JPH072866B2 - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
- Publication number
- JPH072866B2 JPH072866B2 JP2340732A JP34073290A JPH072866B2 JP H072866 B2 JPH072866 B2 JP H072866B2 JP 2340732 A JP2340732 A JP 2340732A JP 34073290 A JP34073290 A JP 34073290A JP H072866 B2 JPH072866 B2 JP H072866B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon black
- rubber
- rubber composition
- diameter
- mode diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、乗用車や軽トラック用タイヤのトレッド部材
として好適なゴム組成物、詳しくは優れた耐摩耗性能を
維持しながら高い反発弾性を有する低発熱性のゴム組成
物に関する。
として好適なゴム組成物、詳しくは優れた耐摩耗性能を
維持しながら高い反発弾性を有する低発熱性のゴム組成
物に関する。
ゴム補強用のカーボンブラックには、具備特性に応じた
多様の品種があり、これらの品種特性がゴムに配合した
組成物の諸性能を決定付ける主要な要因となる。このた
め、通常ゴムへの配合に当たっては、部材用途に適合す
る品種特性のカーボンブラックを選定使用する手段が慣
用されている。
多様の品種があり、これらの品種特性がゴムに配合した
組成物の諸性能を決定付ける主要な要因となる。このた
め、通常ゴムへの配合に当たっては、部材用途に適合す
る品種特性のカーボンブラックを選定使用する手段が慣
用されている。
例えば、ここ数年来、省資源、省エネルギーの社会的要
求に対応するため低燃費タイヤの開発が盛んにおこなわ
れてきたが、このような低燃費タイヤに対しては比較的
粒子径の大きい品種のカーボンブラックを相対的に少な
い量でゴム成分に配合した低発熱性で高反発弾性を備え
るゴム組成物が有効である。ところが、粒子径が大きく
比表面積の小さなカーボンブラックのゴム配合は、低燃
費性能の向上には有効であるが、湿潤路面での制動性お
よび耐摩耗性といった面の特性低下が避けられない。
求に対応するため低燃費タイヤの開発が盛んにおこなわ
れてきたが、このような低燃費タイヤに対しては比較的
粒子径の大きい品種のカーボンブラックを相対的に少な
い量でゴム成分に配合した低発熱性で高反発弾性を備え
るゴム組成物が有効である。ところが、粒子径が大きく
比表面積の小さなカーボンブラックのゴム配合は、低燃
費性能の向上には有効であるが、湿潤路面での制動性お
よび耐摩耗性といった面の特性低下が避けられない。
したがって、粒子径が小さく、比表面積の大きいカーボ
ンブラックを用いて配合ゴムに高耐摩耗性と高反発弾性
を与える低発熱性とを同時に付与することができれば、
タイヤトレッド用ゴム部材として理想的なものとなる。
ンブラックを用いて配合ゴムに高耐摩耗性と高反発弾性
を与える低発熱性とを同時に付与することができれば、
タイヤトレッド用ゴム部材として理想的なものとなる。
本出願人は上述した背反的なゴム性能を配合カーボンブ
ラックの特性面、とくに粒子径、比表面積、ストラクチ
ャー等の基本特性に加え、よりミクロな選択的特性を付
加することによって両立させる研究を系統的に継続して
おり、すでに以下の開発提案をおこなっている。
ラックの特性面、とくに粒子径、比表面積、ストラクチ
ャー等の基本特性に加え、よりミクロな選択的特性を付
加することによって両立させる研究を系統的に継続して
おり、すでに以下の開発提案をおこなっている。
窒素吸着比表面積（N2SA）が60m2/g以上、圧縮DBPが112
ml/100g以上のカーボンブラックに凝集体のストークス
モード径および同分布を一定値以上に維持させた配合ゴ
ムに高補強性能と高反発弾性を同時に付与することがで
きるカーボンブラック（特公平1-53978号公報）、N2SA6
0m2/g以上、DBP108ml/100g以上、一定比表面積当たりの
真比重を公知のカーボンブラックのそれより著しく低い
特定範囲に設定するとともに着色力ならびに凝集体モー
ド径当たりの分布巾を一定値以上に維持するカーボンブ
ラックを配合した高耐摩耗性と高反発弾性を兼備するゴ
