、炭素繊維複合金属材料及びその製造方法、炭素繊維複合金属成形品及びその製造方法
JP2005194346A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、炭素繊維複合成形品及びその製造方法、炭素繊維複合金属材料及びその製造方法、炭素繊維複合金属成形品及びその製造方法
JP2005200594A (ja) * 2004-01-19 2005-07-28 Nissin Kogyo Co Ltd 炭素繊維複合材料及びその製造方法、炭素繊維複合成形品及びその製造方法、炭素繊維複合金属材料及びその製造方法、炭素繊維複合金属成形品及びその製造方法
US8377547B2 (en) 2004-07-16 2013-02-19 Nissin Kogyo Co., Ltd. Carbon fiber-metal composite material and method of producing the same
JP2007332358A (ja) * 2006-05-17 2007-12-27 Sumitomo Rubber Ind Ltd サイドウォール用ゴム組成物およびそれを用いたサイドウォールを有するタイヤ
US7759410B2 (en) 2006-05-17 2010-07-20 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition for sidewall and tire having a sidewall using same
WO2010004633A1 (ja) * 2008-07-10 2010-01-14 日信工業株式会社 カーボンナノファイバーの製造方法及びカーボンナノファイバー並びにカーボンナノファイバーを用いた炭素繊維複合材料の製造方法及び炭素繊維複合材料
US8513348B2 (en) 2008-07-10 2013-08-20 Nissin Kogyo Co., Ltd. Carbon nanofibers, method of producing carbon nanofibers, carbon fiber composite material using carbon nanofibers, and method of producing the carbon fiber composite material

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DE69419943D1 (de) 1999-09-09

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