ム組成物（特開昭59-140241号公報）、N2SAが65〜84m2/
g、N2SA／よう素吸着量（IA）の比が1.10〜1.35の範囲
にあり、圧縮DBP、ブラックネス、よう素吸着量および
凝集体モード径を変数とする関係式値を一定値以上に設
定した配合ゴムに高耐摩耗と高反発弾性を同時に付与す
ることができるカーボンブラック（特開昭3-225639号公
報）、N2SA75〜105m2/g、圧縮DBP110ml/110g以上で、一
定比表面積当たりの真比重を公知のカーボンブラックの
それより低い特定範囲に設定するとともに、粒子凝集体
空隙直径ならびに凝集体モード径当たりの分布巾を一定
値以上に維持した配合ゴムに高耐摩耗性と高反発弾性を
併有させることができるカーボンブラック（特開平1-20
1367号公報）。
ml/100g以上のカーボンブラックに凝集体のストークス
モード径および同分布を一定値以上に維持させた配合ゴ
ムに高補強性能と高反発弾性を同時に付与することがで
きるカーボンブラック（特公平1-53978号公報）、N2SA6
0m2/g以上、DBP108ml/100g以上、一定比表面積当たりの
真比重を公知のカーボンブラックのそれより著しく低い
特定範囲に設定するとともに着色力ならびに凝集体モー
ド径当たりの分布巾を一定値以上に維持するカーボンブ
ラックを配合した高耐摩耗性と高反発弾性を兼備するゴ
ム組成物（特開昭59-140241号公報）、N2SAが65〜84m2/
g、N2SA／よう素吸着量（IA）の比が1.10〜1.35の範囲
にあり、圧縮DBP、ブラックネス、よう素吸着量および
凝集体モード径を変数とする関係式値を一定値以上に設
定した配合ゴムに高耐摩耗と高反発弾性を同時に付与す
ることができるカーボンブラック（特開昭3-225639号公
報）、N2SA75〜105m2/g、圧縮DBP110ml/110g以上で、一
定比表面積当たりの真比重を公知のカーボンブラックの
それより低い特定範囲に設定するとともに、粒子凝集体
空隙直径ならびに凝集体モード径当たりの分布巾を一定
値以上に維持した配合ゴムに高耐摩耗性と高反発弾性を
併有させることができるカーボンブラック（特開平1-20
1367号公報）。
このほか、米国特許第4360627号明細書にはタイヤトレ
ッドラバー用として、N2SA85〜95m2/g、24M4DBP100〜10
4ml/100g、Tint95〜105％で、凝集体ストークスモード
径の分布（ΔD50）を180mμ以上とした高耐摩耗性と高
反発弾性を達成するカーボンブラックが開示されてお
り、また米国特許第4548980号明細書には、省エネルギ
ー用タイヤトレッドラバーに必要な低ころがり抵抗と高
度のウエットグリップ性能を得るためのカーボンブラッ
ク特性として、N2SA75〜105m2/g、N2SA‐IA≧15、N2SA
‐CTABSA≦５、24M4DBP≦110、Tint90〜110、ΔTint≦
−３が示されている。
ッドラバー用として、N2SA85〜95m2/g、24M4DBP100〜10
4ml/100g、Tint95〜105％で、凝集体ストークスモード
径の分布（ΔD50）を180mμ以上とした高耐摩耗性と高
反発弾性を達成するカーボンブラックが開示されてお
り、また米国特許第4548980号明細書には、省エネルギ
ー用タイヤトレッドラバーに必要な低ころがり抵抗と高
度のウエットグリップ性能を得るためのカーボンブラッ
ク特性として、N2SA75〜105m2/g、N2SA‐IA≧15、N2SA
‐CTABSA≦５、24M4DBP≦110、Tint90〜110、ΔTint≦
−３が示されている。
しかしながら、低燃費タイヤに対する要求はますます高
度化しており、優れた耐摩耗性能を維持しながら高い反
発弾性を有する低発熱性ゴム組成物の開発要請は依然と
して強い。
度化しており、優れた耐摩耗性能を維持しながら高い反
発弾性を有する低発熱性ゴム組成物の開発要請は依然と
して強い。
本発明は、このような背景下での引き続く研究におい
て、N2SAが60〜100m2/gの範囲で一定凝集体モード径当
たりのアグリゲート粒間ポアのモード径を小さく設定し
たカーボンブラックをゴム成分に配合すると、乗用車や
軽トラック用タイヤトレッドとして好適なゴム物性が得
られる事実を解明して開発に至ったものである。
て、N2SAが60〜100m2/gの範囲で一定凝集体モード径当
たりのアグリゲート粒間ポアのモード径を小さく設定し
たカーボンブラックをゴム成分に配合すると、乗用車や
軽トラック用タイヤトレッドとして好適なゴム物性が得
られる事実を解明して開発に至ったものである。
したがって、本発明の目的は、乗用車や軽トラックのタ
イヤトレッド用として好適な高耐摩耗性と低発熱性を兼
備するゴム組成物を提供することにある。
イヤトレッド用として好適な高耐摩耗性と低発熱性を兼
備するゴム組成物を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明によるゴム組成物
は、窒素吸着比表面積（N2SA）が60〜100m2/gのハード
系領域に属し、かつアグリゲート粒間ポアのモード系
（ｐ）が下記関係式による選択的特性を有するファー
ネスカーボンブラックを、ゴム成分100重量部に対し35
〜100重量部の割合で配合してなることを構成上の特徴
とする。
は、窒素吸着比表面積（N2SA）が60〜100m2/gのハード
系領域に属し、かつアグリゲート粒間ポアのモード系
（ｐ）が下記関係式による選択的特性を有するファー
ネスカーボンブラックを、ゴム成分100重量部に対し35
〜100重量部の割合で配合してなることを構成上の特徴
とする。
ｐ≦1.543st−55.0 但し、上式のｐは示差走査熱量計（DSC）により測定
されるカーボンブラックアグリゲート粒間のポア径分布
における最大頻度のモード径を指し、stはディスクセ
ントリフュージ装置（DCF）により測定されるカーボン
ブラックアグリゲートのストークスモード径を指す。
されるカーボンブラックアグリゲート粒間のポア径分布
における最大頻度のモード径を指し、stはディスクセ
ントリフュージ装置（DCF）により測定されるカーボン
ブラックアグリゲートのストークスモード径を指す。
本発明に適用されるカーボンブラックの各特性値は、次
の測定方法によって得られる値とする。
の測定方法によって得られる値とする。
N2SA（窒素吸着比表面積）−:ASTM D3037-88“Standard Test Method for Carbon Black-Su
rface Area by Mitrogen Absorption"Metod Bによる。
なお、この方法で測定したIRB＃６のN2SAは76m2/gであ
った。
rface Area by Mitrogen Absorption"Metod Bによる。
なお、この方法で測定したIRB＃６のN2SAは76m2/gであ
った。
ｐ−：示差走査熱量計（DSC）により測定されるカー
ボンブラックアグリゲート粒間のポア分布における最大
頻度のモード径を指すもので、以下の方法により測定さ
れる。
ボンブラックアグリゲート粒間のポア分布における最大
頻度のモード径を指すもので、以下の方法により測定さ
れる。
JIS K6221（1982）５「乾燥試料の作り方」に基づいて
乾燥したのち、精秤採取したカーボンブラック試料を蒸
留水と混合してカーボンブラック濃度0.250g/cm3のペー
ストを作成し、超音波で十分に分散させる。超音波分散
処理が終了したら直ちにカーボンブラックペーストを約
３〜5mgの間で精秤しアルミニウム製のサンプル容器に
入れてシールしたのち、示差走査熱量計（DSC,Mettler
社製DSC30）にセットし次のステップで測定する。
乾燥したのち、精秤採取したカーボンブラック試料を蒸
留水と混合してカーボンブラック濃度0.250g/cm3のペー
ストを作成し、超音波で十分に分散させる。超音波分散
処理が終了したら直ちにカーボンブラックペーストを約
３〜5mgの間で精秤しアルミニウム製のサンプル容器に
入れてシールしたのち、示差走査熱量計（DSC,Mettler
社製DSC30）にセットし次のステップで測定する。
室温から−80℃まで急冷 −80℃から−５℃まで10℃/min.の速度で加熱 −５℃から−0.1℃、まで１℃/min.の速度で加熱し
たのち、−0.1℃（蒸留水の凝固点より0.1℃低い温度）
に10分間保持する。
たのち、−0.1℃（蒸留水の凝固点より0.1℃低い温度）
に10分間保持する。
−0.1℃から−８℃まで0.1℃/min.の速度で徐々に
冷却し、補償エネルギーを記録する。
冷却し、補償エネルギーを記録する。
そして、の段階で得られた補償エネルギーのチャート
から各温度（0.1℃刻み）の山の高さ（ｙ）の読み取
り、下記（１），（２）式からアグリゲート粒間ポアの
直径（Dp）と同ポア分布曲線（ΔV/ΔDp）を得る。この
ポア分布曲線における最大頻度のモード径をｐとす
る。
から各温度（0.1℃刻み）の山の高さ（ｙ）の読み取
り、下記（１），（２）式からアグリゲート粒間ポアの
直径（Dp）と同ポア分布曲線（ΔV/ΔDp）を得る。この
ポア分布曲線における最大頻度のモード径をｐとす
る。
Dp＝（135.34/ΔＴ）＋1.14 ……（１） ΔT:蒸留水の凝固点降下幅 Wa:蒸留水の凝固点 K :SDC装置の感度やサンプルの質量を考慮に入れたファ
クター 上式（１），（２）は、Brunらによって導かれた式で、
Thermochimica Acta,21（1977）59〜88“A NEW METHOD
FOR THE SIMULTANEOUS DETERMINATION OF THE SIZE AND
THE SHAPE OF PORES:THE THERMOPOROMETRY"に詳説され
ている。なお、この方法で測定したASTM Ｄ−24 Stand
ard Reference Black C−３（N234）のｐは、77.6nm
である。
クター 上式（１），（２）は、Brunらによって導かれた式で、
Thermochimica Acta,21（1977）59〜88“A NEW METHOD
FOR THE SIMULTANEOUS DETERMINATION OF THE SIZE AND
THE SHAPE OF PORES:THE THERMOPOROMETRY"に詳説され
ている。なお、この方法で測定したASTM Ｄ−24 Stand
ard Reference Black C−３（N234）のｐは、77.6nm
である。
st−:JISK6221（1982）５「乾燥試料の作り方」に基
づいて乾燥したカーボンブラックを少量の界面活性剤を
含む20vol％エタノール水溶液と混合してカーボンブラ
ック濃度50mg/lの分散液を作成し、これを超音波で十分
に分散させて試料とする。ディスク・セントリフュージ
装置（英国Joyes Lobel社製）を8000rpmの回転数に設定
し、スピン液（温度25℃の2wt％グリセリン水溶液）を1
0ml加えたのち、1mlのバッファー液（温度25℃の20vol
％エタノール水溶液）を注入する。
づいて乾燥したカーボンブラックを少量の界面活性剤を
含む20vol％エタノール水溶液と混合してカーボンブラ
ック濃度50mg/lの分散液を作成し、これを超音波で十分
に分散させて試料とする。ディスク・セントリフュージ
装置（英国Joyes Lobel社製）を8000rpmの回転数に設定
し、スピン液（温度25℃の2wt％グリセリン水溶液）を1
0ml加えたのち、1mlのバッファー液（温度25℃の20vol
％エタノール水溶液）を注入する。
ついで温度25℃のカーボンブラック分散液0.5mlを注射
器で加えて遠心沈降を開始し、同時に記録計を作動させ
て光学的に凝集体ストークス相当径の分布曲線を作成す
る。得られた分布曲線における最大頻度のストークス相
当径をstとする。この方法で測定したASTMD-24 Stand
ard Reference Black C−３（N234）のstは、80nmで
ある。
器で加えて遠心沈降を開始し、同時に記録計を作動させ
て光学的に凝集体ストークス相当径の分布曲線を作成す
る。得られた分布曲線における最大頻度のストークス相
当径をstとする。この方法で測定したASTMD-24 Stand
ard Reference Black C−３（N234）のstは、80nmで
ある。
本発明において、ゴム成分に配合するファーネスカーボ
ンブラックの窒素吸着比表面積（N2SA）が60m2/g未満で
あると耐摩耗性が低下し、また100m2/gを越えると発熱
性が増加するようになる。示差走査熱量計（DSC）によ
り測定されるカーボンブラック粒間のポア径分布におけ
る最大頻度のモード径であるｐは、本発明の重要な特
性項目で、この値が〔1.543st-55.0〕と同等以上にな
ると配合ゴムに対して耐摩耗性を減退させずに発熱性を
有意に低下させることができなくなる。したがって、フ
ァーネスカーボンブラックとして、窒素吸着比表面積
（N2SA）が60〜100m2/gの範囲にあり、かつｐ≦1.543
st-55.0の関係式を満たす場合にゴム組成物に相対
的に優れた耐摩耗性と高反発弾性を同時に付与すること
が可能となる。
ンブラックの窒素吸着比表面積（N2SA）が60m2/g未満で
あると耐摩耗性が低下し、また100m2/gを越えると発熱
性が増加するようになる。示差走査熱量計（DSC）によ
り測定されるカーボンブラック粒間のポア径分布におけ
る最大頻度のモード径であるｐは、本発明の重要な特
性項目で、この値が〔1.543st-55.0〕と同等以上にな
ると配合ゴムに対して耐摩耗性を減退させずに発熱性を
有意に低下させることができなくなる。したがって、フ
ァーネスカーボンブラックとして、窒素吸着比表面積
（N2SA）が60〜100m2/gの範囲にあり、かつｐ≦1.543
st-55.0の関係式を満たす場合にゴム組成物に相対
的に優れた耐摩耗性と高反発弾性を同時に付与すること
が可能となる。
本発明の特性を備えるフォーネスカーボンブラックは、
炉頭部に接線方向空気供給口と炉軸方向に装着された燃
焼バーナーおよび原料油噴射ノズルを備える燃焼室と、
同軸的に連設された狭径反応室および広径反応室により
構成される通常のオイルファーネス炉を用い、原料油、
燃焼油、空気等の供給量の調整、酸素ガスの添加などの
条件を与えることによって製造することができる。
炉頭部に接線方向空気供給口と炉軸方向に装着された燃
焼バーナーおよび原料油噴射ノズルを備える燃焼室と、
同軸的に連設された狭径反応室および広径反応室により
構成される通常のオイルファーネス炉を用い、原料油、
燃焼油、空気等の供給量の調整、酸素ガスの添加などの
条件を与えることによって製造することができる。
上記のファーネスカーボンブラックは、常法に従って天
然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム、ブチルゴム、その他常用のカーボ
ンブラックで補強可能な各種合成ゴム、混合ゴムなどの
エラストマーに配合する。カーボンブラックの配合比率
は、ゴム成分100重量部に対し35〜100重量部とし、加硫
剤、加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤、軟化剤、可塑
剤等の必要成分とともに混練して本発明のゴム組成物を
得る。
然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム、ブチルゴム、その他常用のカーボ
ンブラックで補強可能な各種合成ゴム、混合ゴムなどの
エラストマーに配合する。カーボンブラックの配合比率
は、ゴム成分100重量部に対し35〜100重量部とし、加硫
剤、加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤、軟化剤、可塑
剤等の必要成分とともに混練して本発明のゴム組成物を
得る。
本発明で特定したファーネスカーボンブラック特性項目
のうち、窒素吸着比表面積（N2SA）が60〜100m2/gの粒
子範囲はハード系領域に属し、配合ゴムに高度の耐摩耗
性と適度の発熱性を保持させるための前提条件となる。
しかし、該比表面積が60m2/g未満であると耐摩耗性の面
で不十分となり、他方、100m2/gを上廻ると発熱性が増
大し、特に低燃費タイヤ用カーボンブラックとしての使
用は難しくなる。
のうち、窒素吸着比表面積（N2SA）が60〜100m2/gの粒
子範囲はハード系領域に属し、配合ゴムに高度の耐摩耗
性と適度の発熱性を保持させるための前提条件となる。
しかし、該比表面積が60m2/g未満であると耐摩耗性の面
で不十分となり、他方、100m2/gを上廻ると発熱性が増
大し、特に低燃費タイヤ用カーボンブラックとしての使
用は難しくなる。
アグリゲート粒間ポアのモード径（ｐ）は、カーボン
ブラックが強固に融着結合した凝集体（アグリゲート）
の性状を示すパラメーターであり、カーボンブラック生
成過程における反応温度や燃焼ガスの攪乱度などの条件
と密接に関連している。このため、ストラクチャーおよ
び比表面積と相関する関係にあり、発明者の検討による
と上市されている一般のカーボンブラックは次式
（３），（４）の関係にあることが確認されている。
ブラックが強固に融着結合した凝集体（アグリゲート）
の性状を示すパラメーターであり、カーボンブラック生
成過程における反応温度や燃焼ガスの攪乱度などの条件
と密接に関連している。このため、ストラクチャーおよ
び比表面積と相関する関係にあり、発明者の検討による
と上市されている一般のカーボンブラックは次式
（３），（４）の関係にあることが確認されている。
ｐ＝〔75.2×（DBP）／（N2SA）〕±3.0 ……（３） ｐ＝（1.543st-42.8）±8.0 ……（４） 例えば、ASTM Ｄ−24 Standard Reference Black C−
３（N234）のｐは、そのstから（４）式を用いて算
出すると72.6〜88.6nmの範囲になるが、stの実測値は
77.6nmで前記の範囲に入っている。
３（N234）のｐは、そのstから（４）式を用いて算
出すると72.6〜88.6nmの範囲になるが、stの実測値は
77.6nmで前記の範囲に入っている。
本発明で特定されているｐは、stとの関係において
上式（４）からの算出値よりも更に低位にあること、特
に〔1.543st-55.0〕値と同等以下の水準に位置するこ
とを特徴としている。これはカーボンブラックのアグリ
ゲート自体の大きさ（ストークスモード径）に比べてア
グリゲート粒間ポアの大きさが相対的に小さいことに特
徴づけられ、この独特の性状が配合ゴムの耐摩耗性を損
ねずに発熱性を低下させる機能を果たし、定比表面積当
たりの反発弾性を効果的に向上させる。
上式（４）からの算出値よりも更に低位にあること、特
に〔1.543st-55.0〕値と同等以下の水準に位置するこ
とを特徴としている。これはカーボンブラックのアグリ
ゲート自体の大きさ（ストークスモード径）に比べてア
グリゲート粒間ポアの大きさが相対的に小さいことに特
徴づけられ、この独特の性状が配合ゴムの耐摩耗性を損
ねずに発熱性を低下させる機能を果たし、定比表面積当
たりの反発弾性を効果的に向上させる。
上記の機能が総合的に作用して、ゴム組成物に優れた耐
摩耗性と高度の反発弾性を兼備させる低発熱性能とを付
与することが可能となる。
摩耗性と高度の反発弾性を兼備させる低発熱性能とを付
与することが可能となる。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例、比較例、参考例 炉頭部に接線方向空気供給口と炉軸方向に挿着した燃焼
バーナーおよび原料油噴射ノズルを備える燃焼室（直径
800mm、長さ600mm）、該燃焼室と同軸的に連結する狭径
反応室（直径160mm、長さ1200mm）、引き続き連設され
た広径反応室（直径400mm）とから構成されたオイルフ
ァーネス炉を設置した。
バーナーおよび原料油噴射ノズルを備える燃焼室（直径
800mm、長さ600mm）、該燃焼室と同軸的に連結する狭径
反応室（直径160mm、長さ1200mm）、引き続き連設され
た広径反応室（直径400mm）とから構成されたオイルフ
ァーネス炉を設置した。
原料油には、比重（15/4℃）1.073、粘度（エングラー4
0/20℃）2.10、トルエン不溶分0.03％、相関係数（BMC
I）140の芳香族炭化水素油を用い、燃料油として比重
（15/4℃）0.903、粘度（Cst/50℃）16.1、残炭分5.4
％、引火点96％の炭化水素油を使用した。
0/20℃）2.10、トルエン不溶分0.03％、相関係数（BMC
I）140の芳香族炭化水素油を用い、燃料油として比重
（15/4℃）0.903、粘度（Cst/50℃）16.1、残炭分5.4
％、引火点96％の炭化水素油を使用した。
上記の反応炉、原料油および燃焼油を用い、原料油、燃
料油、空気の供給量、酸素ガスの添加有無などの生成条
件を変えて５種類（実施例１〜３、比較例１〜２）のフ
ァーネスカーボンブラックを製造した。得られたカーボ
ンブラックの特性を生成条件と対比して表１に示した。
なお、表１中の参考例は市販のハード系カーボンブラッ
クで、参考例１はN351〔東海カーボン（株）製、シース
トNH〕、参考例２はN347〔東海カーボン（株）製、シー
スト3H〕、参考例３はN339〔東海カーボン（株）製、シ
ーストKH〕である。
料油、空気の供給量、酸素ガスの添加有無などの生成条
件を変えて５種類（実施例１〜３、比較例１〜２）のフ
ァーネスカーボンブラックを製造した。得られたカーボ
ンブラックの特性を生成条件と対比して表１に示した。
なお、表１中の参考例は市販のハード系カーボンブラッ
クで、参考例１はN351〔東海カーボン（株）製、シース
トNH〕、参考例２はN347〔東海カーボン（株）製、シー
スト3H〕、参考例３はN339〔東海カーボン（株）製、シ
ーストKH〕である。
次に、これらのカーボンブラック試料を表２に示す配合
比によりスチレンブタジエンゴム〔日本合成ゴム（株）
製、JSR1712〕に配合した。
比によりスチレンブタジエンゴム〔日本合成ゴム（株）
製、JSR1712〕に配合した。
表３の配合物を145℃の温度で50分間加硫して得られた
各ゴム組成物につき各種のゴム試験をおこない、その結
果を表３に示した。
各ゴム組成物につき各種のゴム試験をおこない、その結
果を表３に示した。
なお、ゴム特性の測定方法および測定条件は下記によっ
た。このうち、tan δ（損失係数）は発熱性の指標とな
るもので、この値が小さくなるほど発熱度が低いことを
示す。
た。このうち、tan δ（損失係数）は発熱性の指標とな
るもので、この値が小さくなるほど発熱度が低いことを
示す。
（１） 摩耗量 ランボーン摩耗試験機（機械式スリップ機構）を用い、
次の条件で測定した。
次の条件で測定した。
試験片：厚さ10mm、外径44mm エメリーホイール:GCタイプ、粒度＃80、硬度Ｈ 添加カーボランダム粉：粒度＃80、添加量約9g/min. ホイール面と試験片の相対スリップ率:24％、60％ 試験片回転数:535rpm 試験荷重:4kg なお、表３には測定された摩耗量を参考例３を100とし
た場合の耐摩耗指数として示した。したがって、数値の
高い方が摩耗量が少ないことを示す。
た場合の耐摩耗指数として示した。したがって、数値の
高い方が摩耗量が少ないことを示す。
（２） tanδ（損失係数） Visco Elastic Spectrometer〔岩本製作所製〕を用い、
次の条件で測定した。
次の条件で測定した。
試験片：厚さ2mm、長さ30mm、巾5mm 周波数:50Hz 動的歪率:1.2％ 温度:60℃ （３） その他 すべてJIS K6301「加硫ゴム物理試験方法」によった。
表３の結果から、実施例１のゴム組成物では配合カーボ
ンブラックのN2SAが同等水準にある比較例１のゴム組成
物と比べて耐摩耗性および発熱性の指標となるtanδと
反発弾性が共に改善されている。実施例２のゴム組成物
は配合カーボンブラックのN2SAが同等水準にある比較例
２および参考例２のゴム組成物と比べて耐摩耗性は同等
でありながら、tanδが低下し、反発弾性が有意に増大
していることが認められる。また、実施例３のゴム組成
物では配合カーボンブラックのN2SAが同等水準にある参
考例３のゴム組成物と比べ同等の耐摩耗性と改善された
tanδならびに反発弾性が付与されている。これら耐摩
耗性と低発熱性および反発弾性の同時付与効果は、ｐ
≦1.543 st-55.0を満たす特有のカーボンブラックア
グリゲート特性によるものである。
ンブラックのN2SAが同等水準にある比較例１のゴム組成
物と比べて耐摩耗性および発熱性の指標となるtanδと
反発弾性が共に改善されている。実施例２のゴム組成物
は配合カーボンブラックのN2SAが同等水準にある比較例
２および参考例２のゴム組成物と比べて耐摩耗性は同等
でありながら、tanδが低下し、反発弾性が有意に増大
していることが認められる。また、実施例３のゴム組成
物では配合カーボンブラックのN2SAが同等水準にある参
考例３のゴム組成物と比べ同等の耐摩耗性と改善された
tanδならびに反発弾性が付与されている。これら耐摩
耗性と低発熱性および反発弾性の同時付与効果は、ｐ
≦1.543 st-55.0を満たす特有のカーボンブラックア
グリゲート特性によるものである。
〔発明の効果〕 以上のとおり、本発明によれば従来技術とは異なるカー
ボンブラックのミクロな特性項目を選択規制することに
よって優れた耐摩耗性能と高い反発弾性を兼備する低発
熱性のゴム組成物を提供することができる。したがっ
て、乗用車や軽トラック用のタイヤトレッド部に適用し
て効果的な低燃費化を図ることができる。
ボンブラックのミクロな特性項目を選択規制することに
よって優れた耐摩耗性能と高い反発弾性を兼備する低発
熱性のゴム組成物を提供することができる。したがっ
て、乗用車や軽トラック用のタイヤトレッド部に適用し
て効果的な低燃費化を図ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】窒素吸着比表面積（N2SA）が60〜100m2/g
のハード系領域に属し、かつアグリゲート粒間ポアのモ
ード径（ｐ）が下記関係式による選択的特性を有する
ファーネスカーボンブラックを、ゴム成分100重量部に
対し35〜100重量部の割合で配合してなるゴム組成物。 ｐ≦1.543st−55.0 但し、上式のｐは示差走査熱量計（DSC）により測定
されるカーボンブラックアグリゲート粒間のポア径分布
における最大頻度のモード径を指し、stはディスクセ
ントリフュージ装置（DCF）により測定されるカーボン
ブラックアグリゲートのストークスモード径を指す。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2340732A JPH072866B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | ゴム組成物 |
| FR9114553A FR2669934B1 (fr) | 1990-11-30 | 1991-11-26 | Composition de caoutchouc. |
| KR91021448A KR0129673B1 (en) | 1990-11-30 | 1991-11-27 | Rubber composition |
| US08/044,067 US5321072A (en) | 1990-11-30 | 1993-04-06 | Rubber composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2340732A JPH072866B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209640A JPH04209640A (ja) | 1992-07-31 |
| JPH072866B2 true JPH072866B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=18339782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2340732A Expired - Lifetime JPH072866B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | ゴム組成物 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH072866B2 (ja) |
| KR (1) | KR0129673B1 (ja) |
| FR (1) | FR2669934B1 (ja) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592451B2 (ja) * | 1980-01-30 | 1984-01-18 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物 |
| JPS56163908A (en) * | 1980-05-23 | 1981-12-16 | Bridgestone Corp | Pneumatic tyre |
| JPS58225139A (ja) * | 1982-06-25 | 1983-12-27 | Bridgestone Corp | タイヤ用ゴム組成物 |
| JPS59140241A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-11 | Tokai Carbon Co Ltd | ゴム組成物 |
| JPH0643523B2 (ja) * | 1985-09-06 | 1994-06-08 | 旭カ−ボン株式会社 | ゴム補強用フア−ネスカ−ボンブラツク |
| JPS6257434A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-13 | Asahi Carbon Kk | ゴム補強用フア−ネスカ−ボンブラツク |
| JPH01152142A (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | ゴム組成物 |
| JPH0641540B2 (ja) * | 1988-11-10 | 1994-06-01 | 東海カーボン株式会社 | タイヤトレッドゴム用カーボンブラック |
| US5321072A (en) * | 1990-11-30 | 1994-06-14 | Tokai Carbon Co., Ltd. | Rubber composition |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2340732A patent/JPH072866B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-26 FR FR9114553A patent/FR2669934B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-27 KR KR91021448A patent/KR0129673B1/ko not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04209640A (ja) | 1992-07-31 |
| KR920009905A (ko) | 1992-06-25 |
| KR0129673B1 (en) | 1998-04-06 |
| FR2669934A1 (fr) | 1992-06-05 |
| FR2669934B1 (fr) | 1995-06-16 |
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